VLOEIBARE TOESTAND: KENMERKEN, VOORBEELDEN - CHEMIE - 2025

De vloeibare toestand is een van de belangrijkste fysieke toestanden die materie aanneemt en die wordt overvloedig waargenomen in de hydrosfeer van de aarde, maar niet met betrekking tot de kosmos en zijn gloeiende of ijzige temperaturen. Het wordt gekenmerkt door stromend en compacter dan gassen. Zeeën, rivieren, meren en oceanen stromen bijvoorbeeld en zijn in vloeibare toestand.

De vloeistof is de "brug" tussen de vaste en gasvormige toestanden voor een bepaalde stof of verbinding; Een brug die klein of extreem breed kan zijn, die laat zien hoe stabiel de vloeistof is ten opzichte van het gas of de vaste stof, en de mate van de cohesiekrachten tussen de samenstellende atomen of moleculen.

Watervallen en rivieren zijn een duidelijk voorbeeld van het vermogen van water om te stromen. Bron: florianpics04 via Pixabay.

Dan wordt onder vloeistof verstaan ​​al dat materiaal, natuurlijk of kunstmatig, dat vrij kan stromen in het voordeel of tegen de zwaartekracht in. In de watervallen en rivieren kan de stroming van zoetwaterstromingen worden gewaardeerd, evenals in de zee de verplaatsing van hun schuimende ruggen en het breken ervan op de kusten.

Water is de aardse vloeistof bij uitstek, en chemisch gezien de meest uitzonderlijke van allemaal. Als de vereiste fysische omstandigheden echter zijn vastgesteld, kan elk element of gedefinieerde verbinding naar de vloeibare toestand gaan; bijvoorbeeld zouten en vloeibare gassen, of een vuurvaste mal gevuld met gesmolten goud.

Kenmerken van de vloeibare toestand

Ze hebben geen duidelijke vorm

In tegenstelling tot vaste stoffen hebben vloeistoffen een oppervlak of houder nodig om variabele vormen te krijgen.

Dus als gevolg van onregelmatigheden in het terrein, "meanderen" rivieren, of als een vloeistof op de grond wordt gemorst, verspreidt het zich als het oppervlak nat wordt. Evenzo, door containers of containers van elke geometrie of ontwerp tot verzadiging te vullen, nemen de vloeistoffen hun vormen aan en bezetten ze hun volledige volume.

Ze hebben een dynamisch oppervlak

Vaste stoffen nemen ook oppervlakken aan, maar ze zijn vrijwel (aangezien ze kunnen eroderen of corroderen) onafhankelijk van hun omgeving of de container waarin ze worden opgeslagen. In plaats daarvan past het oppervlak van de vloeistoffen zich altijd aan de breedte van de container aan, en het gebied kan oscilleren als het wordt geschud of aangeraakt.

De oppervlakken van vloeistoffen zijn dynamisch, ze bewegen constant, zelfs als ze niet met het blote oog kunnen worden gezien. Als een steen in een ogenschijnlijk kalme vijver wordt gegooid, zal het verschijnen van concentrische golven worden waargenomen die zich verplaatsen vanaf het punt waar de steen viel, naar de randen van de vijver.

Ze zijn onbegrijpelijk

Hoewel er uitzonderingen zijn, zijn de meeste vloeistoffen onbegrijpelijk. Dit betekent dat er enorme druk nodig is om hun volumes aanzienlijk te verminderen.

Ze zijn moleculair dynamisch

Atomen of moleculen hebben bewegingsvrijheid in vloeistoffen, dus hun intermoleculaire interacties zijn niet sterk genoeg om ze vast te houden in de ruimte. Dit dynamische karakter stelt hen in staat om te interageren, al dan niet de gassen op te lossen die met hun oppervlakken botsen.

Ze vertonen oppervlaktespanning

De deeltjes van de vloeistof staan ​​in grotere mate met elkaar in wisselwerking dan met de deeltjes van het gas die op het oppervlak ervan zweven. Bijgevolg ervaren de deeltjes die het oppervlak van de vloeistof bepalen een kracht die ze naar de bodem trekt, wat een vergroting van hun oppervlak tegenwerkt.

Dat is de reden waarom vloeistoffen die worden gemorst op een oppervlak dat ze niet kunnen bevochtigen, worden gerangschikt als druppels, waarvan de vorm tracht hun oppervlakte en dus oppervlaktespanning te minimaliseren.

