Hst 3 Water

• Nask
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 2

Hst 3 Water

Leerdoelen

• Leer je de drie fasen van water herkennen in de praktijk.
• Leer je de drie fasen waarin water kan voorkomen beschrijven met het deeltjesmodel.
• Leer je met het deeltjesmodel verklaren waarom ijs en veel andere vaste stoffen een kenmerkende kristalstructuur hebben.
• Leer je het verschil tussen cohesie en adhesie.

Water in al zijn vormen

• Water dat uit de kraan komt is ongeveer op kamertemperatuur (20^oC) en dus vloeibaar.
• Als water bevriest, wordt het vast.
• Water kan verdampen, dan wordt het waterdamp en dat is een gas.

Moleculen dicht op elkaar, trillen op hun plaats.

Moleculen hebben meer energie (trillen sneller) en bewegen langs elkaar

Moleculen zoveel energie dat de onderlinge aantrekkingskracht erg klein wordt -> de moleculen verspreiden zich door de ruimte 

 Drie fasen van water:  uitgelegd met het deeltjesmodel 

Vaste stof heeft een vaste vorm  kun je niet samenpersen.

Vloeistof heeft geen vaste vorm, kun je niet samenpersen.

Gas heeft geen vaste vorm, kun je wél samen persen. |

Waterdamp is onzichtbaar; 

Het verschil tussen temperatuur en warmte 

• Warmte is een vorm van Energie
• Door warmte toe te voegen (=verhitten) of weg te halen (=koelen) kun je de temperatuur van voorwerpen/stoffen veranderen
• Hoe meer warmte je toevoegt hoe sneller deeltjes gaan bewegen, daardoor kunnen stoffen gaan uitzetten of juist gaan krimpen(open link)

Hoe werkt  een (analoge) vloeistofthermometer

1. in het reservoir: zit een gekleurde vloeistof  (groter reservoir -> duurt langer voordat de vloeistof stijgt, maar hij stijgt meer) 
2. in de dunne stijgbuis:  stijgt de vloeistof als hij opwarmt en dus uitzet.
   Is de stijgbuis dunner dan stijgt de vloeistof sneller.
3. via de schaalverdeling lees je de temperatuur af 
4. afhankelijk van waarvan je de temperatuur wilt meten
   kies je een thermometer met een ander meetbereik

De thermometer bedacht door de Celsius (in 1742)

• Meneer Celsius noemde het vriespunt van water 0°C en het
•  en het kookpunt van water, 100 °C.
• Het gebied hier tussenin verdeelde hij in 100
   gelijke stappen van 1°C, dat is de schaalverdeling. 
• In andere landen (b.v. Amerika) gebruiken ze 
  de schaalverdeling van Fahrenheit
• Wetenschappers gebruiken de schaalverdeling van
  Kelvin

Omreken van graden Celsius naar Kelvin 

1. schets een thermometer
2. zoek in Binas (tabel 1) het absolute nulpunt  op (-273 oC) 
3. noteer dat links als laagste temperatuur en zet op die hoogte
    rechts 0 K 
   
4. Als de temperatuur 1o C stijgt, dan stijgt hij ook 1 K dus vul
   links nu 0oC in, dat is dus 273 K  en dan zie je vanzelf:
5. van Celsius naar Kelvin is + 273 en andersom -273
6. Let op: 0 K of lager dan 0 K kan niet!!!!

0 K (is -273 oC) is het absolute nulpunt, bij die temperatuur staan alle moleculen stil

Omreken van graden Celsius naar Kelvin doe je zo:

Temperatuurschaal Kelvin

trilsnelheid van moleculen

• de fase van een stof (bij T=20oC) is een stofeigenschap
  
  
• voor de rode faseovergangen is warmte
  nodig bij blauwe faseovergangen komt warmte vrij  
  
  
• sommige stoffen kunnen makkelijk vervluchtigen 
  (er is dan weinig energie nodig om een deel
  van de moleculen rechtstreeks van de vaste naar de 
  gasvormige toestand te brengen)
  
  
• een ander woord voor verluchtigen is sublimeren

Faseovergangen  en het deeltjesmodel

In de zomer ruik je mij meer

rijpen

adhesie en cohesie

• Moleculen die op elkaar lijken trekken elkaar aan
  
  
• Als twee druppels water samenkomen vormen ze daarom 1 grote druppel 
• cohesie kracht = aantrekkingskracht tussen dezelfde soort moleculen
• een waterdruppel blijft aan de kraan ‘vastgeplakt’, dit heet adhesie.
• adhesie kracht = aantrekkingskracht tussen verschillende soorten deeltjes
• tussen de kwik moleculen is de cohesie sterker dan de adhesie tussen kwik 
  en water, daarom staat kwik bol in een buisje
• bij watermoleculen is de aantrekkingskracht tussen water en glas (adhesie)
  juist groter, waardoor het hol staat in een buisje

Kookpunt en smeltpunt

• Moleculen van vloeistoffen bewegen kriskras door elkaar
• Alleen moleculen aan het oppervlakte van de vloeistof die de juiste snelheid en richting hebben kunnen ontsnappen,
  -> de vloeistof verdampt
• Hoe warmer hoe sneller de moleculen bewegen en de 
  vloeistof verdampt.
• Als een vloeistof kookt ontstaan er dampbellen door de
   hele vloeistof-> de stof verdampt veel sneller
• Water kookt bij 100 ^oC

Smeltpunt / stolpunt

• Als de moleculen van een vaste stof zoveel
  energie krijgen dat ze niet meer op hun vaste
  plek kunnen blijven zitten gaat de stof smelten / stollen
• De temperatuur blijft constant tijdens het
   smelten 
• Pas als de hele stof van de vaste naar de vloeibare fase is over gegaan, kan de temperatuur weer oplopen.
• De temperatuur waarbij een stof smelt heet het smeltpunt.
• Het smeltpunt is ook het stolpunt als de stof afkoelt.

Het smeltpunt en kookpunt zijn stofeigenschappen
Je kunt een stof dus herkennen hieraan.

Het smeltpunt kun je verlagen

• Het smeltpunt/vriespunt van water kan
  verlaagd worden door er zout (bij strooiwagen)of
  of antivries (in ruitenwisservloeistof) aan toe
  te voegen.  
• Deze stoffen zorgen dat het water bij een
   lagere temperatuur pas bevriest ->
  het vriespunt wordt verlaagd.

Smeltdiagram 

bij BB

Bij zuivere stoffen blijft de temperatuur constant(=gelijk) tijdens een faseovergang. 

Smelttraject / Kooktraject

• Elke stof in het mengsel heeft zijn eigen smeltpunt waardoor de ene stof in het mengsel al wil smelten terwijl de andere stof nog vast is.
• Mengsels hebben een
  smelttraject, tijdens het smelten
  is de temperatuur niet constant
  maar loopt hij een klein beetje op 
• Mengsels hebben ook een
  kooktraject.