Faseovergangen

Faseovergangen

Een faseovergang is de verandering van de ene aggregatietoestand van een stof naar de andere

Chemie

Trefwoorden

verandering van toestand, het smelten, ijskoud, lente, verdamping, condensatie, sublimering, kristallisatie, vloeistof, solide, gas, toestand van de materie, fysieke eigenschap, temperatuur, druk, transformatie, exotherme, endotherme, Diffusie, thermodynamica, Chemie, natuurkundig, _javasolt

Gerelateerde items

Scènes

Aggregatietoestanden

  • vast
  • vloeibaar
  • gas

De meeste stoffen komen in meer dan één aggregatietoestand voor in de natuur. Een stof kan in drie hoofdfases voorkomen: vast, vloeibaar en gasvormig. Wetenschappers hebben ontdekt dat een stof onder extreme omstandigheden ook in andere fases kan voorkomen.

Bepaalde stoffen, zoals water, komen veel voor in alle drie de fases. Andere stoffen, zoals helium, komen onder normale omstandigheden maar in één fase voor, maar veranderen van fase onder speciale omstandigheden (bijv. bij heel lage temperatuur of heel hoge druk).

Het belangrijkste verschil tussen de verschillende fases is dat de deeltjes niet evenveel worden aangetrokken tot elkaar door verschillen in temperatuur of druk.

Vast

In de vaste fase bewegen deeltjes ook, maar wel trager dan in de andere fases. De aantrekkingskracht tussen de deeltjes is erg sterk en daardoor ontstaan er bindingen tussen. Ze blijven in vaste positie waar ze trillen.

Vaste stoffen heten zo omdat ze een vast volume en vaste vorm hebben.

Er zijn twee soorten vaste stoffen: kristallijn en amorf. In kristallijne vaste stoffen zijn de deeltjes gerangschikt in een zich herhalend patroon. Daarbij gaat het bijvoorbeeld om ijs, diamant of graniet. Amorfe stoffen hebben geen vaste rangschikking van deeltjes. Dat zijn bijvoorbeeld was, asfalt, glas en de meeste soorten plastic.

Kristallijne vaste stoffen hebben een exact smeltpunt. Amorfe stoffen hebben dit niet en smelten geleidelijk.

Er is geen scherp onderscheid tussen kristallijne en amorfe stoffen:in amorfe materialen kunnen kristallijne structuren voorkomen. De meeste kristallijne stoffen zijn niet monokristallijn maar polykristallijn. Dat wil zeggen dat ze bestaan uit vele kristallen die bij elkaar worden gehouden door dunne laagjes amorfe vaste stof.

Vloeibaar

Deeltjes bewegen in vloeibare toestand sneller dan in vaste maar trager dan in gasvormige toestand.
De aantrekkingskracht tussen de deeltjes is zwakker dan bij vaste stoffen. Ze bevinden zich niet op een vaste positie en bewegen vrij door de stof, maar ze blijven wel dicht bij elkaar.

Vloeistoffen hebben een vast volume maar geen vaste vorm. Ze nemen de vorm van de beschikbare ruimte aan. Sommige vloeistoffen veranderen gemakkelijk van vorm, maar sommige bieden meer weerstand. Deze eigenschap heet viscositeit. Viscositeit staat voor de wrijving tussen de deeltjes in de vloeistof. Vaak wordt gezegd dat een viskeuze vloeistof dikker is dan een gewone vloeistof. Viscositeit heeft echter niets te maken met dichtheid. Olijfolie heeft bijvoorbeeld een hogere viscositeit dan water maar het is minder dicht.

Er is geen duidelijk onderscheid tussen vloeistoffen met een heel hoge viscositeit en amorfe stoffen: glas kan bijvoorbeeld worden beschouwd als amorfe vaste stof en ook als een vloeistof met heel hoge viscositeit.

Gas

Deeltjes in de gasfase bewegen zo snel en bevinden zich zo ver van elkaar dat de onderlinge aantrekkingskracht veel minder sterk is.
Ze vliegen vrij rond en botsen met elkaar en de wanden van de ruimte. De kracht van het botsen tegen de wanden vormt de gasdruk. Gasdruk heeft dus niet alleen te maken met de massa, maar ook met de hoge snelheid van de deeltjes.

Een gas heeft geen vast volume of vaste vorm. Het vult altijd de beschikbare ruimte en neemt de vorm daarvan aan.

Een damp is een stof in de gasfase met een temperatuur lager dan de kritische temperatuur. Een damp kan nog condenseren tot vloeistof, maar dat geldt niet voor een gas met een temperatuur hoger dan de kritische temperatuur.

Stoom is water in gasvorm en ontstaat als water kookt of verdampt. Stoom is onzichtbaar. De witte nevel boven kokend water wordt in de volksmond vaak ‘stoom’ genoemd maar in feite is dit een wolk waterdruppels die ontstaat doordat de stoom condenseert.

Faseovergangen

  • vast
  • vloeibaar
  • gas
  • smelten
  • bevriezen
  • koken/verdampen
  • condensatie
  • desublimeren
  • sublimeren

Tijdens een faseovergang vindt er geen chemische verandering plaats. Niet de deeltjes zelf veranderen maar hun locatie en snelheid veranderen.

De aggregatietoestand van een bepaalde stof is afhankelijk van de temperatuur en druk.
Een faseovergang kan worden ingezet door de temperatuur of druk te veranderen. IJs smelt bijvoorbeeld als de druk toeneemt en water gaat koken wanneer de druk afneemt.

De temperatuur waarbij een stof smelt heet het smeltpunt, en de temperatuur waarbij een stof kookt heet het kookpunt. Beide hangen sterk af van de druk.

