H2.4 Kookpunt en smeltpunt

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

3.4 Kookpunt en smeltpunt

Wat gaan we doen vandaag?

• Herhaling H2.3
• Uitleg paragraaf 2.4
• Zelfstandig werken
  
• Afsluiting/Vragen 2.4 

3.4 Kookpunt en smeltpunt

Lesdoelen:

Uitleggen wanneer een vloeistof kookt.

De overeenkomsten en verschillen tussen verdampen en koken benoemen.

Aan de hand van de temperatuur de fase bepalen.

Een smelt en stoldiagram kunnen tekenen.

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.

Het kookpunt

Als je water verhit, ontstaan er eerst kleine luchtbelletjes op de bodem. In warm water kan minder lucht oplossen dan in koud water, dus de lucht gaat eruit. Het geluid dat hierbij ontstaat, wordt het ‘zingen’ van het water genoemd. Een poosje later zie je grote waterdampbellen in het water ontstaan. De temperatuur is dan bijna 100 °C. Deze bellen ontstaan op de bodem en verdwijnen vóór ze het wateroppervlak bereiken.

Als de temperatuur 100 °C is geworden, bereiken de dampbellen wel het wateroppervlak. Ze barsten daar uit elkaar. 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 is verdampt. De temperatuur van het water blijft daarbij steeds 100 °C. Deze temperatuur noem je het kookpunt van water. 

Elke stof heeft een eigen kookpunt: water kookt bij 100 °C, propaan (dit zit in kampeergas) bij –42 °C, alcohol bij 78 °C en lood bij 1740 °C (zie tabel 1). Het kookpunt is een belangrijke stofeigenschap.

Het kookpunt

Tijdens het koken van water is de temperatuur 100 °C. De waterdampbellen ontstaan door de hele vloeistof. Tijdens het koken blijft de temperatuur constant. Het kookpunt is een stofeigenschap.

Verschillen

Verdampen gebeurt alleen aan het oppervlak en kan tussen het smelt-en kookpunt  plaasvinden. Water kan dus verdampen tussen 0 en 100 °C

Koken kan alleen bij het kookpunt. (tenzij de druk verandert of een stof wordt toegevoegd)

Onder het kookpunt is de fase vast.

Tussen het smelt-en kookpunt vloeibaar.

Boven het kookpunt gasvormig.

Smeltpunt en vriespunt

Het smeltpunt van ijs

 (of het vriespunt van water)

bedraagt 0 °C. Tijdens het

smelten blijft de 

temperatuur constant.

Het vries-of smeltpunt verlagen

Met zout of antivries kun je het vriespunt van 

water verlagen.

Smelt-en stoldiagram

Bij een smeltdiagram  zie je 

verschillende fasen-en overgangen

 als je warmte toevoegt.

Stearinezuur smelten en laten stollen

Als je vast kaarsvet (stearinezuur) verwarmt, stijgt de temperatuur tot 69 °C. Dit is het smeltpunt van stearinezuur. Bij deze temperatuur begint het stearinezuur te smelten.

Als je doorgaat met verwarmen blijft de temperatuur 69 °C, totdat alle stearinezuur gesmolten is. Pas als alle stearinezuur vloeibaar is, stijgt de temperatuur weer (figuur 3).

Het smeltdiagram van stearinezuur.

Het stolpunt van stearinezuur

Als je het vloeibare stearinezuur weer laat afkoelen, daalt de temperatuur tot 69 °C. Dit is het stolpunt van stearinezuur. Als je doorgaat met afkoelen blijft de temperatuur 69 °C, totdat alle stearinezuur is gestold. Pas als alle stearinezuur vast is, daalt de temperatuur verder.

Opdrachten maken

• Wat: lees paragraaf 2.4 en maak online de opdrachten  
  
• Hoe: helemaal stil! muziek mag in!  
  
• Hulp: Geen  
  
• Tijd: 20 minuten lang. 
  
• Huiswerk: alle opdrachten  van paragraaf 2. & Test jezelf.
  
• Klaar?: Herhaal H2.1 t/m H2.4. 

Belang lesdoel

Fase overgangen komen veel voor om je heen; bij het weer, solderen, kaarsvet.

Bij de toets kunnen er veel vragen over gesteld worden.

Controlevragen

1a Wat is de temperatuur van smeltend ijs ?

b En wat van kokend water ?

c Wat gebeurt er met het vriespunt van water als je zout toevoegt ?

controlevragen

We vergelijken een plas water op straat met kokend water in een waterkoker.

Waar vindt de fase-overgang plaats in beide situaties ?

Teken het smeltdiagram

a) Hoe heet deze grafiek ?

b) Welke fase is er bij A en welke bij C ?

c) Gedurende welk deel is er de vloeibare en gasvormige fase ?

Wat is de fase van ?

1)alcohol van -115°C

2)butaan van 0°C

3)goud van 3000°C

4)kwik -39°C

5)propaan van -100°C

6)stikstof -150°C

7)water van 5°C

Tussen welke 

temperaturen is

alcohol een gas en 

water vloeibaar ?

Een lastige.....

Tussen welke temperaturen is 

stikstof gas en waterstof vloeibaar ?