Back to frontpage
Hét vraag- en antwoordplatform van Nederland

Welke vaste stoffen kunnen door enkel drukverhoging vloeibaar worden?

Water is een voorbeeld hiervan. Maar zijn er nog meer stoffen.

En kan het volgende ook?
Stel je neemt glas. Bij hogere druk breekt het in stukjes. Stel je verhoogd de druk opdie stukjes nogmaals etc etc. Kun je dan uiteindelijk ook weer vloeibaar of zelfs gasvormig 'glas' krijgen?

erotisi
2 jaar geleden
2.2K
crispy
2 jaar geleden
Dat kunnen dus alleen stoffen zijn die in vloeibare vorm een kleiner volume hebben dan in vaste vorm. Oftewel: een stof waarvan de vaste vorm drijft op de vloeibare vorm.
Bekendste voorbeeld is ijs dat drijft op water.
Cryofiel
2 jaar geleden
Hoe kom je erbij dat glas in stukjes breekt als het onder druk komt te staan?
LeonardN
2 jaar geleden
@Cryofiel
Pak een glas. Leg hem op zijn zijkant. Ga er met je voet op staan. Oefen steeds meer druk uit op die voet.
Pak de scherven, leg die onder een pers, voer de druk op. (ben je in de wat met luchtdruk?)
Cryofiel
2 jaar geleden
Onder drukverhoging wordt normaliter een algehele drukverhoging verstaan. Op de manier waarop vloeistioffen vast worden gemaakt door de druk te verhogen - dat gebeurt niet door erop te gaan staan. Ook heeft vraagsteller het over 'glas'. Niet over 'een glas'. Het materiaal dus, niet het voorwerp. Glas (materiaal of voorwerp maakt zelfs niet uit) onder druk zetten doe je door het in een drukcabine te zetten, en daarin de druk op te voeren. Gasdruk of vloeistofdruk kan allebei, is afhankelijk van het soort drukkamer.
LeonardN
2 jaar geleden
Als je een glas breekt. Dan heb je glasstukjes (glas dus). Als je die onder een pers legt verhoog je druk op dat materiaal. "Onder drukverhoging wordt normaliter een algehele drukverhoging verstaan"
Bedoel je dus luchtdruk? Wat moet iemand dan zeggen die druk veroorzaakt door ergens druk op te zetten via een pers? Persdruk?
LeonardN
2 jaar geleden
@erotisi Bedoel je luchtdruk, of wat ik er van maak?
erotisi
2 jaar geleden
Ik zat inderdaad aan jouw interpretatie te denken. Sla met een hamer op een stuk glas etc. Dit is dan geen algehele druk verhoging zoals cryofiel het bedoeld maar mss een soort puntdruk. Ik kan mij voorstellen dat je dmv alleen gas of vloeistof druk je van eev vaste stof als glas geen vloeistof van maakt. Maar ihgv ijs evenmin terwijl dat wel in vloeistof veranderd door enkel drukverhoging. Deze vraag is dus wel mijn subvraag en niet de hoofdvraag.
LeonardN
2 jaar geleden
Ik vraag me even hardop af waarom ijs in water verandert als je er "puntdruk" op uitoefent. Is dat niet omdat je er dan energie instopt, en dus warmte genereert, en is het veranderen van ijs naar water dan niet gewoon een kwestie van smelten wegens warmte?
Thecis
2 jaar geleden
Dit gaat over de fasediagrammen en de laatste fase die vast zou moeten zijn. Dit gaat dus over een algehele drukverdeling en niet een puntdruk.
Vergelijk het met een glas in de zee gooien (wel bij de Mariannatrog want die is lekker diep).
