par.1 ijs,water,waterdamp

Open bestand schema opdracht deeltjesmodel

http://inask.nl/index.php/13-Onderwerpen/Materialen/84-Stoffen-En-Fasen

Fasen

De toestand waarin een stof voorkomt (gas, vloeistof of vast) noemen we de fase of aggregatietoestand. Afhankelijk van temperatuur en druk treden er overgangen op van de ene naar de andere fase. Deze overgangen beschrijven we hier op twee niveaus, op macroscopisch niveau (kun je zien) en op microscopisch niveau (beschouwing op moleculair niveau, verklaarbaar met het deeltjesmodel).

Macro- en microscopisch

Macroscopisch waarnemen en microscopisch verklaren

We spreken van het macroscopisch niveau als we de waarneembare stof bedoelen. Macroscopisch gezien is water een kleurloze, heldere vloeistof, met bepaalde eigenschappen.

Op moleculair (of microscopisch) niveau is een hoeveelheid water alleen maar een enorme verzameling moleculen. Dit deeltjesmodel, uitgebreid met al zijn veronderstellingen over de eigenschappen van moleculen, is de huidige molecuultheorie. De molecuultheorie gaat uit van de volgende veronderstellingen:

Elke stof is opgebouwd uit moleculen, die kenmerkend zijn voor die stof.

Moleculen van een stof zijn voortdurend in beweging.

Er is lege ruimte tussen de moleculen.

Moleculen bewegen gemiddeld sneller als de temperatuur stijgt.

Moleculen oefenen krachten op elkaar uit.

In de scheikunde moeten we als het ware 'heen en weer' kunnen denken: enerzijds een stof zien zoals deze zich aan ons voordoet, anderzijds in gedachten de stof kunnen 'zien' als een onvoorstelbaar grote verzameling moleculen.

Zo is een watermolecuul niet nat. En een watermolecuul is ook niet vloeibaar. 'Nat' en 'vloeibaar' zijn begrippen uit de macroscopische wereld. In de moleculaire wereld hebben deze begrippen geen betekenis.

IJs, water en waterdamp: macroscopisch en microscopisch
Bron: Petrucci, General Chemistry

Macroscopisch gezien

De drie fasen

Vloeibaar water kan bevriezen tot een vaste stof: ijs. Water kan ook verdampen tot een gasvormige (of dampvormige) stof: waterdamp, soms stoom geheten. In de natuur- en scheikunde zeggen we dat water in verschillende fasen of aggregatietoestanden kan voorkomen. De meeste stoffen kunnen voorkomen in drie fasen: de vaste, de vloeibare en de gasvormige fase.

Wanneer de fase van een stof van belang is, schrijven we deze met de (kleine) letters s, l, g tussen haakjes achter de molecuulformule:

ijs: H2O(s);

vloeibaar water: H2O(l);

waterdamp: H2O(g).

De betekenis van deze notaties is:

(s) = vast (Engels: solid);

(l) = vloeibaar (Engels: liquid);

(g) = gasvormig (Engels: gas).

Stofeigenschap

Afhankelijk van de temperatuur en de druk komt een stof in een bepaalde fase voor. De fase is dus als zodanig geen stofeigenschap. De fase bij kamertemperatuur en normale druk is wel een stofeigenschap.

In Nederland varieert de temperatuur tussen -10 en + 30 oC en de druk van de lucht is constant ongeveer 1 bar is (tussen 980 en 1050 mbar). Daardoor kennen wij H2O het best als H2O(l).
De H2O(g) in de lucht is voor ons onzichtbaar, en H2O(s) zien we alleen bij vorst en in het vriesvak van de koelkast.

Voorbeeld van zichtbare fasen van water: vast (ijsberg) en vloeibaar (wolken, nevel, zee) De dampfase is niet zichtbaar.

Microscopisch gezien

De verschillen tussen de drie fasen van een stof verklaren we met de molecuultheorie.

Vaste fase
De moleculen liggen tegen elkaar aan en zijn regelmatig gerangschikt in een driedimensionale stapeling. We noemen zo’n regelmatige stapeling een kristalrooster. De moleculen hebben een vaste plaats en kunnen alleen een beetje trillen. Door deze trilling heeft ieder molecuul een ruimte nodig die iets groter is dan de afmeting van het molecuul. De onderlinge samenhang (aantrekkingskracht) tussen de moleculen noemen we cohesie.

