Fase-overgangen en het deeltjesmodel
Bij deze les leer je hoe deeltjes in een vaste stof, vloeistof en gas zijn opgebouwd. Met dit model leg je uit wat er bij een fase-overgang gebeurt, ook bij superkritisch CO₂ in het examen.
Een stof kan in verschillende aggregatietoestanden voorkomen. Vast noteer je met (s), vloeibaar met (l) en gas met (g). Opgelost in water noteer je het met (aq).
Bij een fase-overgang verandert de toestand van de stof. De stof zelf blijft wel dezelfde stof. De deeltjes veranderen niet. Alleen hun onderlinge afstand en hun beweging veranderen.
In een vaste stof liggen de deeltjes dicht op elkaar en trillen ze op hun plaats. In een vloeistof liggen ze ook dicht bij elkaar, maar ze kunnen langs elkaar bewegen. In een gas liggen ze ver uit elkaar en bewegen ze vrij. Hoge druk duwt deeltjes dichter op elkaar. Lage druk geeft ze meer ruimte.
Bij superkritisch CO₂ werkt dit zo. Bij 300 bar gedraagt het CO₂ zich als vloeistof. Verlaag je de druk, dan wordt het CO₂ gasvormig. Het gas lost het pigment niet op, dus het pigment blijft over en kan worden hergebruikt.
Onthoud
Een fase-overgang verandert de toestand van een stof, niet de stof zelf.
In een gas liggen de deeltjes ver uit elkaar en bewegen ze vrij.
Met druk en temperatuur bepaal je of een stof vast, vloeibaar of gasvormig is.
Toestandsaanduidingen (s), (l), (g) en (aq) moet je goed kunnen gebruiken.
Voorbeeld uit een echt examen
ex1
Gevraagd is hoe je het superkritische CO₂ van het overgebleven pigment scheidt. De tekst zegt dat het CO₂ bij 120 °C en 300 bar als vloeistof werkt.
- 1
Het CO₂ moet van vloeistof naar gas, zodat het uit het mengsel verdwijnt.
Veelgemaakte fouten
Je schrijft dat de druk moet worden verhoogd. Lagere druk geeft meer ruimte tussen de deeltjes, dus een gas.
Je noemt alleen dat het CO₂ verdampt. Leg ook uit dat het CO₂ gasvormig wordt en het pigment overblijft.
Je gebruikt (aq) voor alles wat opgelost is. Gebruik (aq) alleen voor stoffen opgelost in water.
Snel checken
Bij welke verandering gaat een stof van vloeistof naar gas?
Welke toestandsaanduiding hoort bij een stof die opgelost is in water?