Learning Objectives
- Beschrijf het fasendiagram voor water.
- Definieer kritische temperatuur.
- Kritische druk definiëren.
Voorbeelden
Hoe kun je sneeuwballen maken?
Je hebt een speciale sneeuw nodig om de beste sneeuwballen te maken. Deze sneeuw moet een beetje nat zijn zodat de deeltjes aan elkaar blijven plakken. Droge sneeuw kan goed worden samengedrukt en zal sneeuwballen vormen omdat de sneeuwvlokken door de hogere druk enigszins smelten. Wanneer je de druk echter loslaat, neemt de sneeuw weer een vastere vorm aan en blijven de vlokken niet meer aan elkaar plakken.
fasendiagram voor water
Water is in veel opzichten een unieke stof. Een van deze bijzondere eigenschappen is het feit dat vast water (ijs) minder dicht is dan vloeibaar water net boven het vriespunt. Het fasediagram voor water is weergegeven in onderstaande figuur .
Figuur 13.26
fasediagram voor water.
Merk één belangrijk verschil op tussen het algemene fasediagram en het fasediagram voor water. In het diagram van water is de helling van de lijn tussen de vaste en vloeibare toestand negatief in plaats van positief. De reden hiervoor is dat water een ongewone stof is, omdat de vaste toestand minder dicht is dan de vloeibare toestand. IJs drijft in vloeibaar water. Daarom heeft een drukverandering een tegengesteld effect op deze twee fasen. Als ijs relatief dicht bij het smeltpunt is, kan het door het uitoefenen van druk in vloeibaar water worden veranderd. De watermoleculen zitten in de vloeibare fase dichter bij elkaar dan in de vaste fase.
Herhaal het fasediagram van water (zie bovenstaande figuur). Let op punt E, aangeduid als het kritieke punt. Wat betekent dat? Bij 373,99°C bewegen de waterdeeltjes in de gasfase zeer, zeer snel. Bij elke temperatuur hoger dan dat, kan de gasfase niet vloeibaar worden gemaakt, ongeacht hoeveel druk er op het gas wordt uitgeoefend. De kritische druk (P c ) is de druk die bij de kritische temperatuur op het gas moet worden uitgeoefend om het in een vloeistof om te zetten. Voor water is de kritische druk zeer hoog, 217,75 atm. Het kritieke punt is het snijpunt van de kritieke temperatuur en de kritieke druk.
Key Takeaways
Samenvatting
- Vast water heeft net boven het vriespunt een geringere dichtheid dan vloeibaar water.
- De kritieke temperatuur (T c ) van een stof is de hoogste temperatuur waarbij de stof mogelijk als vloeistof kan bestaan.
- De kritische druk (P c ) is de druk die bij de kritische temperatuur op het gas moet worden uitgeoefend om het in een vloeistof om te zetten.
- Het kritische punt is het snijpunt van de kritische temperatuur en de kritische druk.
Oefeningen
Practicum
Vragen
Lees het deel van het materiaal op de link hieronder dat specifiek over water gaat:
http://www.chemguide.co.uk/physical/phaseeqia/phasediags.html
- Waarom wordt het smeltpunt van ijs lager bij hogere druk?
- Kan je stoom samenpersen tot een vloeistof als de temperatuur hoger is dan 374°C?
- Wat is de kritische druk van water?
Oefeningen
Bespreking
Vragen
- Wat gebeurt er met vast ijs onder hoge druk in de buurt van het vriespunt?
- Wat is de kritische temperatuur?
- Wat is de kritische druk?
Glossary
- kritisch punt: Het snijpunt van de kritische temperatuur en de kritische druk.
- kritische druk: De druk die bij de kritische temperatuur op het gas moet worden uitgeoefend om het in een vloeistof te veranderen.
- kritische temperatuur: De hoogste temperatuur waarbij de stof mogelijk als vloeistof kan bestaan.