Opgave 54
Lucht is een mengsel van gassen. Noem drie gassen die voorkomen in de lucht.
(Hint: één ervan adem je in, een andere adem je uit. De derde moet je misschien opzoeken.)

Fasen

Vaste Stoffen
Stoffen kun je onderverdelen in drie groepen. Je hebt harde stoffen die niet of moeilijk van vorm veranderen zoals de stof waarvan je schaar gemaakt is. Deze stoffen zijn in de vaste fase. Stoffen in de vaste fase zijn moeilijk van vorm te veranderen. Ze houden liever hun eigen vorm. Vaste stoffen zijn ook bijna niet in elkaar te drukken. De voorwerpen in de afbeelding hieronder zijn allemaal in de vaste fase. Goede voorbeelden van vaste stoffen zijn: plastic, steen, beton, marmer en metalen zoals ijzer, koper, zink, lood, goud, zilver.

Vloeistoffen
Je hebt stoffen die je kunt gieten zoals water, ammoniak en alcohol. Deze stoffen zijn in de vloeibare fase. Stoffen in de vloeibare fase hebben geen eigen vorm. Water neemt bijvoorbeeld de vorm aan van het glas waarin je het giet. Vloeistoffen veranderen dus makkelijk van vorm. Ze zijn ook erg moeilijk in elkaar te drukken. Hieronder zie je een voorbeeld van een vloeibaar metaal.

Gassen
En dan is er nog een vorm die je normaal helemaal niet ziet zoals de lucht waar je elke dag doorheen loopt. Dit noemen we de gas fase. In de gasbrander van de luchtbalon hieronder zit een gas dat eruit komt als je de kraan opendraait. Gassen hebben ook geen vaste vorm. Ze nemen de vorm aan van de ruimte waarin ze zitten. Gassen kun je wel heel goed in elkaar drukken. Goede voorbeelden van gassen zijn zuurstof, stikstof, koolstofdioxide en aardgas.

Instructievideo

directe link

Opgave 55
In welke drie fasen kunnen stoffen voorkomen?

Opgave 56
Aan welke drie eigenschappen kun je een vaste stof herkennen?

Opgave 57
Aan welke drie eigenschappen kun je een vloeibare stof herkennen?

Opgave 58
Aan welke drie eigenschappen kun je een gasvormige stof herkennen?

Opgave 59
Hieronder staan een aantal stoffen. Geef van elk van de stoffen aan of dit normaal een vaste, vloeibare of gasvormige stof is.
plastic, zuurstof, ammonia, dikke bleek, steen, aardgas, aluminium, koolstofdioxide, alcohol, glas, stikstof, ijzer, water, mist

Opgave 60
Peter zegt: "Fijn gemalen ijzerpoeder is een vloeistof, want je kunt het gieten." Loes zegt: "Fijn gemalen ijzerpoeder is nog steeds een vaste stof, want ijzer is een vaste stof." Leg uit wie hier gelijk heeft.

Opgave 61
Wolken bestaan uit water. Leg uit dat dit water niet gasvormig kan zijn.

Faseovergangen

Fasen en het molecuulmodel
Stoffen kunnen in drie fasen voorkomen. Waarom dit zo is kun je verklaren met twee regels van het molecuulmodel:

• Moleculen trekken elkaar aan.
• Moleculen bewegen meer als het warmer wordt.

Hoeveel de moleculen in een stof elkaar aantrekken is voor elke stof anders. Tussen suikermoleculen bestaat bijvoorbeeld een grote aantrekkingskracht. De moleculen blijven zo goed aan elkaar plakken dat de stof niet van vorm kan veranderen. Watermoleculen trekken elkaar wel aan maar niet zo sterk waardoor water een vloeistof is. Zuurstof moleculen hebben zo'n kleine onderlinge aantrekkingskracht dat ze liever helemaal los van elkaar zitten.

Overgangen
Een stof kan van fase veranderen. Dit gebeurt als de temperatuur verandert. Hoe hoger de temperatuur hoe meer de moleculen willen bewegen. Hiervoor hebben ze ruimte nodig. De moleculen in een vaste stof kunnen los van elkaar gaan zitten, als de temperatuur te hoog wordt. Het wordt dan een vloeistof. We noemen dit smelten en het is één van de faseovergangen. Het omgekeerde van smelten noemen we stollen. Bij de stof water wordt dit ook wel bevriezen genoemd. Er zijn zes faseovergangen:

Hieronder zie je nog een paar voorbeelden van de faseovergangen.

