Substanzveränderungen

Substanzveränderungen, auch als chemische Veränderungen bezeichnet, sind Prozesse, bei denen die chemische Zusammensetzung einer Substanz dauerhaft verändert wird. Typisch entstehen dabei neue Stoffe mit anderen Eigenschaften. Im Gegensatz dazu stehen Zustandsänderungen oder physikalische Veränderungen, bei denen die chemische Zusammensetzung der Substanz unverändert bleibt, zum Beispiel beim Schmelzen, Verdampfen oder Zerkleinern.

Bei Substanzveränderungen geht häufig die Bildung neuer chemischer Bindungen einher und Energie wird umgesetzt. Die dabei ablaufenden Reaktionen können exotherm sein, bei denen Wärme freigesetzt wird, oder endotherm, bei denen Wärme aufgenommen wird. Reaktionsbedingungen wie Temperatur, Druck, Konzentration der Reaktanten oder der Einsatz von Katalysatoren beeinflussen Geschwindigkeit und Verlauf der Veränderung. In Reaktionsgleichungen wird Edukte zu Produkten umgewandelt; das Gesetz der Massenerhaltung gilt in geschlossenen Systemen.

Beispiele für Substanzveränderungen sind die Verbrennung von Methan (CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O), die Neutralisation von Salzsäure mit Natriumhydroxid (HCl + NaOH → NaCl + H2O) sowie die Bildung von Rost (3 Fe + 2 O2 → Fe3O4). In der Natur und Technik finden Substanzveränderungen breit statt, etwa in der Biochemie der Zellen, der Umweltchemie oder der industriellen Synthese.

Zusammenfassend beschreibt der Begriff Substanzveränderungen Prozesse, in denen Substanzen unter Veränderung oder Neubildung chemischer Zusammensetzungen umgewandelt werden, im Gegensatz zu physischen Veränderungen, die die chemische Zusammensetzung unverändert lassen. Wichtige Konzepte sind Reaktionsgeschwindigkeit, Reaktionsgleichungen, Katalyse und Gleichgewicht.