Ze zijn macroscopisch homogeen maar kunnen moleculair heterogeen zijn

De vloeistoffen zien er met het blote oog homogeen uit, tenzij het om emulsies, suspensies of een mengsel van niet-mengbare vloeistoffen gaat. Als gallium bijvoorbeeld smelt, hebben we overal waar we naar kijken een zilveren vloeistof. Moleculaire verschijningen kunnen echter bedrieglijk zijn.

De deeltjes van de vloeistof bewegen vrijelijk en zijn niet in staat een structureel patroon op lange termijn vast te stellen. Een dergelijke willekeurige en dynamische opstelling kan als homogeen worden beschouwd, maar afhankelijk van het molecuul kan de vloeistof gebieden met hoge of lage dichtheid herbergen, die heterogeen verdeeld zouden zijn; zelfs als deze regio's bewegen.

Vries of verdamp

Vloeistoffen kunnen gewoonlijk twee faseveranderingen ondergaan: vast (bevriezend) of gasvormig (verdamping). De temperaturen waarbij deze fysieke veranderingen plaatsvinden, worden respectievelijk smelt- of kookpunten genoemd.

Terwijl de deeltjes bevriezen, verliezen ze energie en raken ze gefixeerd in de ruimte, nu georiënteerd door hun intermoleculaire interacties. Als een dergelijke resulterende structuur periodiek en geordend is, wordt gezegd dat deze is gekristalliseerd in plaats van bevroren (zoals bij ijs).

Het invriezen wordt versneld afhankelijk van de snelheid waarmee de kristallisatiekernen worden gevormd; dat wil zeggen, kleine kristallen die robuust zullen worden.

Ondertussen wordt bij verdamping alle orde verbroken: de deeltjes krijgen energie door warmte en ontsnappen naar de gasfase, waar ze met meer vrijheid reizen. Deze faseverandering wordt versneld als de groei van bellen in de vloeistof wordt bevorderd, die de externe druk overwinnen en die van de vloeistof zelf.

Voorbeelden van vloeistoffen

Water

Op planeet Aarde vinden we in grote hoeveelheden de vreemdste en meest verrassende vloeistof van allemaal: water. Zo erg zelfs dat het vormt wat bekend staat als de hydrosfeer. De oceanen, zeeën, meren, rivieren en watervallen zijn voorbeelden van vloeistoffen op hun best.

Lava

Een andere bekende vloeistof is lava, gloeiend roodgloeiend, die de eigenschap heeft om door vulkanen naar beneden te stromen en naar beneden te rennen.

Petroleum

Evenzo kunnen we olie noemen, een complex, zwart, olieachtig vloeibaar mengsel dat voornamelijk uit koolwaterstoffen bestaat; en de nectar van de bloemen, zoals de honing van de bijenkorven.

In de keuken

Oliën

Bij het koken zijn vloeistoffen aanwezig. Onder hen hebben we: azijn, wijnen, worcestersaus, olie, eiwit, melk, bier, koffie, onder anderen. En als je in het donker kookt, geldt ook gesmolten kaarsvet als een vloeistofvoorbeeld.

In laboratoria

Alle oplosmiddelen die in laboratoria worden gebruikt, zijn voorbeelden van vloeistoffen: onder andere alcoholen, ammoniak, paraffines, tolueen, benzine, titaantetrachloride, chloroform, koolstofdisulfide.

Gassen zoals waterstof, helium, stikstof, argon, zuurstof, chloor, neon, enz. Kunnen worden gecondenseerd in hun respectievelijke vloeistoffen, die worden gekenmerkt doordat ze worden gebruikt voor cryogene doeleinden.

Evenzo is er kwik en broom, de enige vloeibare elementen onder normale omstandigheden, en metalen met een laag smeltpunt zoals gallium, cesium en rubidium.

Referenties

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie (8e ed.). CENGAGE Leren.
2. Serway & Jewett. (2009). Fysica: voor wetenschap en techniek met moderne fysica. Deel 2. (zevende editie). Cengage leren.
3. Wikipedia. (2019). Vloeistof. Hersteld van: en.wikipedia.org
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (20 juli 2019). Vloeibare definitie in de chemie. Hersteld van: thoughtco.com
5. Belford Robert. (05 juni 2019). Eigenschappen van vloeistoffen. Chemie LibreTexts. Hersteld van: chem.libretexts.org