Welche Stoffe sind bei 20 Grad Zimmertemperatur fest?

Fest, flüssig, gasförmig – Stoffe bei Raumtemperatur

Die Frage nach dem Aggregatzustand von Stoffen bei 20°C, also gängiger Zimmertemperatur, scheint simpel. Doch die Vielfalt der Stoffe und die Abhängigkeit des Aggregatzustands von Druck und Temperatur machen die Antwort komplexer als man zunächst annehmen könnte. Der folgende Artikel beleuchtet einige Beispiele und erklärt die zugrundeliegenden Prinzipien.

Die Aussage, dass Zucker, Salz und Mehl bei 20°C fest sind, ist korrekt, aber vereinfacht. Genauer betrachtet handelt es sich um feste Stoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften. Zucker (Saccharose) bildet kristalline Strukturen, während Salz (Natriumchlorid) ein ionisches Kristallgitter aufweist. Mehl, ein Gemisch aus gemahlenem Getreide, ist ein amorpher Festkörper – seine Partikel sind nicht regelmäßig angeordnet. Alle drei sind jedoch bei Raumtemperatur und Normaldruck fest.

Die Beispiele Wasser, Alkohol und Essig illustrieren, dass bei der gleichen Temperatur sehr unterschiedliche Aggregatzustände möglich sind. Diese Stoffe haben niedrigere Schmelz- und Siedepunkte als Zucker, Salz oder Mehl und liegen daher bei 20°C flüssig vor. Die Unterschiede beruhen auf den unterschiedlichen intermolekularen Kräften, die die Moleküle zusammenhalten. Wassermoleküle beispielsweise bilden starke Wasserstoffbrückenbindungen, während die Kräfte zwischen Alkohol- oder Essigsäuremolekülen schwächer sind.

Die Erwähnung von Sauerstoff und Helium verdeutlicht die gasförmigen Stoffe bei Raumtemperatur. Diese Gase besitzen sehr schwache intermolekulare Kräfte und liegen selbst bei niedrigen Temperaturen meist gasförmig vor. Erst bei sehr tiefen Temperaturen und/oder hohem Druck kondensieren sie zu Flüssigkeiten oder Feststoffen.

Es ist wichtig zu betonen, dass der Aggregatzustand nicht nur von der Temperatur, sondern auch vom Druck abhängt. Wasser beispielsweise kann bei niedrigem Druck auch bei Temperaturen unter 0°C flüssig bleiben (Sublimation). Ähnliche Phänomene lassen sich bei vielen anderen Stoffen beobachten. Ein genauerer Blick erfordert die Betrachtung von Phasendiagrammen, die den Aggregatzustand in Abhängigkeit von Temperatur und Druck darstellen.

Zusammenfassend lässt sich sagen: Viele alltägliche Stoffe wie Zucker, Salz und Mehl sind bei 20°C fest. Die Vielzahl an anderen Stoffen mit unterschiedlichen Schmelz- und Siedepunkten zeigt jedoch, wie komplex die Bestimmung des Aggregatzustands sein kann und wie stark diese von Temperatur, Druck und den spezifischen Eigenschaften des jeweiligen Stoffes abhängt. Die scheinbar einfache Frage nach dem Aggregatzustand bei Raumtemperatur öffnet somit ein Fenster zur faszinierenden Welt der Stoffphysik.