Smelten

Verdampen

 Stollen

 Condenseren

 Rijpen

Instructievideo

directe link

Opgave 62
Hieronder zie je een overzicht van de fasen en faseovergangen. Wat moet er op de aangegeven plekken komen te staan?

Opgave 63
In het stukje "faseovergangen" worden twee regels van het molecuulmodel genoemd. Welke zijn dit?

Opgave 64
Geef voor de volgende situaties aan om welke faseovergang het gaat.
a) De was hangt buiten te drogen.
b) Waterijsjes maken in de vriezer.
c) Een WC-blokje geeft een geur af.
d) De sneeuw verdwijnt in de warme lentezon.
e) Je bril beslaat als je van de koude buitenlucht in een warme kamer stapt.

Opgave 65
Stel je kookt water in een waterkoker. Na een tijdje is het water aan het koken.
a) Om welke faseovergang gaat het hier?

Tijdens het koken komt er waterdamp boven uit de waterkoker.
b) Kun je waterdamp zien?

Toch zie je wel iets boven uit de waterkoker komen.
c) Leg uit wat boven de waterkoker ziet.

Opgave 66
Hieronder staan drie situaties weergegeven. Geef bij elke situatie aan om welke fase het gaat.
a) Bij stof A is de aantrekkingskracht tussen de moleculen kleiner, dan de wil van de moleculen om te bewegen.
b) Bij stof B is de aantrekkingskracht tussen de moleculen groter, dan de wil van de moleculen om te bewegen.
c) Bij stof C is de aantrekkingskracht tussen de moleculen ongeveer net zo groot, als de wil van de moleculen om te bewegen.

Opgave 67
Leg in je eigen woorden uit wat een faseovergang is.

Kookpunt en Smeltpunt

Experiment 1: Smelten en Verdampen
Stoffen veranderen van fase bij een bepaalde temperatuur. In de afbeelding hieronder zie je het resultaat van een practicum. Hierbij is een soort kaarsvet verwarmt vanaf kamertemperatuur (20 °C). Hierbij is de temperatuur en de tijd bijgehouden. Daarna is er een T,t-diagram van de metingen gemaakt. Je ziet dat de temperatuur van de stof twee keer stil blijft staan. Je herkent dit aan de twee horizontale stukken in de grafiek.

Eerst was de stof in de vaste fase. De temperatuur begint te stijgen. Bij het onderste horizontale stuk verandert de stof van vast naar vloeibaar. De stof is aan het smelten. Tijdens het smelten blijft de temperatuur gelijk. We noemen deze temperatuur het smeltpunt. Voor deze stof is dit bij 63 graden Celsius. Daarna neemt de temperatuur toe tot het weer stil blijft staan. Op dat moment verandert de stof van vloeibaar naar gas. Het is aan het verdampen. We noemen deze temperatuur het kookpunt. Voor deze stof is dit bij 352 graden Celsius.

Experiment 2: Condenseren en Stollen
In de afbeelding hieronder zie je het resultaat van een ander practicum. Hierbij is een stof afgekoeld vanaf 400 °C. Ook nu blijft de temperatuur twee keer stilstaan. Dit gebeurt bij dezelfde twee temperaturen. Eerst daalt de temperatuur tot het kookpunt van 352 graden Celsius. De stof begint te condenseren. Daarna daalt de temperatuur verder tot aan het smeltpunt van 63 graden Celsius. De stof begint te stollen. Aan het smeltpunt en kookpunt kun je een stof herkennen.

Het smeltpunt is een soort grens tussen de vaste fase en de vloeibare fase. Onder het smeltpunt is een stof vast. Het kookpunt is de grens tussen de vloeibare fase en de gas fase. Boven het kookpunt is een stof een gas. Tussen het smeltpunt en het kookpunt is een stof vloeibaar.

Smeltpunt en Kookpunt als Stofeigenschap
Bij de twee experimenten hierboven is waarschijnlijk dezelfde stof gebruikt. Dit kun je zien omdat ze hetzelfde smeltpunt en kookpunt hebben. Stoffen kun je herkennen aan hun smeltpunt en kookpunt. Dit zijn dus ook goede stofeigenschappen. Hieronder zie je de smeltpunten en kookpunten van een aantal stoffen.

