IJs neemt meer volume in; waarom?

IJS

Hallo,

Ik heb een vraagje over ijs. Dat ijs 9% procent meer volume inneemt dat weet ik. Maar hoe komt het dat het 9% procent meer volume inneemt? Ik heb namelijk een weddenschap. Ik zei dat ijs alleen maar uitzet als er licht bijkomt. Maar als je echt zuiver water in gaat vriezen dat het dan niet uitzet.

Wie kan mij helpen met mijn weddenschap?

Alvast bedankt,

Jan van de Velde

you lose

IJS

Maar kan iemand mij ook precies uitleggen waarom het uitzet.

Jan van de Velde

Die watermoleculen in gewoon ijs (je kunt ook nog andere vormen maken, maar die komen in de natuur vrijwel niet voor) moeten in een zeshoekig kristalrooster passen. Tussen watermoleculen, en meer specifiek tussen het O-atoom van het ene molcuul en de H-atomen van buurmoleculen, bestaan waterstofbruggen, die ook de verklaring zijn voor de cohesie tussen watermoleculen. Die zijn er ook de reden voor dat water van die mooie druppels vormt. Die waterstofbruggen vallen gemiddeld in een energetisch optimale toestand als ze hiervoor een beetje worden "opgerekt" vergeleken met de toestand in vloeibaar water, waardoor dat zehoekig rooster gevormd kan worden. Gevolg: de moleculen gaan iets verder uit elkaar.

Je kunt ook ijs maken dat een grotere dichtheid heeft dan water. Geen idee hoe dat precies werkt, maar dat zal wel iets met druk tijdens de vorming te maken hebben of zo, waardoor een ander kristalrooster dan die hexagon nét gunstiger is, en die waterstofbruggen anders ingepast worden.

Ja, water, een bijzonder goedje.

Oh ja, licht heeft geen aanwijsbare invloed op de dichtheid van ijs. Dat had je zelf ook kunnen bedenken

, want ijsblokjes uit de vrieskast (en die is pikkedonker) drijven net zo goed als natuurijs......

leen

bij ongeveer 4 °C is de dichtheid van water het grootst . dus bij bij deze temperatuur neemt een bepaalde massa aan water het kleinste volume in. Dat heeft te maken met de structuur.

water is een polaire molecule. zuurstof is meer elektronegatief dan waterstof en trekt de bindingselektronen meer naar zich toe.

bij H2O is de lading van de O- en de H-atomen voldoende sterk, opdat de moleculen zich hierdoor onderling zouden aantrekken. Zo ontstaan er ketens van watermoleculen. De H-atomen die de verbinding brug vormen tussen twee watermoleculen noemt men waterstofbruggen.

Ijs heeft een zeshoekige structuur. Zes watermoleculen vormen eigenlijk een ring Iedere watermolecule maakt deel uit van meerdere ringen, waardoor je een regelmatige ruimtelijke structuur bekomt (op atomair vlak). die waterstofbruggen kan je bekijken als gangen tussen de watermoleculen.

Bij het smelten verdwijnen deze gangen en komen de waterdeeltjes dichter bij elkaar en wordt de dichtheid dus groter. Vanaf nul graden begint deze kristalstructuur te breken en verdwijnt volledig bij ongeveer 4 °C. Bij deze temperatuur zitten de waterdeeltjes het dichtst bij elkaar en wordt de dichtheid maximaal.

Hier een illustratie van de uitleg die ik reeds gaf

waterstofbruggen

IJS

Jan van de Velde schreef:Die watermoleculen in gewoon ijs (je kunt ook nog andere vormen maken, maar die komen in de natuur vrijwel niet voor) moeten in een zeshoekig kristalrooster passen. Tussen watermoleculen, en meer specifiek tussen het O-atoom van het ene molcuul en de H-atomen van buurmoleculen, bestaan waterstofbruggen, die ook de verklaring zijn voor de cohesie tussen watermoleculen. Die zijn er ook de reden voor dat water van die mooie druppels vormt. Die waterstofbruggen vallen gemiddeld in een energetisch optimale toestand als ze hiervoor een beetje worden "opgerekt" vergeleken met de toestand in vloeibaar water, waardoor dat zehoekig rooster gevormd kan worden. Gevolg: de moleculen gaan iets verder uit elkaar.