De vraag is of het glas dan op een gegeven moment disintegreert of dat er wat anders gebeurd. Het blijkt dat de kracht om glas te verpulveren ca 1000 N/mm2 is (met puntdak kom je daar heel snel op), maar onderaan de zee (uit mijn hoofd 1400 bar daar?) Is de druk slechts ca 100 N/mm2.
Dus we zouden hier moeten praten over een algehele drukverdeling, niet over een puntdruk.
LeonardN
2 jaar geleden
@Thecis
Waarom in de zee gooien en niet (ik roep wat) in het midden van de aarde*? Dan kom je neem ik aan toch ook al snel op een algehele druk die dit voor elkaar krijgt?
Maw is er geen voorbeeld te verzinnen voor "algehele drukverdeling" die boven de 1000 N/mm² uitkomt?
(Wat het antwoord voor igg glas dan een JA geeft en geen NEE, zoals jij nu voor lijkt te stellen.) "Dit gaat over de fasediagrammen en de laatste fase die vast zou moeten zijn."
Waar blijkt dat dan precies uit? Of refereer je (of erotisi) naar een eerdere vraag?
Thecis
2 jaar geleden
Het refereert naar een eerdere vraag ja. Je mag het wat mij betreft ook naar ergens in de aarde sturen. Grotere kans op minimale puntdruk, in water heb je dat niet
Daarbij ging het er niet om om te onderbouwen dat glas niet kapot gaat bij een hoge druk, maar dat het moeilijk is bij een algemene druk. Daarbij moest de temperatuur gelijk blijven. In de aardkorst heb je dat niet. Maar het voorbeeld met het glas komt van erotisi zelf. Ik dacht alleen aan een punt met extreem hoge druk, redelijk constante temperatuur en een algemene druk. Vandaarvdat ik zei "vergelijk het met...etc". Dus is er iets te verzinnen met een druk van ca 10x de druk zo diep onder water (wat overigens ongeveer 1070 bar is ipv 1400, ik zat te hoog) dus ruwweg 10.000 bar. Datsbis nog wel een opgave (ik vond het niet zo snel op google). Daarbij gaan fasediagrammen vaak helemaal niet zo hoog. Due gaan meestal (van wat ik gezien heb) tot een paar honderd bar.
erotisi
2 jaar geleden
Puntdruk lijkt mij overigens inderdaad geen juist middel. Immers het lijkt mij dat bij een theoretische kleine punt elk molecuul in tweeën te hakken is zodat er en vloeistof of gas ontstaat. Dat lijkt mij dan geen goed uitgangspunt om de intrinsieke eigenschap van een stof te ontdekken. Blijft inderdaad de algemene druk over....
Thecis
2 jaar geleden
Het uit elkaar vallen van een molecuul is niet hetzelfde als een faseovergang. Dat is echt iets compleet anders. Het kan wel zijn dat er daardoor een gas of vloeistof ontstaat, maar dan heb je een compleet andere stof.
Daarbij, het uit elkaar trekken geeft juist veel info over een stof.
erotisi
2 jaar geleden
Ik bedoel eigenlijk een splitsing in losse moleculen ipv van moleculen.
Thecis
2 jaar geleden
losse atomen bedoel je dan denk ik.
Als dat inderdaad zo is, dan noem je het ontleden (vanuit het molecuul overgaan in de elementen waaruit het opgebouwd is). Dat is ook wat anders dan het overgaan in een vloeistof of gas. Nogmaals, het kan zijn dat die elementen in die fase zitten, maar het is geen faseovergang.

