P5_W4/5 NW MC - Faseovergangen

• Natuurwetenschappen
• Secundair onderwijs

W4 - NW MC  

Faseovergangen

Stoffen komen voor in drie fases

vast                          vloeibaar                         gas?

Vaste stof

Vloeistof

Gas

Ijsblokjes in een pot op het vuur zetten 

=> eerst smelten

=> daarna verdampen

Vast

Vloeibaar

Gas

Wat gebeurt er met de snelheid van de moleculen wanneer een stof verwarmd wordt?

1. Die blijft gelijk
2. Die neemt toe
3. Die neemt af
4. Dat verschilt per keer

Fase hangt af van temperatuur

(vriespunt)

Smeltpunt en kookpunt

• Onder het smelt/vriespunt =
  vaste fase
• Tussen smelt- en kookpunt = vloeibare fase
• Boven het kookpunt = gasvormige fase

Gallium

Een batterij zet uit door de opbouw van gas binnenin de batterijbehuizing. Dit fenomeen komt voornamelijk voor bij Lithium-ion (Li-ion) en Lithium-polymeer (Li-po) batterijen, die tegenwoordig in bijna alle smartphones, laptops en e-bikes zitten.Wanneer de interne chemische structuur van de batterij beschadigd raakt of verslijt, ontbindt de vloeibare of gelachtige geleidende stof (het elektrolyt). Hierbij komen gassen vrij zoals koolstofmonoxide, koolstofdioxide en waterstof. Omdat de batterij luchtdicht is afgesloten, kunnen deze gassen niet ontsnappen, waardoor de batterij als een ballon opzwelt.

Faseovergangen

smelten

verdampen

sublimeren

smelten

verdampen

sublimeren

stollen

condenseren

desublimeren

Smelten

Stollen

Wanneer gloeiende lava (tussen 700 °C en 1200 °C) in contact komt met zeewater (ongeveer 20 °C), gebeurt er een extreme en plotselinge warmteoverdracht.Hier is waarom je daarbij een enorme witte wolk ziet:Snel koken: De extreme hitte van de lava laat het omringende zeewater direct koken en verdampen.Onzichtbaar gas: Dit kokende water verandert eerst in echte waterdamp (een onzichtbaar gas).Condensatie: Zodra deze hete, onzichtbare damp opstijgt en afkoelt in de koudere buitenlucht, condenseert het direct.Witte wolk: Door die condensatie ontstaan er miljarden minuscule vloeibare waterdruppeltjes. Dat is de witte wolk die jij met het blote oog ziet.Belangrijke waarschuwing: Het is niet alleen waterdamp!Hoewel de wolk eruitziet als onschuldige stoom, is deze levensgevaarlijk. Wetenschappers noemen deze specifieke gaswolk laze (een samentrekking van lava en haze).De wolk bevat namelijke ook:Zoutzuurgas: Dit ontstaat door de chemische reactie tussen de hitte en het zout (natriumchloride) in het zeewater.Glasdeeltjes: Door de abrupte afkoeling versplintert de lava direct in microscopisch kleine, vlijmscherpe glasdeeltjes (vulkanisch glas).Het inademen van deze "stoom" is hierdoor zeer schadelijk voor je longen, huid en ogen.

Verdampen

Condenseren

Desublimeren

Sublimeren

Droogijs is de vaste vorm van koolstofdioxide (\(\text{CO}_{2}\)) en heeft een temperatuur van ongeveer -78,5 °C.Als je dit in grote hoeveelheden (massaal) uitstrooit, ontstaat er inderdaad een onzichtbare, levensgevaarlijke deken waar bijna geen zuurstof in zit.Waarom ontstaat die zuurstofarme laag?Sublimatie: Droogijs smelt niet tot water, maar verandert bij kamertemperatuur direct van een vaste vorm in een gas (\(\text{CO}_{2}\)). Dit proces heet sublimatie.\(\text{CO}_{2}\) is zwaarder dan lucht: Koolstofdioxidegas is ongeveer 1,5 keer zo zwaar als de normale lucht die wij inademen.Het zakt naar de grond: Hierdoor stijgt het gas niet op, maar blijft het als een onzichtbare, dekenvormige laag over de vloer of de grond rollen. Dit gas verdringt de aanwezige zuurstof volledig.Waarom is dit zo gevaarlijk?Wanneer een mens of dier zich in die laag bevindt (bijvoorbeeld door op de grond te gaan liggen of in een slecht geventileerde kuil/kelder te stappen), treedt er binnen enkele minuten verstikking op.Omdat \(\text{CO}_{2}\) kleurloos en geurloos is, merk je het niet direct op. Je krijgt eerst last van hoofdpijn en duizeligheid, waarna je snel het bewustzijn verliest zonder dat je doorhebt dat je stikt. Er zijn in het verleden helaas dodelijke ongevallen gebeurd op feesten waarbij grote hoeveelheden droogijs in zwembaden of afgesloten ruimtes werden gegooid voor een 'mooi rookeffect'.Wil je weten hoe je veilig met droogijs kunt werken, of ben je benieuwd naar het verschil tussen droogijs en gevriesdroogde producten?

Vaste stof

Vloeistof

Gas

Smelten

Vaste stof

Vloeistof

Gas

Smelten

Verdampen

Vaste stof

Vloeistof

Gas

Smelten

Verdampen

Condenseren

Deksel boven de pot houden 

=> condenseren

Vaste stof

Vloeistof

Gas

Smelten

Verdampen

Condenseren

Stollen

Hoe opnieuw stollen? => in de diepvries stoppen 

Vaste stof

Vloeistof

Gas

Smelten

Verdampen

Condenseren

Stollen

Sublimeren

Hoe opnieuw stollen? => in de diepvries stoppen 

Vaste stof

Vloeistof

Gas

Smelten

Verdampen

Condenseren

Stollen

Sublimeren

Desublimeren

Hoe opnieuw stollen? => in de diepvries stoppen 

6 Faseovergangen

verdampen & condenseren

smelten & stollen

sublimeren & desublimeren

Een stof die stolt gaat van ...

1. gas → vast
2. vast → gas
3. vloeibaar → gas
4. vloeibaar → vast

Een stof die condenseert gaat van ...

1. gas → vast
2. vast → gas
3. gas → vloeibaar
4. vloeibaar → vast

Een stof die smelt gaat van ...

1. gas → vast
2. vast → gas
3. gas → vloeibaar
4. vast → vloeibaar

Hoe heet de faseovergang van gasfase naar de vloeibare fase?

1. stollen
2. desublimeren
3. condenseren
4. sublimeren

Welke fase? Sleep naar het juiste vak

Vast<div><br></div>

Vloeibaar

Gas

rijp

sneeuw

waterdamp

mist

grondwater

gletsjer

wolk

oppervlaktewater

hagel

Welke faseovergang zie je in het plaatje?

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

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

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

Door welke faseovergang is dit ijs ontstaan?

1. desublimeren
2. stollen
3. smelten
4. condenseren

Welke faseovergang zie je hier

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

Sleep de fase en faseovergang naar de juiste plek.

Ik kan benoemen in welke drie fasen een stof kan voorkomen.

1

Smelten

Stollen

Condenseren

Sublimeren

Desublimeren

Verdampen

gas

vloeistof

vaste stof