Paragraaf 3.4 - Kookpunt en smeltpunt

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k, g, t
• Leerjaar 2

T3nsk2 H3

Welkom!

Ter herinnering onze schoolafspraken:

• Jas in het kluisje 
• Telefoon in telefoontas
  
• Niet eten/drinken (kauwgum!)
  
• Geen wc gebruik tijdens de les

Mijn afspraak met jullie:

• Ipad alleen op tafel als dat wordt aangegeven door de docent.
  
• Als de docent aan het woord is, zijn jullie stil.

3.4 - Kookpunt en smeltpunt

Wat doen we vandaag 

• Introductie 
• Leerdoelen
  
• Filmpje 
• Oefenen met lessonup
  
• Opdrachten maken uit boek (online)
• leerdoelen check
  
• Huiswerk opschrijven

Introductie

Van het water dat bij een regenbui naar beneden valt, is al gauw niets meer te zien. Een deel wordt afgevoerd via het riool, een deel zakt in de bodem weg en een deel verdampt. 

Dat verdampen gebeurt bij elke temperatuur tussen 0 °C en 100 °C. Als de temperatuur lager dan 100 °C is, dan gaat dat verdampen heel onopvallend. Je ziet helemaal niets, behalve dat de hoeveelheid water langzaam afneemt. Maar water kan ook op een opvallender manier verdampen.

Leerdoelen van paragraaf 3.4

• Je kunt beschrijven wat er gebeurt als water kookt.
• Je kunt uitleggen wat het kookpunt en smeltpunt (vriespunt/stolpunt) van een stof zijn en waarom dit stofeigenschappen zijn.
  
• Je kunt uitleggen hoe je het vriespunt of smeltpunt van water kunt verlagen.
• Je kunt in een temperatuur-tijddiagram smelt-, stol-, en kookgrafieken van een stof uitleggen

Het kookpunt

Als je water verwarmt, ontstaan er na een poosje kleine luchtbelletjes. De lucht die in het water is opgelost, komt dan weer tevoorschijn. 

Een paar minuten later verschijnen er waterdampbellen in het water. De temperatuur is dan bijna 100 ºC. 

Deze bellen ontstaan op de bodem en verdwijnen weer voordat ze het wateroppervlak bereiken.

Het geluid dat hierbij ontstaat, wordt het ‘zingen’ van het water genoemd.

https://www.youtube.com/watch?v=jiTV8MwgL3c

Als de temperatuur 100 ºC geworden is, bereiken de dampbellen wel het wateroppervlak. 

Ze barsten daar uit elkaar, zodat de waterdamp mengt met de lucht boven het water.

 

Dat is koken: het water verdampt nu niet alleen aan het wateroppervlak,

maar overal in de vloeistof (figuur 1).

Als je doorgaat met verwarmen, blijft het water koken tot het helemaal verdampt is. 

De temperatuur van het water blijft daarbij steeds 100 ºC. Deze temperatuur noem je het kookpunt van water (je gebruikt het woord ‘punt’, omdat het om een vast punt op de temperatuurschaal gaat). 

Bijna elke zuivere stof heeft een eigen, kenmerkend kookpunt. In tabel 1 zie je enkele voorbeelden. Het kookpunt is een belangrijke stofeigenschap.

Stollen en bevriezen

Voor de overgang van vloeistof naar vaste stof bestaan twee woorden: stollen en bevriezen. Van water zeg je dat het bevriest, van kaarsvet dat het stolt. Welk woord je gebruikt, hangt af van de temperatuur. Als een vloeistof vast wordt bij een temperatuur van 0 °C of lager, noem je dat ‘bevriezen’. Als hetzelfde gebeurt bij een hogere temperatuur, gebruik je het woord ‘stollen’.

Wanneer verdampt water?

1. alleen als de zon schijnt
2. alleen als het kookt
3. bij elke temperatuur tussen 0 °C en 100 °C

Kookpunt van water is..?

1. 0 graden Celsius
2. 50 graden Celsius
3. - 100 graden Celsius
4. 100 graden Celsius

Welke van de volgende uitspraken is waar?

1. Als water kookt, dan neemt de temperatuur van het water toe
2. Als water kookt, dan blijft de temperatuur van het water gelijk
3. Als water kookt, dan neemt de temperatuur van het water af

Smeltpunt en vriespunt

Als je een ijsblokjesvorm met water in het vriesvak zet, duurt het even voordat er ijs ontstaat. 

De temperatuur van het water in de vorm moet eerst dalen tot 0 °C.

Daarna pas gaat het water bevriezen. 

De temperatuur van het water blijft 0 °C totdat het volledig is bevroren.

Als je de ijsblokjes uit het vriesvak haalt, beginnen ze ook niet meteen te smelten. 

Eerst moet de temperatuur van het ijs stijgen tot 0 °C.

Pas als deze temperatuur is bereikt, zie je het eerste smeltwater ontstaan (figuur 2).

Smeltend ijs

Smeltend ijs heeft dus dezelfde temperatuur als bevriezend water: 0 °C. 

Je noemt deze temperatuur het smeltpunt van ijs en het vriespunt van water. 

Bijna elke zuivere stof heeft een eigen, kenmerkend smeltpunt, ook wel vriespunt of stolpunt genoemd. In tabel 1 zie je enkele voorbeelden.