Heb je meer informatie nodig om de vraag te beantwoorden? Reageer dan hier.

Antwoorden (1)

Het is een lastige vraag (ook voor mij). Maar ik het het volgende kunnen vinden (en door Google translate gehaald):

Normaal helt de vaste/vloeibare faselijn positief naar rechts (zoals in het onderstaande diagram voor kooldioxide). Voor andere stoffen, met name water, loopt de lijn echter naar links, zoals het diagram voor water laat zien. Dit geeft aan dat de vloeibare fase dichter is dan de vaste fase. Dit fenomeen wordt veroorzaakt door de kristalstructuur van de vaste fase. In de vaste vormen van water en sommige andere stoffen kristalliseren de moleculen in een rooster met een grotere gemiddelde ruimte tussen de moleculen, wat resulteert in een vaste stof met een lagere dichtheid dan de vloeistof. Door dit fenomeen kan men ijs smelten door simpelweg druk uit te oefenen en niet door warmte toe te voegen.
(zie link 1).

Het gaat dus om de groep vaste stoffen die een kristalstructuur vormen in de vaste fase en in de vloeibare fase die kristalstructuur verliezen. Water is daar inderdaad een voorbeeld van. Het artikel geeft geen verdere voorbeelden (watermengsels, vooral met kleine stoffen die alcoholgroepen hebben of alcohol en peptide groepen zullen dit gedrag ook vertonen, zo lang er maar een grote hoeveelheid water in zit).

Wat betreft het glas, zoals in de reacties weergegeven ben je op zoek naar een faseovergang, niet ontleding of desintegratie. Als je de druk verhoogt (glas kan dus zeer hoge drukken weerstaan, tot wel ca 10.000 bar), gaat het eigenlijk al voorbij aan de "normale" omstandigheden.
Om een idee te geven wat voor druk dat is, moet je maar hier eens opzoeken wat 10.000 bar doet:
https://en.wikipedia.org/wiki/Orders_of_magnitude_(pressure)
hint, het is ca 1 GPa. De meeste fasediagrammen gaan niet eens zo ver. Dus in het voorbeeld van glas is het zeer moeilijk te voorspellen wat er gaat gebeuren. Glas is in feite wel een kristalstructuur. Maar amorf. Quartz is wel echt kristallein, maar het fase diagram is nog steeds redelijk normaal (maar je ziet al wel meerdere vaste fases hierin). (zie link 2)

Kortom, stoffen die het gevraagde gedrag tonen, moeten een zeer hoge orderlijke mate van kristalvorming hebben in de vaste fase en gewoon vloeibaar gedrag tonen in de vloeibare fase (zoals water).
(Lees meer...)
Bronnen:
Thecis
2 jaar geleden
erotisi
2 jaar geleden
Kan ik je antwoord zo samenvatten dat tot nu toe alleen water vloeibaar kan worden maar dat onder extreem hoge druk er mogelijk nog meer vaste stoffen deze eigenschap kunnen hebben bijv quartz.
Thecis
2 jaar geleden
Nee, de samenvatting staat in feite in de tweede alinea in het begin:
"Voor andere stoffen, met name water, loopt de lijn echter naar links, zoals het diagram voor water laat zien. Dit geeft aan dat de vloeibare fase dichter is dan de vaste fase. "
Een groep van stoffen voldoet hieraan. Water is het meest bekende voorbeeld. Maar er zijn dus ook andere stoffen alleen kan ik ze niet bij naam noemen. Dat is wezenlijk anders dan zeggen "tot nu toe alleen water vloeibaar kan worden".
Quartz bijvoorbeeld heeft dit niet (kijk eens goed naar het fasediagram!). Daarvoor is de kristalleine structuur nog te compact. Ik denk dat met name stoffen die H-bruggen kunnen vormen dit hebben. En water heeft die H-bruggen in vaste vorm extreem veel waardoor de dichtheid ineens afneemt als het een kristalstructuur vormt. Het gaat dus echt om de groep vaste stoffen die een kristalstructuur vormen in de vaste fase en in de vloeibare fase die kristalstructuur verliezen (en de dichtheid toeneemt).

Weet jij het beter..?

Het is niet mogelijk om je eigen vraag te beantwoorden Je mag slechts 1 keer antwoord geven op een vraag Je hebt vandaag al antwoorden gegeven. Morgen mag je opnieuw maximaal antwoorden geven.

0 / 5000
Gekozen afbeelding
+