Aggregatzustand – Zustand eines Stoffes
Die Gefahren von einem Stoff gehen auch von dessen Zustand aus. Dieser Zustand ist in der Regel gekennzeichnet durch physikalische Messgrößen (Druck, Temperatur). Daher wird dieser Zustand auch oft als der „physikalische Zustand“ eines Stoffes bezeichnet.
Die Aggregatzustände fest, flüssig, gasförmig
Dieser so genannte physikalische Zustand wird mit dem Fachbegriff "Aggregatzustand" bezeichnet. Stoffe (und auch Gegenstände) können in drei Aggregatzuständen vorkommen bzw. unterschieden werden: Fest, flüssig und gasförmig. Es gibt nur einen einzigen Stoff, der in „der natürlichen Umwelt“ in allen drei Aggregatzuständen vorkommt: das Wasser (als Eis, Wasser und Wasserdampf).
Abhängigkeit des Aggregatzustandes
Der Aggregatzustand eines Stoffes hängt dabei vom Druck (dem Umgebungsdruck) und der Temperatur ab. Allerdings hängt der Aggregatzustand auch von den chemischen Eigenschaften (der Zusammenhalt der Atome) des Stoffes ab. Stoffe mit Ionenbindung (Salz), der stärksten „Bindung“, haben daher einen höheren Siedepunk als Stoffe mit Atombindung (Moleküle).
Die Eigenschaften von festen, flüssigen und festen Stoffen
Feststoffe haben ein „definiertes“ Volumen und eine feste Form, sofern keine äußere Kraft auf den Feststoff wirkt. Feststoffe haben im Vergleich zu en anderen Aggregatzuständen des gleichen Stoffes die größte Dichte (mit des Wassers).
Flüssigkeiten haben ebenfalls ein „definiertes“ Volumen, aber keine definierte, feste Form. Flüssigkeiten können jede Form bzw. Gestalt annehmen.
Im Vergleich zu Feststoffen und Flüssigkeiten haben Gase weder ein „fest definiertes“ Volumen noch eine feste Form. Gase breiten sich in jedem Volumen vollständig und in alle Richtungen gleichmäßig aus. Im Vergleich zu den anderen Aggregatzuständen, zeigen gasförmige Stoffe die niedrigste Dichte. Die Dichte eines Gases kann bis zu 1.000mal kleiner sein, als die Dichte des entsprechenden Feststoffes.
Die Übergänge zwischen den einzelnen Aggregatzuständen
Je nach Druck und Temperatur liegt ein Stoff im jeweiligen Aggregatzustand vor. Die jeweiligen Übergänge werden durch die jeweiligen Fachbegriffe gekennzeichnet.
Der Übergang eines Stoffes vom festen in den flüssigen Aggregatzustand wird als „Schmelzen“ bezeichnet.
Der Übergang eines Stoffes vom flüssigen in den festen Aggregatzustand wird als „Gefrieren“ bezeichnet.
Der Übergang eines Stoffes vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand wird als „Verdampfen“ bezeichnet.
Der Übergang eines Stoffes vom gasförmigen in den flüssigen Aggregatzustand wird als „Kondensieren“ bezeichnet.
Der direkte Übergangs eines Stoffes vom festen in den gasförmigen Aggregatzustand (ohne über den flüssigen Aggregatzustand) wird als „Sublimieren“ bezeichnet.
Die Definition der Aggregatzustände durch entsprechende Vorschriften
Die Aggregatzustände lassen sich durch die physikalischen Größen Druck und Temperatur zuordnen. In den entsprechenden Vorschriften des Gefahrstoff- bzw. Gefahrgutrechts können die entsprechenden Einstufungen nachgelesen werden. Am Beispiel der ADR (Vorschriften für den Verkehrträger Strasse) werden die Einstufungen vorgestellt:
Feststoffe sind Stoffe mit einem Schmelzpunkt bzw. Schmelzbeginn von über 20°C und einem Druck von 1013 hPa.
Flüssigkeiten sind Stoffe, die bei einer Temperatur bei 50°C eine Dampfdruck von höchstens 3000 hPa (3 bar) hat und bei 20°C und einem Druck von 1013 hPa nicht vollständig gasförmig vorliegt.
Gase sind Stoffe, die bei einer Temperatur von 20°C und einem Druck von 1013 hPa vollständig gasförmig vorliegt.