Fase (stof): verschil tussen versies
Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
k →Mengsels: correctie |
k Taal- en opmaakpoets |
||
Regel 1:
'''Fase''' duidt in de [[scheikunde]] en de [[natuurkunde]] op de verschijningsvorm van een [[stof (scheikunde)|stof]] met [[Macroscopische schaal|macroscopisch]] gezien homogene [[scheikunde|chemische]] en [[natuurkunde|fysische]] [[eigenschap]]pen. Deze eigenschappen hebben het karakter van een [[statistiek|statistisch]] gemiddelde. Bijgevolg is het begrip fase enkel gedefinieerd voor een hoeveelheid [[materie]] van voldoende grootte. Twee fasen worden doorgaans van elkaar gescheiden door een scheidingsvlak of ''[[meniscus (fysica)|meniscus]]''.
Klassiek onderkende men als fasen de [[aggregatietoestand]]en vast, vloeibaar en gasvormig. Later werden daaraan nog toegevoegd de vormen [[Plasma (aggregatietoestand)|plasma]] en [[bose-einsteincondensaat]]. Binnen deze verschijningsvormen bestaan
De [[chemische thermodynamica]] houdt zich bezig met de studie van verschillende fasen en de overgangen daartussen, de [[faseovergang]]en, zoals [[smeltpunt]] en [[kookpunt]].
Regel 7:
De eenvoudigste faseovergangen zijn die tussen vaste stof, vloeistof en gasfase. Onder ''vaste stof'' verstaat men meestal een [[kristal (natuurwetenschappen)|kristallijne]] vaste stof, maar daarnaast bestaan ook nog [[amorf]]e vaste stoffen, glazen, rubbers en gels. Onder ''vloeistof'' verstaat men meestal een [[isotroop|isotrope]] vloeistof, maar daarnaast bestaan er ook nog [[anisotroop|anisotrope]] vloeistoffen (vloeibare kristallen).
Veel stoffen vertonen verschillende [[polymorf (scheikunde)|kristallijne fasen]]: [[ijs (water)|ijs]] komt bijvoorbeeld in ten minste vijftien verschillende fasen voor. Iedere kristallijne fase (polymorf) van een gegeven stof is ''[[evenwicht|stabiel]]'' bij een karakteristieke [[temperatuur]] en
Bij extreem lage temperaturen zijn nog andere aggregatietoestanden mogelijk:
Regel 14:
* [[supergeleiding|supergeleidende fasen]].
Daarnaast zijn er stoffen met een [[ferromagnetisme|ferromagnetische fase]] en een [[paramagnetisme|paramagnetische
== Verschil tussen fase en aggregatietoestand ==
Met name in de [[vaste stof|vaste]] [[aggregatietoestand]] kunnen sommige [[stof (scheikunde)|stoffen]] in verschillende fasen voorkomen.
[[Diamant]] en [[grafiet]] zijn beide [[vaste stof|vaste]] fasen van [[koolstof]], maar [[allotropie|verschillen]] onderling sterk in de
Van ''vast [[water]]'' ([[ijs (water)|ijs]]) zijn veel verschillende manieren bekend waarop de watermoleculen gerangschikt kunnen zijn. Zie verder het artikel '[[ijskristal]]'.
Regel 56:
Veel stoffen komen in drie '''aggregatietoestanden''' voor. Bij een lage temperatuur vormen ze een '''vaste stof''', bij wat hogere temperatuur een '''vloeistof''' en bij een nog hogere temperatuur een '''gas'''.
Bij deze veranderingen is het niet nodig dat de chemische bindingen in de [[molecuul|moleculen]] van de stof worden veranderd. Bijvoorbeeld de vloeistof ''[[water]]''
De [[faseovergang]] van vast naar vloeibaar
De overgang van de vaste stof in een vloeistof noemt men ''[[smelten (vloeistoffysica)|smelten]]'', die van vloeistof in een gas ''[[verdampen]]''. Andersom wordt de overgang van gas naar vloeistof ''[[condenseren]]'' genoemd, en van vloeistof naar vaste stof ''stollen''.
Regel 65:
=== Vaste stoffen ===
In een
Hoewel er wat uitzonderingen op deze regel zijn, kunnen atomen (respectievelijk moleculen) zich vrijwel niet door de stof heen en weer bewegen; ze wiebelen meestal maar wat rond rondom een vaste plek. Meestal vertoont de stapeling van de deeltjes een strakke regelmaat en vormt een [[kristalstructuur|rooster]]. In dat geval spreken we van een kristallijne vaste stof. Bij een glas
Kristallijne vaste stoffen hebben een structuur die in veel gevallen [[anisotroop]] is. Dat wil zeggen dat de eigenschappen afhangen van de richting in het kristal. De anisotropie hangt nauw samen met de symmetrie van het rooster. De ene kristallijne fase kan vaak van de andere aan de hand van het type rooster en zijn symmetrie onderscheiden worden. Kristallijne fasen kunnen uit moleculen zijn opgebouwd, maar dat is zeker niet altijd het geval.
