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Warum wird Wachs transparent, wenn es flüssig wird?

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Gábor Paál
Gábor Paál (Foto: SWR, Gábor Paál)

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Ich versuche es mal mit Wasser zu vergleichen und dabei auch den Unterschied zu Wasser zu verdeutlichen. Beide Stoffe – Wasser und Wachs – sind im flüssigen Zustand transparent (reines Wasser natürlich noch ein bisschen mehr als vergleichsweise trübes Wachs).

Im festen Zustand gibt es Unterschiede. Wenn Wasser friert, ist das Eis im Idealfall immer noch transparent, wie die Eisschicht auf einer zugefrorenen Pfütze. Sehr oft aber ist das Eis undurchsichtig. Das liegt dann meist an Lufteinschlüssen im Eis.

Eis besteht aus gitterförmig angeordneten Wassermolekülen

Und man kann es sich etwas vereinfacht so vorstellen: Wenn das Wasser sauber ist, dann geht das Licht durch dieses Gitter durch. Aber dieses regelmäßige Gitter wird oft durch Lufteinschlüsse gestört, und dann wird das Licht an diesen Lufteinschlüssen in die verschiedensten Richtungen reflektiert. Dadurch wird Eis dann undurchsichtig.

Wenn Wachs abkühlt und fest wird, wird es auch undurchsichtig. Aber das liegt dann nicht an Lufteinschlüssen, sondern daran dass das Wachs selbst schon ein Stoffgemisch ist. Von Wasser gibt es nur eine Molekülsorte, nämlich H2O. Aber Wachs besteht aus einer ganzen Menge von – zwar ähnlichen – aber unterschiedlich großen Molekülen. Und wenn das Wachs abkühlt, dann entsteht eben kein schönes regelmäßiges Gitter, sondern eine amorphe – d.h. strukturlose – Masse aus ganz unterschiedlich großen Wachskristallen, großen, kleinen, mittleren, die sich in alle möglichen Richtungen ausrichten.

Und somit können die Lichtstrahlen eben nicht störungsfrei durchgehen, sondern treffen schon gleich an der Oberfläche auf Moleküle, an denen sie reflektiert oder gestreut werden. Und damit wird das Wachs undurchsichtig.

Ein Unterschied zu Wasser ist, dass Wachs bei bestimmten Temperaturen weder richtig flüssig noch richtig fest ist, sondern zähflüssig. Hängt das auch mit dieser Struktur zusammen?

Das liegt genau daran, dass die einzelnen Wachsmoleküle unterschiedlich groß sind. Je größer die Moleküle, desto höher ist auch der Schmelzpunkt. Wenn man Wachs abkühlt, verfestigen sich erstmal die großen Moleküle, und dieses Gemisch aus verfestigten und den kleinen noch immer flüssigen Molekülen macht dann in der Summe eine zähflüssige Masse. Je mehr sie abkühlt, desto höher ist der Anteil der verfestigten Wachskristalle, aber dieses Verfestigen ist eben ein kontinuierlicher Prozess, und geschieht nicht, wie beim Wasser, ganz plötzlich.

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