everything maths and science - C2B2A
everything maths and science - C2B2A everything maths and science - C2B2A
Watermolekule word bymekaar gehou deur waterstofbindings. Waterstofbindings is ‘n baie sterker tipe intermolekulêre krag as die kragte wat in vele ander stowwe aangetref word en dit beïnvloed die eienskappe van water. intermolekulêre kragte kovalente bindings Figuur 4.8: Intermolekulêre en kovalente bindings (interatomiese kragte) in water. Let daarop dat die diagram aan die linkerkant slegs die intermolekulêre kragte toon. Die kovalente bindings (interatomiese kragte) kom voor tussen die onderskeie atome van die watermolekuul. Die unieke eienskappe van water ESE3T Ons gaan nou kyk na ‘n paar eienskappe van water. 1. Spesifieke warmte DEFINISIE: Spesifieke warmte Spesifieke warmte is die hoeveelheid warmte-energie wat nodig is om ‘n eenheidsmassa van ‘n stof se temperatuur met een graad te verhoog. Water het ‘n hoë spesifieke warmte, wat beteken dat die water baie energie benodig voor sy temperatuur sal verander. Jy het waarskynlik al die verskynsel gesien as jy water in ‘n pot op die stoof kook. Die metaal van die kastrol verhit baie vinnig en jy kan jou vingers brand indien jy daaraan raak, terwyl die water in die kastrol ‘n tydjie neem voordat die temperatuur selfs effens begin toeneem. Hoe kan ons die verskynsel in terme van die waterstofbinding verklaar? Onthou dat die verhoging van die temperatuur van ‘n stof beteken dat die deeltjies al vinniger sal beweeg. Voor die deeltjies egter vinniger kan beweeg moet die intermolekulêre kragte tussen die deeltjies eers ontwrig word. In die geval van water is hierdie kragte sterk waterstofbindings en is daar ‘n groot hoeveelheid energie nodig om die bindings te breek voordat die deeltjies uitmekaar kan beweeg. 2. Absorbsie van infrarooistraling Water is in staat om infrarooistraling (warmte van die son) te absorbeer. As gevolg van die verskynsel tree oseane en ander groot wateroppervlakke op om warmte te berg, en kan dit optree om ’n gematigde klimaat vir die aarde te onderhou. 3. Smeltpunt en kookpunt Die smeltpunt van water is 0 ◦ C en die kookpunt van water is 100 ◦ C (by standaarddruk of 0,987 atm). Hierdie groot verskil tussen die smelt- en kookpunt is baie belangrik aangesien dit beteken dat water as vloeistof kan bestaan oor ‘n wye temperatuurgebied. (Hierdie temperatuurgebied is slegs groot in die wêreld om ons, want as ons na die ruimte en die heelal kyk is die temperatuurgebied in ‘n baie nou band.) H Hoofstuk 4. Intermolekulêre kragte H O H O H O H H FEIT Dit is die hoë spesifieke warmte van water en die vermoë om infrarooistraling te absorbeer wat toelaat dat water die aarde se klimaat kan help reguleer. Dorpe naby aan die see ondervind gewoonlik minder uiterste temperature as binnelandse dorpe as gevolg van die oseane se vermoë om warmte te absorbeer. FEIT Wanneer die kookpunt van water gemeet word by seevlak (bv dorpe of stede soos Kaapstad en Durban), is dit dikwels baie naby aan 100 ◦ C aangesien die atmosferiese druk op dié plekke amper dieselfde as die standaarddruk is. Indien jy die kookpunt van water in ‘n dorp by ‘n hoër hoogte meet (bv Johannesburg of Pretoria) sal dit ‘n effens laer kookpunt hê. 189
FEIT Antarktika, die “bevrore kontinent” het een van die wêreld se grootste en diepste varswatermere. Hierdie meer is weggesteek onder 4 km ys. Die Vostokmeer is 200 km lank en 50 km wyd. Die dik ys gletserkombers tree op as isolasie wat verhoed dat die water vries. In Graad 10 het jy die verhittings- en afkoelingskromme van water bestudeer. Hierdie kromme word hieronder gegee. Temperatuur ( ◦ C) smelting Tyd (min) kook Temperatuur ( ◦ C) kondensasie Tyd (min) vriesing Verhittingskromme Afkoelingskromme Figuur 4.9: Verhittings- en afkoelingskrommes vir water 4. Hoë verdampingswarmte DEFINISIE: Verdampingswarmte Verdampingswarmte is die energie wat nodig is om ‘n gegewe hoeveelheid van ‘n stof in ‘n gas om te skakel. Die sterkte van die waterstofbindings tussen