## Fasenovergangen

Smeltpunt en kookpunt
De fase waarin in stof zich bevindt (gas, vloeibaar of vast) wordt bepaald door het smeltpunt of het kookpunt van de stof. Wanneer water zich in een omgeving bevindt waar het -10 oC is, bevindt water zich in de vaste fase. Water is vloeibaar wanneer het 75 graden warmer is en een gas wanneer de temperatuur hoger is dan 100 oC. De temperatuur waarbij water van vast naar vloeibaar gaat, wordt het smeltpunt genoemd. Het kookpunt is bereikt wanneer een vloeistof naar de gasfase overgaat.

Vraag 10. Tabel 40A in de BINAS

Voor het beantwoorden van de volgende vragen heb jij tabel 40A nodig uit de BINAS. Deze is te vinden onderin deze wikiwijs.

a. Wat is het smeltpunt en het kookpunt van goud in graden Celsius.

b. In welke fase is de stof strontium bij kamertemperatuur (24oC)?

c. In welke fase is de stof argon bij kamertemperatuur?

d. In welke fase is de stof kwik bij kamertempratuur?

Fasenovergangen
Hieronder staat een schematische weergave van de mogelijke faseovergangen van een stof. Wanneer een stof weinig energie bevat en dus koud is, bewegen de moleculen in de stof weinig en zal de stof in de vaste fasen zitten. Wanneer er energie, vaak is dat warmte, wordt toegevoegd gaan de moleculen rustig bewegen gaat de stof over in een vloeistof. Pas wanneer de moleculen veel energie bevatten gaat de stof over in de gasfasen en zitten de moleculen ver uit elkaar.

Fasenovergangen

Weergaven van de faseovergangen in een grafiek

Hiernaast staat in een grafiek de temperatuur uitgezet tegen de tijd. Een vaste stof wordt verwarmt, waardoor het vloeistof wordt en na zelfs overgaat in een gas, wanneer de stof nog meer wordt verwarmd. De energie in de stof neemt dus steeds meer toe, maar dat is niet altijd te zien aan de temperatuur van de stof. Wannneer alleen de temperatuur wordt gemeten, ziet de grafiek eruit zoals hiernaast.

In de grafiek is dus alleen de temperatuur als energie gemeten, de bewegingsenergie van de moleculen is hierin dus niet terug te zien. Wanneer een stof wordt opgewarmt gaan bij een faseovergang de moleculen sneller bewegen. Hierdoor gaat alle warmte over in de bewegingsenergie en blijft er niks over om de temperatuur van de stof te laten toenemen.

Vind jij het dit een lastig onderwerp? Kijk dan naar het volgende filmpje; http://www.schooltv.nl/share/WO_NTR_429053.

Vraag 11. Fasenovergang

Hoe heten de volgende faseovergangen?

a. water (g) → water (s)

b. zwavel (s) → zwavel (l)

c. jood (s) → jood (g)

d. kaarsvet (l) → kaarsvet (s)

e. alcohol (g) → alcohol (l)

f. butagas (l) → butagas (g)

De afbeelding hierboven laat zien dat moleculen in de vaste stof jood netjes gerangschikt zitten in een rooster. De jood-moleculen trillen ligt op hun plek, maar kunnen niet vrij bewegen door de sterke VanderWaalsbinding.
De stof broom is een vloeistof bij kamertemperatuur. Dit betekend dat de moleculen redelijk wat energie bevatten en ondanks de VanderWaalsbinding vrij langs elkaar heen bewegen.
Chloor is een gas bij kamertemperatuur, de moleculen bevatten erg veel energie. Doordat de moleculen zoveel energie bevatten, is de VanderWaalsbinding helemaal opgeheven en bewegen moleculen vrij door de ruimte heen.

Vraag 12. Faseovergangen zichtbaar in een grafiek

a. Geef de smelt- en kookpunten van broom, jood en chloor in graden celsius.

b. Teken een grafiek van -100oC tot 100oC.

Voor een experiment zijn de stoffen broom, jood en chloor alle drie in een andere ruimte gebracht. Deze ruimtes worden langzaam verwarmd tot 100oC. Tijdens het verwarmen wordt de temperatuur van elke ruimte gemeten.

c. Teken in de grafiek van vraag b. de drie lijnen die horen bij de meetwaarden van het experiment. Geef duidelijk aan welke stof bij welke lijn hoort.