Snowflake Chemistry - Antwoorden op veelgestelde vragen

Heb je ooit naar een sneeuwvlok gekeken en je afgevraagd hoe deze is gevormd of waarom deze er anders uitziet dan andere sneeuw die je misschien hebt gezien? Sneeuwvlokken zijn een bepaalde vorm van waterijs. Sneeuwvlokken vormen zich in wolken, die uit waterdamp bestaan. Wanneer de temperatuur 0 ° C (32 ° F) of kouder is, verandert water van zijn vloeibare vorm in ijs. Verschillende factoren beïnvloeden de sneeuwvlokvorming. Temperatuur, luchtstromen en vochtigheid beïnvloeden allemaal de vorm en grootte. Vuil en stofdeeltjes kunnen in het water worden gemengd en het kristalgewicht en de duurzaamheid beïnvloeden. De vuildeeltjes maken de sneeuwvlok zwaarder en kunnen barsten en breuken in het kristal veroorzaken en het gemakkelijker smelten. Sneeuwvlokvorming is een dynamisch proces. Een sneeuwvlok kan veel verschillende omgevingscondities tegenkomen, soms smelten, soms groei veroorzaken, altijd van structuur veranderen.

Belangrijkste afhaalrestaurants: vragen over sneeuwvlokjes

• Sneeuwvlokken zijn waterkristallen die vallen als het buiten koud is. Soms valt er echter sneeuw als het iets boven het vriespunt van water ligt en soms valt er regen als de temperatuur onder het vriespunt ligt.
• Sneeuwvlokken zijn er in verschillende vormen. De vorm is afhankelijk van de temperatuur.
• Twee sneeuwvlokken kunnen er identiek uitzien met het blote oog, maar ze zullen verschillend zijn op moleculair niveau.
• Sneeuw ziet er wit uit omdat de schilfers licht verspreiden. Bij zwak licht lijkt sneeuw lichtblauw, wat de kleur is van een grote hoeveelheid water.

Wat zijn gewone sneeuwvlokvormen?

Over het algemeen worden zeszijdige zeshoekige kristallen gevormd in hoge wolken; naalden of platte zeszijdige kristallen worden gevormd in middelhoge wolken, en een grote verscheidenheid aan zeszijdige vormen worden gevormd in lage wolken. Koude temperaturen produceren sneeuwvlokken met scherpere uiteinden aan de zijkanten van de kristallen en kunnen leiden tot vertakking van de sneeuwvlokarmen (dendrieten). Sneeuwvlokken die onder warmere omstandigheden groeien, groeien langzamer, wat resulteert in gladdere, minder ingewikkelde vormen.

• 32-25 ° F - Dunne zeshoekige platen
• 25-21 ° F - Naalden
• 21-14 ° F - Holle kolommen
• 14-10 ° F - Sectorplaten (zeshoeken met inspringingen)
• 10-3 ° F - Dendrites (kanten zeshoekige vormen)

De vorm van een sneeuwvlok is afhankelijk van de temperatuur waarbij deze zich heeft gevormd. 221A / Getty-afbeeldingen

Waarom zijn sneeuwvlokken symmetrisch (aan alle kanten hetzelfde)?

Ten eerste zijn niet alle sneeuwvlokken aan alle kanten hetzelfde. Ongelijke temperaturen, aanwezigheid van vuil en andere factoren kunnen ervoor zorgen dat een sneeuwvlok scheef staat. Toch is het waar dat veel sneeuwvlokken symmetrisch en ingewikkeld zijn. Dit komt omdat de vorm van een sneeuwvlok de interne volgorde van de watermoleculen weerspiegelt. Watermoleculen in vaste toestand, zoals in ijs en sneeuw, vormen zwakke bindingen (waterstofbindingen genoemd) met elkaar. Deze geordende arrangementen resulteren in de symmetrische, zeshoekige vorm van de sneeuwvlok. Tijdens kristallisatie richten de watermoleculen zich op elkaar om maximale krachten te maximaliseren en afstotende krachten te minimaliseren. Bijgevolg rangschikken watermoleculen zichzelf in vooraf bepaalde ruimtes en in een specifieke opstelling. Watermoleculen rangschikken zichzelf eenvoudig in de ruimtes en handhaven symmetrie.

Is het waar dat geen twee sneeuwvlokken identiek zijn?

Ja en nee. Geen twee sneeuwvlokken zijn precies identiek, tot aan het precieze aantal watermoleculen, spin van elektronen, isotoop overvloed aan waterstof en zuurstof, enz. Anderzijds is het mogelijk dat twee sneeuwvlokken er precies hetzelfde uitzien en een bepaalde sneeuwvlok heeft waarschijnlijk een goede match gehad bij een bepaald punt in de geschiedenis. Omdat zoveel factoren de structuur van een sneeuwvlok beïnvloeden en omdat de structuur van een sneeuwvlok voortdurend verandert als reactie op omgevingsomstandigheden, is het onwaarschijnlijk dat iemand twee identieke sneeuwvlokken zou zien.

Als water en ijs helder zijn, waarom ziet de sneeuw er dan wit uit?

Het korte antwoord is dat sneeuwvlokken zoveel lichtreflecterende oppervlakken hebben dat ze het licht in alle kleuren verspreiden, zodat sneeuw wit lijkt. Het langere antwoord heeft te maken met de manier waarop het menselijk oog kleur waarneemt. Hoewel de lichtbron misschien niet echt 'wit' licht is (bijvoorbeeld zonlicht, fluorescent en gloeilamp hebben allemaal een bepaalde kleur), compenseert het menselijk brein een lichtbron. Dus hoewel zonlicht geel is en verstrooid licht van sneeuw geel, zien de hersenen sneeuw als wit omdat het hele beeld dat door de hersenen wordt ontvangen een gele tint heeft die automatisch wordt afgetrokken.

bronnen

Bailey, M .; John Hallett, J. (2004). "Groeisnelheid en gewoonten van ijskristallen tussen -20 en -70C". Journal of the Atmospheric Sciences. 61 (5): 514-544. doi: 10,1175 / 1520-0469 (2004) 0612.0.CO; 2

Klesius, M. (2007). "The Mystery of Snowflakes". National Geographic. 211 (1): 20. ISSN 0027-9358

Knight, C .; Knight, N. (1973). "Sneeuwkristallen". Wetenschappelijke Amerikaan, vol. 228, nee. 1, pp. 100-107.

Smalley, I.J. "Symmetrie van sneeuwkristallen". Nature 198, Springer Nature Publishing AG, 15 juni 1963.