Natuur Onderwijs Inzichtelijk
Hoofdstuk 5: Natuurkundige verschijnselen
5.1 Vaste stoffen, vloeistoffen en gassen
5.1.1 Verschijningsvormen
Elke stof bestaat uit deeltjes. Kleinste deeltje van een stof (heeft nog alle eigenschappen van die stof)
= molecuul. Gedrag van deze moleculen is bepalend voor de verschijningsvormen van een stof.
Vast temperatuur verhogen (energie toevoegen) vloeibaar.
Vloeibaar temperatuur verhogen gas.
Vaste stof
Bewegen de moleculen niet veel en trekken ze elkaar sterk aan, blijven dicht bij elkaar. Hard
en vormvast, ijsklontjes veranderen niet van vorm onafhankelijk van de vorm van het glas.
Vloeistof
Bewegen de moleculen in alle richtingen en zitten de deeltjes minder dicht op elkaar. Kunnen
elkaar minder sterk aantrekken, geen vaste plaats meer. Geen eigen vaste vorm. Vloeibaar
water neemt de vorm aan van het glas waarin je het schenkt.
Gas
Deeltjes bewegen in alle richtingen. Geen onderlinge aantrekkingskracht meer, nog meer
ruimte tussen de deeltjes. Voorbeeld luchtbed: die voelt overal even hard aan, omdat er
overal ‘evenveel’ lucht zit.
Water kan in ons dagelijkse leven in alle 3 de verschijningsvormen voorkomen:
aggregatietoestanden (vast, vloeibaar, gasvormig)
5.1.2 De invloed van warmte op de verschijningsvorm van een stof
Van koud naar warm:
Door energietoevoer (temperatuur/druk verhogen) verandert het gedrag van de moleculen van een
bepaalde stof, daarmee de verschijningsvorm.
Zuivere vaste stof (een stof die uit één soort moleculen bestaat) zal bij een normale luchtdruk bij één
bepaalde temperatuur vloeibaar worden. Die temperatuur = smeltpunt.
Smeltpunt van bevroren water normaal gesproken 0 graden, maar als de stof niet zuiver is,
veranderd het smeltpunt (zout op een laag sneeuw strooien smelt dan al bij temperatuur lager
dan 0 graden).
Vaste stof smelt bij één temperatuur.
Overgang van vloeibaar naar gas: bij bijna elke temperatuur kunnen deeltjes aan een vloeistof
ontsnappen en in de gasvormige toestand overgaan (verdamping).
Parfum/benzine verdampen al bij een relatief lage temperatuur. vluchtige stoffen
,Dus als kinderen in een hoepel staan en meer gaan bewegen zullen sommige leerlingen uit de hoepel
vallen, omdat ze er niet inpassen. (Dan worden zij gasvormig).
Kookpunt van een stof is niet de temperatuur waarbij een vloeistof verdampt, maar de hoogste
temperatuur die een vloeistof kan bereiken. Daarna gaat alle vloeistof over in gasvorm.
Naarmate de luchtdruk hoger is, drukken de luchtmoleculen sterker op een vloeistof, waardoor het
lastiger is voor de moleculen om aan de vloeistof te ontsnappen. Bij een hoge luchtdruk zal het
langer duren voordat een pannetje water kookt.
Sublimatie: van vaste vorm meteen naar gasvorm. (Zie boek voor overgangen tussen
verschijningsvormen).
Rijpen = desublimeren
Sublimeren = vervluchtigen
Van warm naar koud:
Als een gas afkoelt, gaan de moleculen steeds langzamer bewegen en kunnen ze dichter bij elkaar
komen. Gas gaat over naar vloeibaar: condenseren. Warme adem tegen een koude spiegel ademen,
waas op de spiegel dit is vloeibaar water, de warme waterdamp in je uitgeademde lucht condenseert
als die de koude spiegel raakt. (Ontstaan regendruppels uit waterdamp).
Nabij het stollingspunt (bij water; vriespunt(gaan de moleculen van een vloeistof een eigen vaste
plaats innemen en vormen ze een stevige structuur.
Desublimatie: gas meteen naar de vaste vorm.
Temperatuur en gewicht:
Dichtheid van stof neemt af: moleculen gaan bij verwarming sneller bewegen, verder uit elkaar.
Dichtheid: massa/volume. Hoe meer moleculen per volume-eenheid des te hoger de dichtheid. Dus
moleculen kunnen zich meer verspreiden: dichtheid neemt af.
Water bevriest: ijs drijft op water volgens de theorie klopt dit eigenlijk niet, want de theorie zegt
dat de vaste stoffen een hogere dichtheid hebben dan de vloeistoffen, maar in dit geval niet want het
ijs drijft op het water
,Nadeel: water uitzet bij bevriezing: kunnen waterleidingen knappen.
5.1.3 Eigenschappen van water
3 eigenschappen van water:
- Water als oplosmiddel
- De opwaarste kracht van water
- De oppervlaktespanning van water.
Water als oplosmiddel:
Water is een veelzijdig oplosmiddel (een vloeistof waarin een stof kan worden opgelost)
In water lost veel op. Het vormt al vrij snel samen met een andere stof een oplossing.
Mengsel: gassen samen, zuurstof dat je uitademt met stikstof en waterdamp en co2.
Legering: metalen vormen een mengsel met andere elementen
Suspensie: modderwater, mengsel van een vaste stof en vloeistof, vaste stof niet opgelost (altijd
troebel en ondoorzichtig)
Oplossing: suikerwater, mengsel van vloeistoffen, of van een vaste stof en vloeistof. Helder en
doorzichtig. Kan gekleurd zijn.
Emulsie: twee vloeistoffen die eigenlijk niet goed mengbaar zijn (melk). Wordt ook wel een
schijnmengsel genoemd. Bijv. water en olie ze mengen niet met elkaar, een emulgator verdeelt
het vet in uiterst fijne druppeltjes, daardoor kan het vet in de waterige substantie blijven zweven
Scheiden van een mengsel:
Scheidingstechnieken:
- Verschil in deeltjesgrootte:
o Deze techniek gebruik je bij een suspensie wordt filtreren genoemd
o Vloeistof (filtraat), vaste stof (residu)
o Zeven (zandbak)
- Verschil in dichtheid:
o Dichtheid van vaste stof is groter dan dichtheid vloeistof?
o Dan kun je de vaste stof laten bezinken
o Mogelijk bij suspensie
o Bij emulsie vormt zich na verloop van tijd ook twee lagen (bovenste laag heeft
laagste dichtheid)
o Centrifugeren als bezinken te langzaam gaat, versneld doen bezinken
- Verschil in kookpunt:
o Bij een oplossing
o Een oplosmiddel kookt bij lagere temperatuur dan de vaste stof die erin opgelost is
o Oplosmiddel verdampen en de vaste stof overhouden indampen
o Destillatie de verdampte vloeistof wordt opgevangen door deze te laten
condenseren
, o Residu = deel van het mengsel dat niet verdampt, destillaat = opgevangen vloeistof