Je kunt ook ijs maken dat een grotere dichtheid heeft dan water. Geen idee hoe dat precies werkt, maar dat zal wel iets met druk tijdens de vorming te maken hebben of zo, waardoor een ander kristalrooster dan die hexagon nét gunstiger is, en die waterstofbruggen anders ingepast worden.

Ja, water, een bijzonder goedje.

Oh ja, licht heeft geen aanwijsbare invloed op de dichtheid van ijs. Dat had je zelf ook kunnen bedenken , want ijsblokjes uit de vrieskast (en die is pikkedonker) drijven net zo goed als natuurijs......

Oke bedankt allebei, ik bedoelde ook geen licht dat zal wel erg dom zijn. Maar ik bedoelde lucht. Misschien is dat nog dommer, maar dat bedoelde ik.

Jan van de Velde

Oke bedankt allebei, ik bedoelde ook geen licht dat zal wel erg dom zijn. Maar ik bedoelde lucht. Misschien is dat nog dommer, maar dat bedoelde ik.

Niemand die het over dom, laat staan dommer, heeft. Er gebeuren wel schijnbaar gekkere dingen in de natuur.

Lucht. In water opgeloste luchtmoleculen passen niet lekker in dat rooster, en zullen steeds uit dat zich vormende rooster worden geduwd. Op den duur wordt de oplosbaarheid van het gas in water overschreden en krijg je luchtbelletjes op de ijs-watergrens. Die kunnen ingesloten raken en dat doet het volume van je ijsblokje in principe dus een beetje toenemen, maar dan praat je nog steeds maar over maximaal ca 30 mL opgelost gas in een liter water, dus ook maximaal ca 3% gasbelletjes in het volume van je ijsblok. Die 3% zijn overigens geen onderdeel van de 9% volumetoename die zo vaak gehanteerd wordt, maar komt er nog eens bovenop. Dat heeft dus wel invloed op de dichtheid van je ijsblok (een voorwerp) maar niet op de dichtheid van je ijs (een stof).

klazon

water is een polaire molecule.

Ik zat me af te vragen, zijn er meer alledaagse stofjes die deze eigenschap hebben? Of is water een uniek spul?

stoker

vraag je nu of water de enige polaire stof is?

Anders; voor zover ik weet is water de enige molecule die uitzet bij bevriezen.

Keith

Yep, water is effectief de enige die uitzet bij vriezen...

Meer interessant nog : het is eigenlijk totaal onregelmatig dat water bij 100° kookt, ook al om die waterstofbruggen. Als men de kookpunten van gelijkaardige elementen bekijkt, zou water VEEL eerder al aan de kook moeten zijn, maar voor H20 in een gas overgaat, moeten die waterstofbruggetjes kapot...Wat veel energie kost, vandaar hogere temperatuur

Jan van de Velde

Ik zat me af te vragen, zijn er meer alledaagse stofjes die deze eigenschap hebben? Of is water een uniek spul?

Yep, water is effectief de enige die uitzet bij vriezen...

Dat klinkt een beetje té zeker, en is ook niet correct. Er zijn nog een paar stoffen met die eigenschap. Wat niet wegneemt dat water een bijzonder goedje is en blijft.

http://en.wikipedia.org/wiki/Water_(molecule)

Water, gallium, bismuth, antimony and silicon are some of the few materials which expand when they freeze; most other materials contract.

Keith

Weet je toevallig ook hoeveel die andere uitzetten? (in Volume-eenheden)?

Jan van de Velde

Weet je toevallig ook hoeveel die andere uitzetten? (in Volume-eenheden)?

Geen idee. Lijkt me ook geen alledaagse wetenschap die zó van internet is te plukken, als ik ga googlen vind ik vrijwel alleen journal-sites en andere betaalhoekjes.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

IJs neemt meer volume in; waarom?

IJs neemt meer volume in; waarom?

Re: IJs neemt meer volume in; waarom?

Re: IJs neemt meer volume in; waarom?

Re: IJs neemt meer volume in; waarom?

Re: IJs neemt meer volume in; waarom?

Re: IJs neemt meer volume in; waarom?

Re: IJs neemt meer volume in; waarom?

Re: IJs neemt meer volume in; waarom?

Re: IJs neemt meer volume in; waarom?

Re: IJs neemt meer volume in; waarom?

Re: IJs neemt meer volume in; waarom?

Re: IJs neemt meer volume in; waarom?

Re: IJs neemt meer volume in; waarom?