H2.3 Fasen moleculen

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

3.3 - veranderen van fase

Afspraken in de les

Storen en waarschuwingen:

geen mobiel:

Leerdoelen van paragraaf 2.3

• Je kunt de zes fase-overgangen van stoffen benoemen en beschrijven.

Introductie

’s Winters zijn bomen en struiken na een koude nacht soms opeens bedekt met een dikke laag rijp. Als de dooi invalt, wordt het ijs waar je gisteren nog op schaatste, snel onbetrouwbaar. In al deze situaties heb je te maken met water dat van fase verandert. 

Fase-overgangen

Als ijs smelt, zie je water van fase veranderen. De vaste fase gaat dan over in de vloeibare fase. Daarom noem je smelten een fase-overgang. 

 Er zijn zes fase-overgangen 

• smelten: een vaste stof wordt een vloeistof. 

• verdampen: een vloeistof wordt een gas. 

• condenseren: een gas wordt een vloeistof. 

• bevriezen: een vloeistof wordt een vaste stof. 

• vervluchtigen: een vaste stof wordt een gas. 

• rijpen: een gas wordt een vaste stof.

Er zijn zes fase-overgangen. 

Plaats telkens de juiste beschrijving naast de fase-overgangen.

stollen/bevriezen

smelten

verdampen

condenseren

rijpen

vervluchtigen

gasvormig naar vast

vast naar vloeibaar

 vloeibaar naar gasvormig

gasvormig naar vloeibaar

vast naar gasvormig

vloeibaar naar vast

Welke faseovergang zie je in het plaatje?

1. Verdampen
2. Condenseren
3. Sublimeren
4. Koken

Hoe noem je water in de gasvorm?

1. waterstof
2. waterdamp
3. watergas
4. koolwaterstof

Welke fase heeft het water op plaats A?

1. gas
2. vast
3. vloeibaar

Welke fase heeft het water op plaats C?

1. vast
2. vloeibaar
3. gas

Welke fase heeft het kaarsvet op plaats B?

1. vast
2. vloeibaar
3. gas

Fase-overgangen en het weer

De fase-overgangen van water spelen een belangrijke rol bij allerlei weersverschijnselen.

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’.

Smelten

Als het gaat dooien, smelt de ijslaag op plassen en vijvers snel weg. Boomtakken die pas nog wit waren van de rijp, worden nu weer kaal, terwijl de waterdruppels naar beneden vallen. Vast water (ijs) wordt weer vloeibaar water.

Verdampen

Als na een regenbui de zon schijnt, zijn de straten al gauw weer droog. Plassen worden steeds kleiner en verdwijnen ten slotte helemaal. Dat komt doordat het regenwater bij warm weer snel verdampt: zichtbaar water wordt onzichtbare waterdamp.

Condenseren

Als warme lucht ’s nachts afkoelt tegen een koud voorwerp, condenseert de waterdamp die in de lucht zit. Op grassprieten en bladeren verschijnen dan kleine waterdruppels (figuur 2). Onzichtbare waterdamp wordt zichtbaar water. Dat zichtbare water noem je dauw.

In welke fase zit water als het mist?

1. vast
2. gas
3. vloeibaar

Bevriezen of stollen

Als het vriest, ontstaat er een laag ijs op het water in plassen en vijvers. Het bovenste laagje water bevriest: het vloeibare water wordt vast. Als het blijft vriezen, groeit het ijslaagje van onderaf steeds verder aan.

Dichte mist ontstaat als er veel waterdruppels in de lucht hangen. Na een heldere dag ontstaat er plots dichte mist.
Wat kun je dan zeggen over de temperatuur?

1. het is kouder geworden
2. de temperatuur is het zelfde gebleven
3. het is warmer geworden

Vervluchtigen

Als de lucht erg koud en droog is, wordt een laag sneeuw geleidelijk dunner. Toch zie je geen plasje water bij de sneeuw liggen. Dat komt doordat sneeuw onder die omstandigheden niet smelt, maar langzaam verandert in waterdamp. De sneeuw vervluchtigt langzaam. 

De was droogt ook als het vriest.
Welke faseovergang heeft er plaatsgevonden?

1. stollen
2. verdampen
3. smelten
4. vervluchtigen

Rijpen

Als de temperatuur ’s nachts daalt tot onder 0 °C, ontstaat er geen dauw, maar rijp. De waterdamp in de lucht gaat over in kleine ijskristallen die boomtakken en grassprieten een prachtig wit uiterlijk geven.

1.

2.

3

4.

5.

6.

rijpen

vervluchtigen

smelten

stollen

condenseren

verdampen

Tijdens een willekeurige winterdag zit er veel waterdamp in de lucht. Vervolgens daalt de temperatuur ’s nachts naar −4 °C.
Wat zul je de volgende ochtend op de takken vinden?

1. rijp
2. waterdruppels
3. waterdamp

hoe heet deze faseovergang?
vast --> vloeibaar

1. rijpen
2. smelten
3. stollen
4. verdampen

Door welke faseovergang is dit ijs ontstaan?

1. rijpen
2. bevriezen
3. smelten
4. condenseren

Het vries-of smeltpunt verlagen

Met zout of antivries kun je het vriespunt van 

water verlagen.

3.3 Kookpunt en smeltpunt

Lesdoelen:

Uitleggen wanneer een vloeistof kookt en smelt

Aan de hand van de temperatuur de fase bepalen.

Brandbaarheid         Geleiding                     Kook/smeltpunt

Aantekening

Smeltpunt: Temperatuur waarbij een vaste stof smelt

Kookpunt: Temperatuur waarbij een vloeistof kookt

Temperatuurlijn

Laat kookpunt en smeltpunt zien van een soort stof

<-- Temperatuurlijn
ethanol

Temperatuurlijn

• Bij een temperatuur lager dan het smeltpunt is een stof vast.
  
• Bij een temperatuur tussen het smeltpunt en het kookpunt in is een stof vloeibaar.
  
• Bij een temperatuur hoger dan het kookpunt is een stof gasvormig.
  

In welke fase is de stof bij kamer-temperatuur?

Antwoord op de volgende dia.

In welke fase is de stof bij kamer-temperatuur?

Welke fase is aceton
bij een temperatuur
van –100 °C?

1. vast
2. vloeibaar
3. gas

Opdrachten maken

Wat: H2.3. Maak de opdrachten 60 t/m 67 (online via planning)