De meeste stoffen hebben een exact smelt- en kookpunt, uiteraard bij een bepaalde druk, maar sommige amorfe stoffen gaan geleidelijk over van de ene naar de andere aggregatietoestand. Ze hebben dus geen exact smelt- of kookpunt.

Bij bijna alle stoffen is er ook een directe overgang tussen de vaste fase en gasfase mogelijk. In dat geval gaat een vaste stof over tot een gas zonder eerst vloeibaar te worden, of andersom.

De overgang van vast naar gas heet sublimeren of vervluchtigen. Een voorbeeld hiervan is het roken van droogijs. Het omgekeerde proces heet desublimeren of (ver)rijpen. Een voorbeeld hiervan is het vormen van ijskristallen uit waterdamp op de ramen in de winter.

Er zijn twee soorten overgangen van vloeistof naar gas: verdampen en koken. Het verschil hiertussen is dat verdamping alleen plaatsvindt aan het oppervlak van de vloeistof en dat dit gebeurt bij elke temperatuur. Als een vloeistof kookt, ontstaan er dampbellen in de vloeistof die naar het oppervlak stijgen. Dit is alleen mogelijk bij het kookpunt en wanneer de druk in de dampbellen hoog genoeg is om de atmosferische druk te compenseren.

Processen

  • smelten
  • bevriezen
  • koken/verdampen
  • condensatie
  • desublimeren
  • sublimeren
  • warmteoverdracht
  • warmteonttrekking

Gesproken tekst

De meeste stoffen komen in meer dan één aggregatietoestand voor in de natuur. Een stof kan in drie hoofdfases voorkomen: vast, vloeibaar en gasvormig. Wetenschappers hebben ontdekt dat een stof onder extreme omstandigheden ook in andere fases kan voorkomen.

Het belangrijkste verschil tussen de verschillende fases is dat de deeltjes niet evenveel worden aangetrokken tot elkaar door verschillen in temperatuur of druk.

In de vaste fase bewegen deeltjes ook, maar wel trager dan in de andere fases. De aantrekkingskracht tussen de deeltjes is erg sterk en daardoor ontstaan er bindingen tussen. Ze blijven in vaste positie waar ze trillen. Vaste stoffen heten zo omdat ze een vast volume en vaste vorm hebben.

Deeltjes bewegen in vloeibare toestand sneller dan in vaste maar trager dan in gasvormige toestand.
De aantrekkingskracht tussen de deeltjes is zwakker dan bij vaste stoffen. Ze bevinden zich niet op een vaste positie en bewegen vrij door de stof, maar ze blijven wel dicht bij elkaar. Vloeistoffen hebben een vast volume maar geen vaste vorm. Ze nemen de vorm van de beschikbare ruimte aan.

Deeltjes in de gasfase bewegen zo snel en bevinden zich zo ver van elkaar dat de onderlinge aantrekkingskracht veel minder sterk is.
Ze vliegen vrij rond en botsen met elkaar en de wanden van de ruimte. De kracht van het botsen tegen de wanden vormt de gasdruk. Gasdruk heeft dus niet alleen te maken met de massa, maar ook met de hoge snelheid van de deeltjes. Een gas heeft geen vast volume of vaste vorm. Het vult altijd de beschikbare ruimte en neemt de vorm daarvan aan.

Tijdens een faseovergang vindt er geen chemische verandering plaats. Niet de deeltjes zelf veranderen maar hun locatie en snelheid veranderen. De aggregatietoestand van een bepaalde stof is afhankelijk van de temperatuur en druk. Een faseovergang kan worden ingezet door de temperatuur of druk te veranderen.

Bij bijna alle stoffen is er ook een directe overgang tussen de vaste fase en gasfase mogelijk. In dat geval gaat een vaste stof over tot een gas zonder eerst vloeibaar te worden, of andersom.
De overgang van vast naar gas heet sublimeren of vervluchtigen. Een voorbeeld hiervan is het roken van droogijs. Het omgekeerde proces heet desublimeren of (ver)rijpen. Een voorbeeld hiervan is het vormen van ijskristallen uit waterdamp op de ramen in de winter.

Gerelateerde items

Het branden van een kaars

Kaarsen worden al sinds de oudheid gebruikt voor verlichting.

Hoe werkt een stofzuiger?

De stofzuiger creëert een gedeeltelijk vacuüm en zuigt stof op met behulp van de instromende lucht.

Oppervlaktespanning

Oppervlaktespanning is de eigenschap van een vloeistof waarbij het de kleinst mogelijke oppervlakte aanneemt.

p-V-T diagram voor ideale gassen

De relatie tussen de druk, volume en temperatuur van ideale gassen wordt beschreven door de gaswetten.

Smelten en bevriezen

Water bevriest door vorming van het maximaal aantal waterstofbruggen gevormd tussen de watermoleculen, waardoor een kristalstructuur ontstaat.

Thermometers

Er bestaan verschillende instrumenten om de temperatuur te meten.

Verdampen en koken

Wat gebeurt er in een vloeistof als die kookt en verdampt? Waardoor wordt het het kookpunt bepaald?

Water (H₂O)

Water is een zeer stabiele verbinding van waterstof en zuurstof, onmisbaar voor alle bekende levensvormen. In de natuur komt het voor in vloeibare, vaste en...

Hoe werkt de airconditioning?

De airconditioner absorbeert warmte uit de binnenruimte en geeft die buiten af.

Hoe werkt een haardroger?

De animatie toont een geeft fysieke verklaring voor de structuur en werking van de haardroger.

Hoe werkt een koelkast?

In deze animatie zie je hoe een koelkast werkt.

Added to your cart.