Havo5 hfst 9 Materialen

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 5

Havo5 hfst 9 Materialen

9.1 Materiaaleigenschappen

Macro- meso- en microniveau

Marcroniveau => denk aan kookpunt, oplosbaarheid en kleur

Mesoniveau => hoe zijn de deeltjes geordend t.o.v. elkaar in grotere moleculen of kristalstructuren. (denk aan ijs, ijs zet uit omdat het ijskristalrooster veel ruimte tussen de moleculen inneemt

Microniveau => op de deeltjesniveau, moleculen, atomen, ionen en welke chemische bindingen.

Sterkte chemische bindingen

Ion-binding (zouten) is sterk

vanderwaalsbinding is bij kleine moleculen zwak maar

bij grotere moleculen zeker in samenwerking  met waterstofbruggen wordt de binding steeds sterker

Bij een sterkere binding neemt in het algemeen het smelt- en kookpunt toe. (macroniveau)

Zuivere stoffen hebben een smelt- en kookpunt

Onzuivere stoffen hebben een smelttraject en een kooktraject

Elektrische geleiding 

Een stof geleidt elektrische stroom wanneer er geladen deeltjes aanwezig zijn die zich vrij kunnen bewegen (microniveau)

Denk aan metalen (in het metaalrooster) 

Zouten gesmolten en in oplossing 

Moleculaire stoffen geleiden niet 

behalve: oplossing van zuren, grafeen  

Enige geleidbaarheid in kunststoffen verkrijgen kan door de kunststof te mengen met elektrisch geleidende stoffen, bijvoorbeeld grafiet of zilverpoeder.

Oplosbaarheid en waterbinding

Moleculaire stoffen die waterstofbruggen kunnen vormen lossen goed op in water = hydrofiel

Moleculen die geen waterstofbruggen kunnen vormen = hydrofoob

Sommige stoffen zijn zowel hydrofiel als hydrofoob zoals katoen. Katoen lost niet op maar kan wel waterstofbruggen vormen met water en kan daardoor water goed vasthouden.

Vervormbaarheid en hardheid

Metalen hebben in het algemeen een grote hardheid door hun metaalbinding. Dit is een sterke binding.

Vervormen van metaal is op microniveau verschuivingen in het metaalrooster.

Zouten zijn niet vervormbaar. De ladingen in het ionrooster kunnen zich niet verplaatsen zonder dat dezelfde lading bij elkaar in de buurt komen.

 => afstoting 

Het zout breekt

Kunststoffen 

Kunststoffen 

Kunststoffen met lange ketens hebben sterke vanderwaalsbindingen. (microniveau) daardoor is de kunststof hard en heeft het een hoog smeltpunt (macroniveau)

Wanneer de structuur van de kunst-

stof zo  wordt gemaakts dat er veel 

contact tussen de polymeerketens is

neemt de bindingssterkte toe (mesoniveau)

      Kunststoffen 

thermoplast       thermoharder

Weekmakers

Hoe worden de toenemende krachten van
een structuur van de polymeerketens
met meer rechte lijnen genoemd?

Is dit een voorbeeld van een
metaalrooster of een ionrooster?
Leg je antwoord uit.

Mengsels

In homogene mengsels is elk deeltje van de opgeloste stof omgeven door moleculen van het oplosmiddel (microniveau)

In heterogene mengsel blijven er groepjes moleculen van een stof aan elkaar vastzitten.

emulsie bijv oliedruppels in water 

=> niet stabiel 

+ emulgator wel stabiel

9.2 Polymeren maken

Wat is een polymeer

Een polymeer is een lange molecuul opgebouwd uit vele monomeren. 

Voorbeeld polyetheen

Hoe maak je een polymeer?

Additiepolymerisatie

Polycondensatie

Polyesters

Uit welk monomeer
is PVC opgebouwd?

Polymerisaties

je hebt de additie polymerisaties en

je hebt de condensaties polymeresaties

We bekijken eerst een korte film.

condensatie polymeren (ether)

1) alchol en alcohol tot ethers

Naamgeving ether

1 methoxybutaan

condensatie reactie

1) alkaanzuren en alcoholen tot esters

nog een ester

condensatiereactie tussen een alcohol en een zuur. 

polyesters 

Kan alleen gevormd worden wanneer de grondstoffen bestaan uit een di-alcohol en een di-zuur.

Bijvoorbeeld: 1,2-ethaandizuur en 1,2-ethaandiol of 1,3-propaaldiol

amide verbinding

Bij de condensatiereactie tussen een amine en een organische zuur ontstaat een amide:

Paragraaf 3 Polymeren toepassen

Thermoplasten en thermoharders

Vulkaniseren van rubber

eigenschappen van polymeren

Thermoplasten

Lange polymeermoleculen die langs elkaar heen kunnen bewegen

Thermoharder

Polymeermoleculen verbonden met crosslinks

Blijft hard bij verhitten

Vulkaniseren van rubber

1840, Charles Goodyear .  Het werd vulkaniseren genoemd omdat zwavel  

gebruikt wordt.

Het effect: 

Niet plakkerig,

elastisch en zeer 

soepel.

Eigenschappen van polymeren

Polymeren opgebouwd uit zeer lange ketens hebben grote vanderwaalskrachten, zijn hard een hoog smeltpunt

met crosslinks nog steviger.

Weekmakers maken de verbinding tussen de polymeermoleculen zwakker. Weekmakers zijn kleine moleculen

UV-gevoelig en biogradeerbaar

Wanneer een polymeer uit dubbele bindingen bestaat zijn ze zeer UV-gevoelig.  Denk aan rubbere elastieken.

Polymeren met functionele groepen zijn biodegradeerbaar. Denk aan polyesters en polyamiden

Op mesoniveau wijzigen

Supervezels:

Wanneer polymeerketens netjes nast elkaar gelegd worden versterk je de vanderwaalskrachten. 

Paragraaf 3 Aan de slag

Lees de leerstof goed door.

Maak de vragen 20 tot en met 29

Paragraaf 4 Metalen en composieten

Metaal produceren

Legeringen

Composieten

Metalen produceren

Grondstof is erts. Een combinatie van verschillende stoffen waaronder metaaloxiden of metaalsulfiden

Redoxreactie erts laten reageren met C of H2 die als reductor dienen.

Erg onedelmetaal dan electrolyse nodig. Kost veel energie. Denk aan aluminium.

Legeringen

Mengsel van verschillende metalen

Andere eigenschappen verkrijgen

Vaak sterker omdat door gemengde metalen in het metaalrooster de rijen niet meer goed langs elkaar kunnen schuiven.

Composieten

Twee of meer verschillende materialen combineren

Bijvoorbeeld

Polymeren met glasvezel, koolstofvezels (nanotubes)

Gewapend beton

Chipszakjes

Paragraaf 4 Aan de slag

Lees de tekst in het leerboek goed

Maak 33 tot en met 36

Einde thema 9

Wat heb jij nog nodig om de leerstof goed te beheersen?

Goed nakijken en bespreken.

Extra oefenen?

Uitlegfilms?