Table of contents

1 Vast, vloeibaar en gasvormig 1.1 Verschillen tussen vast, vloeibaar, en gasvormig 2 Uitzonderingen 3 Meerdere vaste fasen 4 Verschillende vloeistoffasen

Vast, vloeibaar en gasvormig

Veel zuivere chemische stoffen kunnen voorkomen in drie aggregatietoestanden: bij een lage temperatuur als vaste stof, bij een hogere temperatuur als vloeistof en bij een nog hogere temperatuur als gas. Dit gebeurt zonder dat de chemische bindingen in de moleculen van de stof worden veranderd. Bijvoorbeeld de vloeistof water, kan bij lagere temperatuur overgaan in ijs, en bij hogere temperatuur in waterdamp, onder bepaalde omstandigheden stoom genaamd. De overgang van vast naar vloeibaar, en de overgang van vloeibaar naar gas kosten energie: de smeltwarmte en de verdampingswarmte die per stof voor die stof karakteristieke constanten zijn.

De overgang van de vaste stof in een vloeistof noemt men 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.

Het is voor sommige stoffen onder bepaalde condities mogelijk om de vloeistoffase over te slaan. Voor de overgang tussen vast en gas spreekt men van sublimeren, bij overgang van van gas direct naar vaste stof spreekt men eveneens wel van sublimeren of van verrijpen.

Verschillen tussen vast, vloeibaar, en gasvormig

Een vaste stof wordt gekenmerkt door bindingen tussen de moleculen van de stof die heel lang blijven bestaan, ze zitten strak aan elkaar geplakt. Moleculen bewegen niet door de stof heen en weer; daardoor is de stof vast. De moleculen liggen vaak zij-aan-zij heel dicht op elkaar.

In een vloeistof bestaan ook sterke aantrekkende krachten tussen de moleculen, maar de moleculen zitten niet erg lang aan elkaar vast. Er vinden voortdurend verschuivingen plaats. Moleculen bewegen door elkaar heen, maar trekken wel voortdurend aan elkaar. De stof vloeit, maar er is niet veel lege ruimte tussen de moleculen.

In een gas zijn de aantrekkende krachten te klein om de snel bewegende moleculen aan elkaar te plakken. Het grootste deel van de tijd bewegen de moleculen van een gas vrijwel zonder last te hebben van andere moleculen. Er is lege ruimte om de moleculen.

De faseovergangen tussen de drie genoemde fasen vinden plaats omdat de krachten tussen de moleculen boven een zekere temperatuur niet meer groot genoeg zijn om de moleculen op hun plaats te houden. Het is dus niet zo dat bij hogere temperaturen de krachten tussen de moleculen kleiner worden.

Uitzonderingen

Sommige stoffen kunnen niet gasvormig, vloeibaar of vast worden.

">

-->

De verschillen tussen zulke fasen kunnen verschrikkelijk groot zijn: zo zijn diamant en grafiet twee verschillende vaste fasen van koolstof, maar die twee verschillen in veel eigenschappen als dag en nacht.

Voor geneesmiddelen die in vaste vorm worden toegediend is het van groot belang om alle mogelijke vaste fasen te verkennen alvorens het product op de markt te brengen. Een onbekende fase of polymorf kan anders later de werking van het medicijn op gevaarlijke manieren veranderen.

Verschillende vloeistoffasen

Sommige verbindingen kennen verschillende vloeistoffasen. De normale vloeistoffase die bijna alle verbindingen kennen wordt de isotrope vloeistoffase genoemd, dat wil zeggen dat er geen richting in kan worden herkend. Naast de isotrope vloeistoffase bestaan er ook anisotrope vloeistoffasen, ook wel vloeibaar kristallijne fasen genoemd. In zo'n fase is er een zekere mate van richting en ordening; de moleculen kunnen bijvoorbeeld allemaal ongeveer dezelfde kant op wijzen, of in kolommen samenpakken.