Waarom is water vloeibaar?

Waarom iets vloeibaar is?

Als je binnen bent scheikunde Als je de aggregatietoestanden onderzoekt, zie je al snel een verband tussen de molecuulmassa, het smeltpunt en het kookpunt. De eigenschap vloeibaar te zijn bij kamertemperatuur kan worden aangetoond door de alkanen. Het valt direct op dat water eigenlijk niet vloeibaar mag zijn.

• Het alkaanmethaan is klein en licht, het bestaat uit 4 atomen waterstof en één koolstofatoom, de molmassa is 16,043 g/mol. Methaan is gasvormig vanaf -162°C en stolt bij -182°C. Het is dus alleen vloeibaar in een temperatuurbereik van 20°.
• Heptaan verandert van vloeibare toestand in gasvormige toestand bij een temperatuur die vergelijkbaar is met die van water. Het molecuul heeft een molaire massa van 100,21 g/mol en is met 7 atomen koolstof en 16 atomen waterstof bijna enorm in vergelijking met een watermolecuul. Het vriespunt van heptaan is -91°C. Je ziet dat bij de alkaanketen het gebied waarin een stof vloeibaar is toeneemt met de lengte van de keten.
  instagram viewer
• Dodecaan met 12 atomen koolstof en 26 atomen waterstof heeft een molecuulmassa van 170,34 g/mol en een vriespunt van -10°C, wat heel dicht bij dat van water ligt.
• Water gedraagt ​​zich dus heel anders. De molaire massa van water is 18.01528 g/mol, het molecuul bestaat uit 2 atomen waterstof en één atoom zuurstof. Het molecuul is dus klein en licht. Toch verdampt het pas vanaf 100°C en stolt het bij 0°C.


Waarom hebben moleculaire verbindingen een lager kookpunt dan ionverbindingen? - Een toelichting

Om uit te leggen waarom moleculaire verbindingen een lager kookpunt hebben dan ...

Als je wilt begrijpen waarom water zich heel anders gedraagt, d.w.z. duidelijk onafhankelijk van de grootte en molaire massa is vloeibaar, u moet vertrouwd raken met de chemie van de stof overeenkomst. Water heeft een dipool, de alkanen niet.

Leg speciale kenmerken van water in de chemie uit

• Een stof is vast wanneer de moleculen rond vaste punten zwaaien maar niet vrij kunnen bewegen. Het wordt vloeibaar als de temperatuur stijgt, omdat de deeltjes dan heftiger gaan bewegen. De moleculen kunnen elkaar bewegen. De stoffen worden gasvormig wanneer de temperatuur de kinetische energie zo sterk verhoogt dat de deeltjes elke verbinding verliezen.
• Het is gemakkelijk te begrijpen dat hoe kleiner en lichter de deeltjes zijn, heel weinig energie nodig is om dit van de vaste naar de vloeibare toestand over te brengen of van vloeibaar naar gasvormig. Dit verklaart de getoonde relaties voor de alkanen.
• Water heeft een dipool omdat het twee positieve waterstofkernen in één heeft hoek van 104,45 °, het negatieve zuurstofion in het midden ertussen, d.w.z. aan de top van de hoek. Doordat positieve en negatieve ladingen elkaar aantrekken, ordenen de watermoleculen zich in een vast patroon, is er een grote bindingsenergie van de moleculen.
• Daarom wordt water vloeibaar bij temperaturen waarbij anders alleen aanzienlijk zwaardere stoffen vloeibaar zijn. Het smelt vanaf 0°C, d.w.z. het wordt vloeibaar in een temperatuurbereik zoals het veel zwaardere dodecaan, in dit bereik is methaan al lang een gas. Zelfs bij 100°C is het nog vloeibaar, bij deze temperatuur verdampt het vijf keer zwaardere hexaan. Zonder dipool zou water zich op dezelfde manier gedragen als methaan, d.w.z. vanaf -182°C zou het een gas zijn.

Zo kun je verklaren waarom water vloeibaar is.