Regel 76:
=== Vloeistoffen ===
In een
Vloeistoffen vertonen een sterkere neiging tot wederzijdse oplosbaarheid dan vaste stoffen, maar oplosbaarheid is zeker niet gegarandeerd. Olie en water zijn een goed voorbeeld daarvan.
Regel 83:
=== Gassen ===
In een
Gassen zijn altijd volledig mengbaar. Men zou kunnen zeggen dat er eigenlijk maar
=== Overgangen ===
Regel 94:
Dat een faseovergang onder bepaalde condities [[reversibel]] optreedt betekent dat de twee fasen onder die condities een gelijke [[vrije energie]] hebben. Er kan bij zo'n faseovergang [[enthalpie]] vrijkomen terwijl de [[entropie]] van het systeem afneemt, of andersom.
Wanneer aan een systeem dat geen faseovergang vertoont warmte wordt toegevoerd
Een voorbeeld uit de dagelijkse praktijk is een pan water op een vuur:
Een faseovergang in een kristallijn materiaal kan ook worden gevolgd door het maken van [[kristallografie|kristallografische]] metingen. Hieruit kan vaak in detail worden vastgesteld wat er in de stof verandert tijdens de overgang.
== Bose-einsteincondensaat ==
== Plasma ==
De [[plasma (aggregatietoestand)|plasmatoestand]] is een
== Amorfe fase ==
Als een [[vloeistof]] zo snel [[afschrikken|afkoelt]] dat zij geen kristallen kan vormen, zal zij niet de [[vaste fase]] aannemen. Zij zal daarentegen de [[amorf]]e fase (glasfase) aannemen. De [[temperatuur]] waarbij een [[vloeistof]] omgezet wordt in de glasfase
== Meerdere vaste fasen van dezelfde stof ==
Wanneer men een stof nauwkeuriger bestudeert kunnen er binnen met name de vaste [[aggregatietoestand]] meerdere structuren
Voor geneesmiddelen die in vaste vorm worden toegediend is het van groot belang om alle mogelijke vaste kristallijne fasen te verkennen alvorens het product op de markt te brengen. Een onbekende fase (polymorf) kan anders later de werking van het medicijn op gevaarlijke manieren veranderen.
Regel 118:
== Mengsels ==
Echt interessant wordt de faseleer wanneer [[mengsel]]s worden bestudeerd. Sommige vloeistoffen zoals [[water]] en [[ethanol|alcohol]] zijn altijd en in elke verhouding [[mengbaarheid|mengbaar]], anderen zoals water en [[olie]] zijn altijd slecht mengbaar. Mengsels vertonen bij verschillende temperaturen verschillend gedrag: bijvoorbeeld
Zo is wit uitgeslagen [[chocolade]] het gevolg van een faseovergang van één van de in het [[mengsel]] chocola aanwezige componenten, waardoor ontmenging optreedt. Boven kamertemperatuur smelt de in de chocola aanwezige [[cacaoboter]]. Als de omgevingstemperatuur vervolgens daalt, zal de gesmolten cacaoboter stollen/[[kristallisatie|uitkristalliseren]], maar niet meer in het mengsel chocola terugkeren: er onstaat een ''fasenscheiding'', waarbij de cacaoboter-[[kristal (natuurwetenschappen)|kristallen]] zichtbaar zijn als witte 'uitslag'. Een andere vorm van fasenscheiding in chocola ontstaat wanneer chocola bij hoge [[luchtvochtigheid]] of bij sterk wisselende temperaturen wordt bewaard. Er vormt zich dan [[condens]] op de chocola waarin vervolgens de [[tafelsuiker|suiker]] uit de chocola [[waterige oplossing|oplost]]. Bij hogere temperatuur of afnemende luchtvochtigheid zal de condens verdampen en blijven de suikerkristallen achter: een ander voorbeeld van fasenscheiding vanuit het mengsel chocola.
[[legering|Metaallegeringen]] (metaalmengsels)
[[Tinpest]] is een fasenscheiding die optreedt in het metaalrooster van de [[zuivere stof]] zilverwitte tin. Onder de 13,2°C streven de
==Zie ook==
| |||