Brownsche Molekularbewegung

Brownsche Molekularbewegung – Chemie

Im Jahr 1827 beobachtete der Biologe Robert Brown im Mikroskop, dass Pollen sich in Wasser ständig ruckartig bewegten. Ihre Bewegungen wurden mit der Zeit nicht langsamer und hörten nicht auf. Fast 80 Jahre später erkannte der berühmte Physiker Albert Einstein, dass die Bewegung von winzigen, unsichtbaren Wassermolekülen verursacht wurde, die mit den Pollen zusammenstießen. Heute ist dies als die kinetische Theorie der Materie bekannt.
Alle Stoffe bestehen aus winzigen Teilchen, die wir uns als kleine Kügelchen vorstellen können. Diese Teilchen sind ständig in Bewegung, in der nach ihrem Entdecker benannten brownschen Bewegung bzw. brownschen Molekularbewegung. Sie spielt eine große Rolle in der Chemie und verursacht die Diffusion von Teilchen bei der Lösung von Stoffen.

Was ist die brownsche Molekularbewegung? – Definition

Bei der brownschen Molekularbewegung handelt sich um die ständige und ungerichtete Wärmebewegung der Teilchen.

Was ist die Ursache der brownschen Molekularbewegung? – Erklärung

Die Ursache für die brownsche Molekularbewegung liegt darin, dass alle Teilchen Wärmeenergie oder thermische Energie haben. Diese thermische Energie bewirkt, dass sich die Teilchen ständig bewegen. Eine Formel musst du dafür nicht lernen.

Versuch zur brownschen Molekularbewegung

Du kannst einen einfachen Versuch machen, der dir die brownsche Molekularbewegung zeigt: Halte jeweils einen Teebeutel in eine Tasse mit kaltem Wasser und in eine Tasse mit heißem Wasser. Bedenke, dass die Farbstoffe im Tee sich ebenfalls ständig und ungerichtet bewegen. Siehst du einen Unterschied? Die brownsche Molekularbewegung ist abhängig von der Temperatur. Je höher die Temperatur, desto schneller die Teilchenwegung.

Teilchenbewegung und Aggregatzustände

Zwischen den Teilchen wirken Anziehungskräfte. Die Stärke dieser Anziehungskräfte bestimmt, in welchem Aggregatzustand ein Stoff vorliegt: fest, flüssig oder gasförmig. Je nach Aggregatzustand des Stoffes kann die brownsche Molekularbewegung der Teilchen mehr oder weniger frei erfolgen.

Fester Zustand

In einem Feststoff liegen die Teilchen in einem regelmäßigen Muster sehr eng beieinander. Dennoch bewegen sich die Teilchen auch im Festkörper: Sie schwingen um einen festen Punkt, können sich aber nicht frei bewegen. Die Anziehungskräfte zwischen den Teilchen sind sehr stark. Deshalb können Feststoffe nicht fließen. Sie behalten ihre Form und haben ein konstantes Volumen.

Flüssiger Zustand

Die Teilchen in einer Flüssigkeit liegen auch eng beieinander, können sich aber frei bewegen. Deshalb haben Flüssigkeiten keine feste Form. Flüssigkeiten können fließen, da die Teilchen aneinander vorbeigleiten. Die Kräfte zwischen den Flüssigkeitsteilchen sind schwächer als in Feststoffen, aber immer noch stark.

Gasförmiger Zustand

In einem Gas liegen die Teilchen viel weiter auseinander. Zwischen ihnen wirken nur schwache Anziehungskräfte, und die Teilchen bewegen sich deswegen schnell und ungerichtet. Gase haben keine feste Form, aber füllen den Raum, in dem sie sich befinden, völlig aus. Sie können fließen. Aufgrund des leeren Raums zwischen den Teilchen können Gase auf ein kleineres Volumen komprimiert werden.

Hinweise zum Video

Im Video wird die brownsche Molekularbewegung einfach erklärt. Dafür solltest du bereits die Aggregatzustände kennen und wissen, dass Materie aus kleinsten Teilchen aufgebaut ist.

Übungen
Du findest hier auch Übungen zum Thema brownsche Molekularbewegung.

Ausblick
Die Kenntnis der brownschen Molekularbewegung wird dir beim Verständnis der Diffusion der Teilchen sehr helfen.