In de afbeelding hieronder zie je het resultaat van een soortgelijk experiment. Het gaat om een bekende stof. Kun je raden welke?

• Het Kookpunt Van Water

• Het Smeltpunt Van Palmitinezuur

Opgave 68
Vul in. De stof water is normaal in de  ______________ fase. Het smeltpunt van water is ________ °C. Het kookpunt van water is __________ °C. Als je water verwarmt tot boven zijn _____________ dan wordt water een gas. De ____________ van water noemen we ook wel ______________ of stoom.

Opgave 69
Loes heeft een onbekende stof verhit tot 400 °C. Daarna heeft ze de stof laten afkoelen en om de 30 seconde de temperatuur opgeschreven. Het resultaat is te zien in het T,t-diagram hieronder.
a) Wat was het smeltpunt van deze stof?
b) Welke stof heeft Loes verhit?

Opgave 70
Hieronder staan de smeltpunten of kookpunten van een aantal stoffen. Zoek op om welke stoffen het gaat. Gebruik de tabel hiernaast.
a) T_smelt = -114 °C
b) T_kook = 2155 °C
c) T_smelt = 1064 °C
d) T_kook = 2570 °C
e) T_smelt = 327 °C
f) T_kook = -183 °C
g) T_smelt = -39 °C
h) T_kook = 290 °C

Opgave 71
Peter wil weten of zuurstof vloeibaar kan worden. Hij heeft een soort machine waarmee hij de temperatuur omlaag kan brengen tot -160 °C.
a) Leg uit of de machine van Peter goed genoeg is.
b) Kan zuurstof ook een vaste stof worden?

Opgave 72
Peter heeft een onbekende vaste stof verwarmd tot het ging smelten. Hij heeft om de 30 seconde de tijd bijgehouden. Het resultaat is te zien in de tabel hieronder.
a) Maak in een T,t-diagram een grafiek van de gegevens.
b) Wat was ongeveer het smeltpunt van deze stof?
c) Om welke stof gaat het waarschijnlijk?

Opgave 73
Hieronder zie je een aantal onbekende stoffen met hun smeltpunten en kookpunten.
Bepaal van elke stof in welke fase deze is bij kamertemperatuur (20 °C).

• bevriezen
  De overgang van water van de vloeibare fase naar de vaste fase. Bij elke andere stof heet deze overgang stollen.

• condenseren
  Een stof die zijn fase veranderd van gas naar vloeibaar. Een voorbeeld is te zien bij het koken van water (vooral zonder afzuiger). Het gasvormig water verplaatst zich richting de koude ramen van de keuken en koelt daar af waarbij de stof weer vloeibaar wordt. Het raam beslaat.

• fase
  Is de stof vast, vloeibaar of gas? Stoffen kunnen voorkomen in drie fasen, vaste stoffen zijn hard en hebben een vaste vorm, vloeibare stoffen kun je gieten en gassen kun je normaal niet zien.

• faseovergang
  Wanneer een stof van fase verandert. De ‘wil’ van moleculen om te bewegen wordt groter als de temperatuur stijgt. De aantrekkingskracht tussen moleculen is alleen afhankelijk van het soort moleculen en veranderd voor een bepaalde stof niet. Als de ‘wil’ om te bewegen (temperatuur) veranderd kan een stof van fase veranderen.

• gas
  Een gas heeft geen vaste vorm, neemt de vorm aan van de houder waar het in zit en je kunt het (meestal) niet zien.

• kookpunt
  De maximum temperatuur waarbij een stof vloeibaar blijft. Boven deze temperatuur is een stof altijd gasvormig. Op deze temperatuur verandert de stof van fase tussen gas en vloeistof. Dit kan verdampen zijn als de temperatuur stijgt of condenseren als de temperatuur daalt.

• rijp
  De vaak fijne ijskristallen die je op bijvoorbeeld bladeren en grassprieten vindt, als het 's nachts koud genoeg is geweest. Het heet rijpen omdat het is ontstaan doordat waterdamp uit de lucht door rijpen in vaste kristallen is veranderd.

• rijpen
  Een stof die zijn fase veranderd van gas naar vast zonder hierbij tussendoor vloeibaar te worden. Een voorbeeld is 's ochtends na een koude nacht de kleine ijskristallen die het gras van de weilanden en sportvelden wit maken.