watermolekule beteken ook dat water ‘n hoë verdampingswarmte het. Verdampingswarmte is die warmte-energie wat nodig is om water van ‘n vloeistof na gas om te skakel. As gevolg van die sterk kragte tussen watermolekule moet water verhit word tot 100 ◦ C voordat dit van fase verander. By hierdie temperatuur het die molekule genoeg energie om die intermolekulêre kragte wat die molekule bymekaar hou te breek. Die verdampingswarmte van water is 40,65 kJ·mol −1 Dit is baie belangrik vir lewe op aarde dat water ‘n hoë verdampingsenergie het. Kan jy jouself voorstel watter probleem dit sal wees indien water se verdampingsenergie baie laer sou wees? Al die water wat in die selle van ons liggaam voorkom sal verdamp en die meeste van die water op aarde sou nie langer as vloeistof bestaan nie. 5. Minder dig vaste fase Nog ‘n ongewone eienskap van water is dat die vaste fase (ys) minder dig is as die vloeistoffase. Jy kan dit waarneem indien jy ys in ‘n glas water plaas. Die ys sink nie na die bodem van die glas nie, maar dryf op die oppervlakte van die vloeistof. Hierdie verskynsel is ook verwant aan die waterstofbindings tussen die watermolekule. Terwyl ander stowwe saamtrek as dit vries, sit water uit. Die vermoë van ys om te dryf as dit vries is ‘n baie belangrike faktor in die omgewing. Indien ys sou sink sal alle mere, damme en later ook oseane vries indien die temperatuur onder vriespunt daal, en daardeur lewe op aarde onmoontlik maak. Gedurende die somer sal slegs die boonste paar meter van die oseaan smelt. Wanneer ‘n groot diep watermassa egter afkoel isoleer die drywende ys die vloeibare water daaronder en verhoed die water om te vries, en laat daardeur lewe in die water onder die ys toe om voort te bestaan. Dit behoort nou duidelik te wees dat water ‘n wonderlike verbinding is, en dat sonder water se unieke eienskappe lewe op Aarde nie moontlik sou wees nie. 190 4.2. Die chemie van water
- Page 153 and 154: 3 Atomiese kombinasies Ons bly in
- Page 155 and 156: Hierdie drie kragte werk gelyktydig
- Page 157 and 158: WENK ’n Lewis diagram gebruik kol
- Page 159 and 160: Die kruisies en kolletjies tussen d
- Page 161 and 162: WENK ‘n Alleenpaar kan gebruik wo
- Page 163 and 164: Oefening 3 - 4: Stel die volgende m
- Page 165 and 166: 5. Voltooi die volgende tabel: Verb
- Page 167 and 168: Figuur 3.8: Die algemene molekulêr
- Page 169 and 170: WENK Ons kan ook die vorm van ‘n
- Page 171 and 172: FEIT Die konsep van elektronegatiwi
- Page 173 and 174: WENK Om vas te stel of ’n molekul
- Page 175 and 176: Stap 4: Stel die polariteit van die
- Page 177 and 178: DEFINISIE: Bindingslengte Die afsta
- Page 179 and 180: c) ’n Maatstaf van ’n atoom se
- Page 182 and 183: Intermolekulêre kragte HOOFSTUK 4
- Page 184 and 185: Figuur 4.1: ’n Ander voorstelling
- Page 186 and 187: Hierdie kragte word aangetref in he
- Page 188 and 189: Onthou dat kovalente bindings ’n
- Page 190 and 191: O H H O H H O H H O H H O H H O H H
- Page 192 and 193: Metode: 1. Plaas ongeveer 50 ml van
- Page 194 and 195: Bespreking en gevolgtrekking: Stof
- Page 196 and 197: 3. Neem waar hoe hoog die water in
- Page 198 and 199: Aktiwiteit: Masjien- en motorolies
- Page 200 and 201: OPLOSSING Stap 1: Skryf neer wat jy
- Page 204 and 205: Uitgewerkte voorbeeld 4: Eienskappe
- Page 206 and 207: 2. Watter eienskappe van water laat
- Page 208 and 209: Hidried Smeltpunt ( ◦C) HI −34
- Page 210 and 211: Geometriese Optika HOOFSTUK 5 5.1 O
- Page 212 and 213: lig versprei. Ligstrale is nie ’n
- Page 214 and 215: Weerkaatsing ESE42 As jy in ’n sp
- Page 216 and 217: invalstraal 60 ◦ 60 ◦ weerkaats
- Page 218 and 219: 11. ’n Ligstraal (byvoorbeeld van
- Page 220 and 221: van lig verander wanneer dit in die
- Page 222 and 223: Ons word die brekingsindeks n van g
- Page 224 and 225: invallende straal normaal θ1 water
- Page 226 and 227: Informele eksperiment: Ligvoortplan
- Page 228 and 229: Teken die gebreekte straal as: a) m
- Page 230 and 231: straalkissie glasblok A4 papier 3.