Vloeibare fase
De moleculen hebben geen vaste plaats. Trillend bewegen de moleculen zich betrekkelijk vrij tussen elkaar door. De cohesie houdt de moleculen wel bij elkaar, maar is niet sterk genoeg om ze op een vaste plaats te houden. De intermoleculaire ruimtes zijn wat groter dan in de vaste fase. Vloeistoffen nemen daarom in het algemeen een groter volume in dan vaste stoffen.
Een belangrijke uitzondering hierop is water: de vloeibare vorm heeft een kleiner volume dan de vaste vorm (bij bevriezen zet water uit; ijs heeft een groter volume dan water). Zie 'Waterstofbrug' in het thema 'Moleculaire stoffen'.

Gasvormige fase
De moleculen hebben evenmin een vaste plaats. Trillend bewegen de moleculen zich ongeordend op relatief grote afstand van elkaar. Grote afstand wil zeggen: groot ten opzichte van hun eigen diameter (de afstand is minstens tien keer zo groot). De cohesie is te zwak om de moleculen bij elkaar te houden.

De vaste fase, vloeibare fase en gasfase in de onderstaande animatie.

http://inask.nl/index.php/13-Onderwerpen/Materialen/80-Het-Molecuulmodel

Colofon

Het arrangement Water havo2 is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

Auteurs: Ed Kroonen Je moet eerst inloggen om feedback aan de auteur te kunnen geven.
Laatst gewijzigd: 2020-10-05 10:40:16
Licentie: Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 3.0 Nederlands licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:

het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat

het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken

voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.

Meer informatie over de CC Naamsvermelding 3.0 Nederland licentie.

Aanvullende informatie over dit lesmateriaal

Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:

Toelichting: hfd.3 water havo2
Eindgebruiker: leerling/student
Moeilijkheidsgraad: gemiddeld

Bronnen

Bron	Type
http://inask.nl/index.php/13-Onderwerpen/Materialen/84-Stoffen-En-Fasen http://inask.nl/index.php/13-Onderwerpen/Materialen/84-Stoffen-En-Fasen	Link
https://youtu.be/V0hV4BN2Kgk https://youtu.be/V0hV4BN2Kgk	Video
http://inask.nl/index.php/13-Onderwerpen/Materialen/80-Het-Molecuulmodel http://inask.nl/index.php/13-Onderwerpen/Materialen/80-Het-Molecuulmodel	Link
http://inask.nl/index.php/13-Onderwerpen/Materialen/83-De-Celsius-Schaal http://inask.nl/index.php/13-Onderwerpen/Materialen/83-De-Celsius-Schaal	Link
http://inask.nl/index.php/13-Onderwerpen/Materialen/93-Absolute-Temperatuur http://inask.nl/index.php/13-Onderwerpen/Materialen/93-Absolute-Temperatuur	Link
http://inask.nl/index.php/211 http://inask.nl/index.php/211	Link
http://inask.nl/index.php/13-Onderwerpen/Materialen/85-Faseovergangen http://inask.nl/index.php/13-Onderwerpen/Materialen/85-Faseovergangen	Link
https://youtu.be/V0hV4BN2Kgk https://youtu.be/V0hV4BN2Kgk	Video
Van vaste stof naar gasvorming en weer terug naar vaste stof https://www.schooltv.nl/beeldbank/embedded.jsp?clip=20110212_sublimeren01	Video
Waarom zijn takjes van bomen bij vriesweer zo mooi wit? https://www.schooltv.nl/beeldbank/embedded.jsp?clip=20031208_09_04rijpen	Video
wolk maken in fles http://www.expeditionchemistry.nl/wolk-de-fles/	Link
fasen en fase-overgangen https://www.youtube.com/watch?v=WxwCgZXtDGA	Link
http://inask.nl/index.php/13-Onderwerpen/Materialen/86-Kook-En-Smeltpunt http://inask.nl/index.php/13-Onderwerpen/Materialen/86-Kook-En-Smeltpunt	Link

Gebruikte Wikiwijs Arrangementen

Kroonen, Ed. (2017).

Sk-03 Fasen en fase-overgangen - kopie 1

https://maken.wikiwijs.nl/113000/Sk_03_Fasen_en_fase_overgangen___kopie_1

Kroonen, Ed. (2017).

Sk-03 Fasen en fase-overgangen3

https://maken.wikiwijs.nl/112994/Sk_03_Fasen_en_fase_overgangen3

Downloaden

Het volledige arrangement is in de onderstaande formaten te downloaden.

Metadata

Metadata overzicht (Excel)

LTI

Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI koppeling aan te gaan.

Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.

Arrangement

IMSCC package

Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.

IMSCC package

Meer informatie voor ontwikkelaars

Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op onze Developers Wiki.