Stollen en bevriezen

Voor de overgang van vloeistof naar vaste stof bestaan twee woorden: stollen en bevriezen. Van water zeg je dat het bevriest, van kaarsvet dat het stolt. Welk woord je gebruikt, hangt af van de temperatuur. Als een vloeistof vast wordt bij een temperatuur van 0 °C of lager, noem je dat ‘bevriezen’. Als hetzelfde gebeurt bij een hogere temperatuur, gebruik je het woord ‘stollen’.

Het smeltpunt van 

Je kunt het vriespunt van water verlagen door een geschikte stof aan het water toe te voegen. Dat gebeurt bijvoorbeeld met het koelwater in een automotor. 

Daaraan wordt antivries toegevoegd om te voorkomen dat het ’s winters bevriest. 

Hoe meer antivries je toevoegt, des te lager wordt het vriespunt van het mengsel.

Zout heeft hetzelfde effect op het vriespunt als antivries. 

Het wordt ’s winters gebruikt om wegen te ontdoen van sneeuw en ijs (figuur 3). 

Een mengsel van ijs en zout heeft een lager smeltpunt dan zuiver ijs. Door zout te strooien, kun je sneeuw of ijzel laten smelten bij temperaturen onder 0 °C.

In de praktijk is strooizout effectief bij temperaturen tot –8 °C.

Smelt- en stoldiagrammen

In figuur 4 is getekend hoe je het smeltpunt van een vaste stof bepaalt. Je verwarmt de stof voorzichtig en ondertussen meet je de temperatuur met regelmatige tussenpozen.

In figuur 4 is dat gedaan met stearinezuur. 

Dat is een stof die onder andere gebruikt wordt om kaarsen van te maken (figuur 5).

Stollen en bevriezen

Voor de overgang van vloeistof naar vaste stof bestaan twee woorden: stollen en bevriezen. Van water zeg je dat het bevriest, van kaarsvet dat het stolt. Welk woord je gebruikt, hangt af van de temperatuur. Als een vloeistof vast wordt bij een temperatuur van 0 °C of lager, noem je dat ‘bevriezen’. Als hetzelfde gebeurt bij een hogere temperatuur, gebruik je het woord ‘stollen’.

Als je vast stearinezuur verwarmt, stijgt de temperatuur eerst tot 69 °C: het smeltpunt van stearinezuur.

Bij die temperatuur gaat het stearinezuur smelten.

 Als je doorgaat met verwarmen, blijft de temperatuur 69 °C totdat alle stearinezuur is gesmolten. Pas daarna stijgt de temperatuur weer.

Stollen en bevriezen

Voor de overgang van vloeistof naar vaste stof bestaan twee woorden: stollen en bevriezen. Van water zeg je dat het bevriest, van kaarsvet dat het stolt. Welk woord je gebruikt, hangt af van de temperatuur. Als een vloeistof vast wordt bij een temperatuur van 0 °C of lager, noem je dat ‘bevriezen’. Als hetzelfde gebeurt bij een hogere temperatuur, gebruik je het woord ‘stollen’.

Als je vloeibaar stearinezuur laat afkoelen, daalt de temperatuur weer tot 69 °C: het stolpunt van stearinezuur. 

De temperatuur blijft 69 °C totdat het stearinezuur volledig is gestold. 

Daarna daalt de temperatuur verder. Je kunt het temperatuurverloop weergeven in een stoldiagram, waarin de temperatuur is uitgezet tegen de tijd.

Aceton heeft een smeltpunt van -95 °C en een kookpunt van 56 °C.
Welke fase heeft Aceton bij 100 °C?

1. Vast
2. Vloeibaar
3. Gas

Aluminium heeft een smeltpunt van 660 °C en een kookpunt van 2467 °C. Welke fase heeft aluminium bij 1000 °C?

1. Vast
2. Vloeibaar
3. Gas

In de tabel staan twaalf stoffen. Peter heeft één van deze stoffen in een fles. De stof komt vloeibaar uit de vriezer (−18 °C). Als de vloeistof een poosje bij kamertemperatuur (20 °C) staat, begint hij te koken.
Welke van de stoffen in de tabel zou dit kunnen zijn?

1. alcohol
2. butaan
3. kwik
4. propaan

In de tabel staan vijf stoffen.
Welke van deze stoffen is een gas bij 20 °C?

1. alcohol
2. goud
3. kwik
4. butaan

In de tabel staan vijf stoffen.
Welke van deze stoffen heeft een vaste vorm bij 750 °C?

1. alcohol
2. aluminium
3. glycerol
4. goud

Als je zout of antivries aan water toevoegt wordt...........

1. water een Vaste stof
2. het vriespunt van water hoger
3. het vriespunt van water lager
4. het kookpunt van water hoger

In de winter wordt zout op de wegen gestrooid. Dit wordt gedaan om ervoor te zorgen dat er geen ijslaag op de wegen komt.
Wat is het effect van strooizout?

1. het verlaagt het smeltpunt van ijs
2. het verlaagt het smeltpunt van water
3. het verlaagt het kookpunt van water
4. het verlaagt het vriespunt van water

Opdrachten maken

Wat: lees paragraaf 3.4  

Hoe: helemaal stil! 

Muziek mag in 

Hulp: Geen   

Tijd:  10 minuten lang   

Huiswerk: opdrachten 1 t/m 15 van paragraaf 3.4 & Test jezelf  

Klaar?: ga bezig met een ander vak!