- Page 232 and 233: 5. Die doel van hierdie eksperiment
- Page 234 and 235: die wiele deur die lang gras te sto
- Page 236 and 237: Uitgewerkte voorbeeld 4: Gebruik Sn
- Page 238 and 239: Invalshoek Brekingshoek 0,0 ◦ 0,0
- Page 240 and 241: Elke media paar het hul eie unieke
- Page 242 and 243: Stap 3: Skryf die finale antwoord n
- Page 244 and 245: innekern omhulsel Figuur 5.17: Die
- Page 246 and 247: 5.8 Opsomming ESE4C Sien aanbieding
- Page 248: 5. Lig beweeg vanaf glas (n = 1,5)
- Page 251 and 252: 6 Twee- en driedimensionele golffro
FEIT<br />
Antarktika, die “bevrore<br />
kontinent” het een van<br />
die wêreld se grootste en<br />
diepste varswatermere.<br />
Hierdie meer is<br />
weggesteek onder 4 km<br />
ys. Die Vostokmeer is<br />
200 km lank en 50 km<br />
wyd. Die dik ys<br />
gletserkombers tree op as<br />
isolasie wat verhoed dat<br />
die water vries.<br />
In Graad 10 het jy die verhittings- en afkoelingskromme van water bestudeer.<br />
Hierdie kromme word hieronder gegee.<br />
Temperatuur ( ◦ C)<br />
smelting<br />
Tyd (min)<br />
kook<br />
Temperatuur ( ◦ C)<br />
kondensasie<br />
Tyd (min)<br />
vriesing<br />
Verhittingskromme Afkoelingskromme<br />
Figuur 4.9: Verhittings- en afkoelingskrommes vir water<br />
4. Hoë verdampingswarmte<br />
DEFINISIE: Verdampingswarmte<br />
Verdampingswarmte is die energie wat nodig is om ‘n gegewe hoeveelheid van ‘n stof<br />
in ‘n gas om te skakel.<br />
Die sterkte van die waterstofbindings tussen watermolekule beteken ook dat water<br />
‘n hoë verdampingswarmte het. Verdampingswarmte is die warmte-energie<br />
wat nodig is om water van ‘n vloeistof na gas om te skakel. As gevolg van die<br />
sterk kragte tussen watermolekule moet water verhit word tot 100 ◦ C voordat<br />
dit van fase ver<strong>and</strong>er. By hierdie temperatuur het die molekule genoeg energie<br />
om die intermolekulêre kragte wat die molekule bymekaar hou te breek. Die<br />
verdampingswarmte van water is 40,65 kJ·mol −1<br />
Dit is baie belangrik vir lewe op aarde dat water ‘n hoë verdampingsenergie het.<br />
Kan jy jouself voorstel watter probleem dit sal wees indien water se verdampingsenergie<br />
baie laer sou wees? Al die water wat in die selle van ons liggaam<br />
voorkom sal verdamp en die meeste van die water op aarde sou nie langer as<br />
vloeistof bestaan nie.<br />
5. Minder dig vaste fase<br />
Nog ‘n ongewone eienskap van water is dat die vaste fase (ys) minder dig is<br />
as die vloeistoffase. Jy kan dit waarneem indien jy ys in ‘n glas water plaas.<br />
Die ys sink nie na die bodem van die glas nie, maar dryf op die oppervlakte<br />
van die vloeistof. Hierdie verskynsel is ook verwant aan die waterstofbindings<br />
tussen die watermolekule. Terwyl <strong>and</strong>er stowwe saamtrek as dit vries, sit water<br />
uit. Die vermoë van ys om te dryf as dit vries is ‘n baie belangrike faktor in<br />
die omgewing. Indien ys sou sink sal alle mere, damme en later ook oseane<br />
vries indien die temperatuur onder vriespunt daal, en daardeur lewe op aarde<br />
onmoontlik maak. Gedurende die somer sal slegs die boonste paar meter van<br />
die oseaan smelt. Wanneer ‘n groot diep watermassa egter afkoel isoleer die<br />
drywende ys die vloeibare water daaronder en verhoed die water om te vries, en<br />
laat daardeur lewe in die water onder die ys toe om voort te bestaan.<br />
Dit behoort nou duidelik te wees dat water ‘n wonderlike verbinding is, en dat sonder<br />
water se unieke eienskappe lewe op Aarde nie moontlik sou wees nie.<br />
190 4.2. Die chemie van water
Change language