De meeste vloeistoffen gedragen zich precies zoals je verwacht, bijvoorbeeld water. Gooi je een steen in het water, dan zakt deze door het wateroppervlak naar beneden. Maar als de buitentemperatuur lang genoeg tot flink onder 0°C daalt, dan zal het tot dan toe vloeibare water in vijvers en plassen bevriezen. Dan is water een vaste stof geworden. Gooi je er dan een steen op, dan blijft die er gewoon bovenop liggen.
Het verschil tussen vloeibaar en vast lijkt overduidelijk. Toch zijn er stoffen die zich heel raar gedragen. Als je er hard op slaat, dan kom je er niet doorheen en lijkt het een vaste stof. Steek je je hand er langzaam in, dan gaat je hand erdoorheen en lijkt het toch weer een vloeistof.
Figuur 1: Dit is wat je nodig hebt voor het proefje. Bron: auteur.
Wat heb je nodig?
- 200 gram maïzena (maiszetmeel)
- 150 milliliter water
- Een kom
- Twee lepels
Wat ga je doen?
- Doe het water in de kom.
- Voeg steeds opnieuw een lepel maïzena toe en roer dit door het water.
- Blijf zo lepel voor lepel maïzena toevoegen, totdat alle maïzena op is (je zult merken dat het steeds moeilijker wordt om de maïzena erdoorheen te roeren).
- Sla nu met de lepel op het oppervlak. Lijkt het een vloeistof of een vaste stof?
- Probeer nu de lepel er langzaam in te steken. Lijkt het nu een vloeistof of een vaste stof? (Je kunt ook je vingers er langzaam in steken.)
- Je zou er ook nog vanaf een afstandje (circa 30 centimeter) iets zwaars op kunnen laten vallen, bijvoorbeeld een kiezelsteen. Wat gebeurt er dan?
Giet het maïzenapapje als je klaar bent niet zomaar door de gootsteen. Laat het gewoon staan, zodat de maïzena wat naar de bodem zakt en er wat water bovenop drijft. Giet dan het water af en gooi de rest weg bij het (gft-)afval.
Wat gebeurt er?
Het maïzenapapje dat je hebt gemaakt is een vloeistof, maar wel een bijzonder soort vloeistof. Het is een niet-newtoniaanse vloeistof. Dit soort vloeistoffen, die bestaan uit een mengsel van een vloeistof en een vaste stof, gedraagt zich anders wanneer je hier iets snel doorheen beweegt dan wanneer je er iets langzaam doorheen beweegt.
Hoe kan dat? Als je maïzena met water mengt, dan lost de maïzena niet op. De vaste maïzenadeeltjes (maiseiwit) zwemmen gewoon rond in het water. Zo’n mengsel noem je een suspensie. Wanneer je een lepel (of iets anders) nu langzaam in het mengsel steekt of erdoorheen beweegt, zullen de maïzenadeeltjes omringd blijven door waterdeeltjes. Maar sla je met een lepel hard op het mengsel, of probeer je hiermee snel te roeren in het mengsel, dan oefen je een kracht uit op het mengsel. Hierdoor druk je de waterdeeltjes tussen de maisdeeltjes uit en liggen de maïzenadeeltjes tegen elkaar aan. Daardoor gedraagt het mengsel zich dan juist als een vaste stof. Grappig toch?
Figuur 2: Experiment met maïzena met uitleg wat er gebeurt. Bron: YouTube.
Als je een zwembad zou vullen met een maïzena-watermengsel, zou je er dan overheen kunnen lopen? Bij het programma Checkpoint probeerden ze al eens allerlei manieren uit om over water te kunnen lopen. Eén daarvan was het lopen over een maïzena-watermengsel. Ze probeerden het uit met een langwerpige bak. In de video van figuur 3 zie je wat er gebeurde.
Figuur 3: Checkpoint zoekt uit of er manieren zijn om te lopen op water. Hierbij testen ze ook of je over een papje van maïzena met water kunt lopen. Bron: YouTube.
Wist je trouwens dat er ook heel bekende vloeistoffen zijn die zich net als het maïzenamengsel gedragen? Dat zijn bijvoorbeeld ketchup, bloed en tandpasta.
