Vaste stof - Vloeistof - Gas

Waarom zijn sommige stoffen vast en andere vloeibaar of gasvormig? Wat is water? Waarom kan water koken? Waarom kan water nu eigenlijk precies bevriezen? Waarom blijft ijs eigenlijk in water drijven? Verschillende weetjes c.q. wetenschappelijke wetenswaardigheden over vaste stof, vloeistof en gas -in de vorm van interessante vragen en boeiende antwoorden- worden kort, simpel en duidelijk uitgelegd en op een rijtje gezet in dit artikel.

Vaste Stoffen - vloeistoffen - gassen?

Vaste stoffen, vloeibare stoffen en gassen verschillen van elkaar, daar hun atomen of moleculen verschillend geschikt zijn qua dichtheid.

In vaste stoffen zijn moleculen (atomen) stevig aan elkaar gebonden, de stof is vast
In vloeistoffen zijn de bindingen tussen atomen of moleculen losser, zodat ze makkelijker kunnen bewegen
In gassen zijn de bindingen zeer zwak en kunnen de atomen of moleculen in alle richtingen bewegen

Variabel
In principe kan bijna iedere stof vast, vloeibaar of gasvormig zijn. Dit hangt af van de warmte of kou, waarmee de stof omgeven wordt c.q. omgevingsvariabelen. Indien vaste stoffen verhit worden, smelten ze en worden ze vloeibaar. Vloeistoffen kunnen aan de kook worden gebracht en kunnen dan tot gasvorming overgaan. Als gassen afgekoeld worden, condenseren ze en worden vloeistof. Vloeistoffen op hun beurt kunnen tot hun vriespunt gekoeld worden en worden dan vaste stof.

Wat is water?

Water is een verbinding van de gasvormige stoffen waterstof en zuurstof. Elke molecule water bestaat uit twee atomen waterstof en één atoom zuurstof. De chemische formule is dan ook H2O.

Waarom kan water koken?

De vloeistof water kan gaan koken wanneer de temperatuur in de ketel het kookpunt van water nadert, hetgeen 100 graden Celsius is. Als het water steeds warmer wordt en aan de kook begint te raken, gaan de vloeistofmoleculen zich steeds sneller en sneller bewegen. Op het kookpunt komen de moleculen relatief vrij van elkaar, daar waterdamp c.q. stoom een gas is. De stoom stijgt vervolgens uit de ketel op en vermengt zich met de omringende lucht.

Waarom kan water bevriezen?

In water kunnen watermoleculen zich redelijk goed c.q. makkelijk bewegen, daar water bij een normale temperatuur immers een vloeistof is (zie boven). Wanneer het water afkoelt, gaan de watermoleculen zich trager en trager bewegen. Als gevolg hiervan worden de bindingen tussen de moleculen steeds sterker. Als het water zijn vriespunt heeft bereikt, hetgeen 0 graden Celsius is, raken de moleculen sterk aan elkaar verbonden (gehecht) en het water verandert dan in een vaste stof, namelijk: ijs.

Waarom drijft ijs in water?

Wanneer de watermoleculen dicht (hecht) aaneengebonden raken bij het bevriezen, bewegen ze zich enigszins van elkaar af. Het ijs zet tijdens de vorming ervan uit. (Evenals de stoffen gietijzer en bismut; uitzonderingsgevallen). Door in plaats van in te krimpen (bevriezing) juist uit te zetten, wordt de soortelijke dichtheid van water tijdens de ijsvorming kleiner en dus lichter dan het water zelf. Dit is dan ook de reden dat het ijs erin blijft drijven.