Vaste stof

Vaste stof is ʼn toestand van materie waarin die deeltjies nie vry is om te beweeg nie, maar vaste posisies het waarin dit vibreer, byvoorbeeld yster. ¹ Materiale is oral om ons, hetsy in die vorm van vaste stowwe, vloeistowwe of gasse. ʼn Materiaal sal altyd een van hierdie drie stowwe wees. ²

Wanneer is ʼn materiaal ʼn vaste stof?

Die deeltjies van ʼn vaste stof is baie naby aan mekaar in netjiese rye “gepak”, met klein ruimtes tussenin. Dit het massa en neem ruimte in beslag. ³ Vaste stowwe kan nie in ʼn kleiner vorm saamgedruk of saamgepers word nie. Deeltjies in die vaste stof het vaste posisies; hulle kan nie uit hulle posisies beweeg nie, slegs vibreer. Hierdie molekules het ʼn baie sterk aantrekkingskrag vir mekaar. Dit is hoekom vaste stowwe hul vorm behou.

Alle materie bestaan uit baie klein deeltjies wat molekules genoem word. Molekules bestaan uit twee of meer atome wat deur chemiese bindings aanmekaar gehou word. ʼn Mens kan nie molekules of atome met die blote oog sien nie; dit is baie klein deeltjies, selfs kleiner as stofspikkeltjies. ²

Eienskappe van vaste stowwe

In wetenskap gebruik ons die woord “eienskap” om te bepaal in watter vorm of toestand die materie is, dit staan bekend as materietoestande. ʼn Eienskap wat aan ʼn materiaal toegeken word, kan help om tussen die verskillende materiale te onderskei. Wanneer ʼn mens ʼn koeldrankglas van die tafel neem om in die opwasbak te sit, sal die glas steeds dieselfde vorm behou. Dit is omdat die glas uit ʼn vaste stof bestaan. Vaste stowwe behou dus hul vorm. ² Voorbeelde van vaste stowwe sluit in plastiek, bakstene, glas, rubber, ys, papier, sinkplate en kerswas.

Vaste stowwe beskik oor die volgende eienskappe:

• Die materiaal het ʼn definitiewe vorm. Byvoorbeeld: ʼn Glas behou altyd dieselfde vorm, ongeag of dit leeg of vol, vuil of skoon is.
• Die materiaal beset ʼn definitiewe ruimte. Byvoorbeeld: ʼn Glas neem ʼn spesifieke spasie in die opwasbak op waar niks anders neergesit kan word nie. Wanneer die glas gewas is en in die kas gebêre word, sal dit ook spasie in die kas opneem wat nie vir iets anders gebruik kan word nie. Dit het dus ʼn vaste volume. ² ʼn Reël in fisika wat jy eintlik reeds weet, is dat twee voorwerpe nie dieselfde spasie op dieselfde tyd in beslag kan neem nie.
• Dit het ʼn bepaalde massa en gewig.
• Die materiaal verander nie van vorm nie. Byvoorbeeld: Die glas bly solied in sy vorm. Sou die koeldrank wat in ʼn glas is, uitgegooi word in die wasbak, sal slegs die koeldrank uit die glas in die drein afloop en nie die glas ook nie.
• Vaste stof het ʼn hoë digtheid. Byvoorbeeld: Die deeltjies (materie wat bestaan uit molekules wat weer uit atome saamgestel is) waaruit die glas bestaan, is baie naby aan mekaar verpak en kan nie verby mekaar beweeg nie. Dit vibreer slegs op een plek. ³ Die vibrasies is wel so klein dat dit nie met die blote oog gesien kan word nie.

Vaste stowwe kan verander

Materiale soos metale is vaste stowwe wanneer dit blootgestel is aan gewone kamertemperatuur en sal in die vorm waarin dit is, sonder enige verandering, bly. ⁴

Sou mens egter dieselfde stuk metaal aan ʼn baie hoë hitte (smeltpunt) blootstel, sal die metaal smelt en ʼn ander vorm aanneem. Ons noem dit toestandverandering. Verhitting en verkoeling laat vaste stowwe, vloeistowwe en gasse van toestand verander.

ʼn Vaste stof word ʼn vloeistof (smelt) wanneer dit verhit word, en die vloeistof word dan ʼn gas (verdamp) wanneer dit verder verhit word. ⁵ Insgelyks kan ʼn vloeistof in ʼn vaste stof verander as dit aan koue blootgestel word, byvoorbeeld water (vloeistof) wat gevries word om ys (vaste stof) te vorm. ⁵

Wat gebeur met ʼn vaste stof indien sy toestand na ʼn vloeistof verander?

Toestandverandering behels altyd die vermindering of vermeerdering van energie. Vir materie om van die een toestand na die ander te verander, moet sy deeltjies energie verkry of verloor. ʼn Stof moet óf verhit, óf afgekoel word om sy toestand te verander. Smelting en verdamping is prosesse wat verhitting vereis, terwyl kondensasie en vriesing prosesse is wat afkoeling vereis. Vaste stowwe se deeltjies het die minste energie, vloeistofdeeltjies het meer energie as vaste stowwe, en gasse se deeltjies het die meeste energie.

Wanneer ʼn vaste stof verhit word om sy smeltpunt te bereik, sal dit na ʼn vloeistof verander, byvoorbeeld ʼn blokkie ys wat in die son lê, smelt en verander in water (vloeistof). Vir ʼn vaste stof om na ʼn vloeistof te verander, moet die deeltjies in die vaste stof vrygelaat word uit hulle vaste posisies in die vaste toestand. Wanneer ʼn stof verhit word, verkry die deeltjies meer energie. Deur aan vibrerende deeltjies in ʼn vaste stof meer energie te gee, sal hulle vibrasies al hoe kragtiger word totdat die vaste deeltjies in staat is om hulself uit hul vaste posisies los te skud. Die kragte tussen die deeltjies is nie verder in staat om hulle styf bymekaar te hou nie, en die vaste stof smelt. ⁶

Om die ys (gevriesde water) te laat smelt, word energie bygesit om die temperatuur te laat styg tot die ys se smeltpunt. Die smeltpunt vir ys is 0 °C. Die smeltpunt van verskillende vaste stowwe sal verskil afhangende van die stof se spesifieke toestand en eienskappe. ⁴

Woordbank

materie	Dit is die materiaal/stof waaruit alles (alle vaste stowwe, vloeistowwe en gasse) in die heelal bestaan. 1 Alle materie het massa en neem spasie op.
atome	Dit verwys na die kleinste deeltjie van ʼn chemiese element wat chemies kan reageer; ʼn bron van baie groot energie. 1 ʼn Element soos waterstof bestaan uit identiese H-atome. Atome bestaan uit nóg kleiner deeltjies, wat subatomiese deeltjies genoem word, te wete protone, elektrone en neutrone.
molekules	Dit is die kleinste deeltjie van ʼn stof wat die chemiese en fisiese eienskappe van dié stof behou en wat uit twee of meer atome wat deur chemiese bindings aanmekaar gehou word, bestaan. 1 Een druppeltjie water, byvoorbeeld, bestaan uit miljoene H2O-molekules.

Kyk hierdie video’s om nog meer te leer oor vaste stowwe

Molekules in vaste vorm

Die drie verskillende fases van materie

Hoe die fase van ʼn stof deur die rangskikking van atome bepaal word