• smelten
  Een stof die zijn fase veranderd van vast naar vloeibaar. Een voorbeeld is het smelten van je waterijsje in de zomerzon. Het water van het ijsje was eerst in de vaste fase en doordat de temperatuur stijgt veranderd het naar de vloeibare fase.

• smeltpunt
  De maximale temperatuur waarbij een stof vast kan blijven. Boven deze temperatuur kan een stof dus alleen nog vloeibaar of gasvormig zijn. Op deze temperatuur verandert de stof van fase tussen vast en vloeistof. Dit kan smelten zijn als de temperatuur stijgt of stollen als de temperatuur daalt.

• stollen
  Een stof die zijn fase veranderd van vloeibaar naar vast. Een voorbeeld is het weer hard worden van kaarsvet nadat de kaars is uitgeblazen. Het hard worden van water noem je ook stollen maar omdat hierbij een complex proces van kristalliseren plaatsvindt noem je dit ook wel bevriezen.

• sublimeren
  Een stof die zijn fase veranderd van vast naar gas zonder hierbij tussendoor vloeibaar te worden. Een voorbeeld zie je elke keer dat je een ijsje uit de vriezer haalt. Onder het ijsje zie je een damp naar beneden bewegen. Deze damp is ontstaan doordat water uit het ijsje van de vaste fase direct gas is geworden dat daarna condenseert.

• vast
  Een vaste stof kun je meestal niet makkelijk van vorm veranderen. Het heeft dus een vaste vorm.

• verdampen
  Een stof die zijn fase veranderd van vloeibaar naar gas. Een voorbeeld is het koken van water. Als je lang genoeg doorkookt zal uiteindelijk al het water uit de pan 'verdwenen' zijn. Het is niet weg maar gas geworden.

• vloeibaar
  Een stof die je kunt gieten, het heeft geen vaste vorm meer maar is nog wel een zichtbare stof.

• Je kunt de drie fasen noemen waarin stoffen kunnen voorkomen
  vast, vloeibaar en gasvormig

• uiterlijke kenmerken: de stof is hard en (bijna) niet van vorm te veranderen.
  goede voorbeelden: plastic, steen, beton, marmer en metalen zoals ijzer, koper, zink, lood, goud, zilver.

• Je kunt uitleggen hoe een vloeistof eruit ziet en je kunt drie voorbeelden noemen.
  vloeibare fase : de stof heeft geen vaste vorm, neemt de vorm aan van de houder waar het in zit en je kunt het gieten.
  goede voorbeelden: water, ammoniak, alcohol.

• Je kunt uitleggen hoe een gas eruit ziet en je kunt drie voorbeelden noemen.
  gas fase : de stof heeft geen vaste vorm, neemt de vorm aan van de houder waar het in zit en je kunt het (meestal) niet zien.
  goede voorbeelden: zuurstof, stikstof, koolstofdioxide, aardgas.

• Je kunt de zes faseovergangen noemen tussen de drie fasen.
  
  

• Je kunt een voorbeeld noemen van elke faseovergang.
  Kijk bij de begrippen, verdampen, condenseren, smelten, stollen, rijpen en sublimeren.

• Je kunt uitleggen wat een smeltpunt is.
  Elke stof heeft zijn eigen smeltpunt. Dit is de temperatuur waarbij de stof verandert van vaste fase naar vloeibare fase of andersom. Onder het smeltpunt is een stof in de vaste fase.

• Je kunt uitleggen wat een kookpunt is.
  Elke stof heeft zijn eigen kookpunt. Dit is de temperatuur waarbij de stof verandert van vloeibare fase naar gas fase of andersom. Boven het kookpunt is een stof in de gas fase.

• Je kunt het smeltpunt en kookpunt van water uit het hoofd noemen.
  smeltpunt van water = 0 °C       kookpunt van water = 100 °C

• Je kunt de fase van een stof bepalen als de temperatuur gegeven is.
  1 - Zoek het smeltpunt en het kookpunt van de gegeven stof op in een tabel.
  2 - Reken eventueel de temperaturen om totdat ze in dezelfde eenheid staan.
  3 - Vergelijk de temperatuur die de stof heeft met het smeltpunt en het kookpunt.
     a. is de temperatuur lager dan het smeltpunt dan is de stof in de vaste fase.
     b. is de temperatuur hoger dan het kookpunt dan is de stof in de gas fase.
     c. ligt de temperatuur tussen het smeltpunt en het kookpunt dan is de stof in de vloeibare fase.