H9.1 materiaaleigenschappen

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 5

Materiaaleigenschappen

NOVA H9.1    HAVO5

HAVO5

H9: Materialen

H9.1: Materiaaleigenschappen

H9.2: Polymeren maken

H9.3: Polymeren toepassen

H9.4: Metalen & composieten

H9.1 Materialen

Je leert eigenschappen

van materialen (macro-

niveau) verklaren

op meso- en micro-

niveau

Deze les

Wat is macro-, meso- en microniveau?

Materiaaleigenschappen verklaren op meso- en micro niveau

macro niveau

= waarneembare en meetbare eigenschappen (stofniveau)

bijvoorbeeld

- kook/smeltpunt

- kleur

- oplosbaarheid

- hardheid

micro niveau

= niveau van deeltjes en hun bindingen (deeltjesniveau)

bijvoorbeeld

- atoom & atoombinding

- molecuul & molecuulbinding

- OH/NHgroep en H-brug

- ionen & ionbinding

- metaalatoom & metaalbinding

meso niveau

= ordening van deeltjes in grotere structuren

= ordening van deeltjes ten opzichte van elkaar

niveau tussen micro en macro

bijvoorbeeld

- vezels

- kristallen

- eiwitcomplexen

Micro-ABC

REDENEREN over bindingen/moleculen is een ABC-tje​

Atoomgroep benoemen​ (ion/molecuul/keten/... enz)

Binding benoemen​

Conclusie trekken​

Dit is een handig hulpmiddel om je eigen antwoorden de CONTROLEREN

Vragen op meso-niveau kun je op dezelfde manier beantwoorden als vragen op micro-niveau

Je hebt hiervoor bij elk soort deeltjes de juiste naam van de binding geleerd:

Toepassen = herhaling H2

Verklaar op microniveau de volgende eigenschappen op macroniveau:

- kook/smeltpunt

- elektrisch geleidingsvermogen

- oplosbaarheid / waterbindend vermogen

- vervormbaarheid / hardheid zouten en metalen

kook/smeltpunt

= hoe sterker de deeltjes elkaar aantrekken, hoe hoger het kook/smeltpunt van de stof

Welke bindingen worden verbroken bij het koken van water?

Welke bindingen worden verbroken bij het smelten van ijzer?

kook/smeltpunt

hoe sterker de deeltjes elkaar aantrekken, hoe hoger het kook/smeltpunt van de stof

	binding	sterk/zwak	kook/smelt-punt
METALEN	metaalbinding	sterk	hoog
ZOUTEN	ionbinding	sterk	hoog
MOLECULAIRE STOFFEN	molecuulbinding H-brug	zwak sterker	laag hoger

kook/smeltpunt        kook/smelttraject

Tijdens het smelten/koken blijft de temperatuur constant. Alle deeltjes hebben dezelfde binding, die dezelfde hoeveelheid energie kost om te breken. Pas als alle bindingen tussen de deeltjes zijn verbroken, zal de temperatuur weer stijgen

zuivere stof = 1 soort deeltjes

kook/smeltpunt        kook/smelttraject

zuivere stof = 1 soort deeltjes

mengsel = 2 of meer soorten deeltjes

In een mengsel zijn meerdere stoffen aanwezig. De deeltjes hebben niet allemaal dezelfde binding. De ene soort binding wordt eerder verbroken dan de andere soort binding. Tijdens het stollen/smelten/koken blijft de temperatuur daarom niet constant

Tijdens het smelten/koken blijft de temperatuur constant. Alle deeltjes hebben dezelfde binding, die dezelfde hoeveelheid energie kost om te breken. Pas als alle bindingen tussen de deeltjes zijn verbroken, zal de temperatuur weer stijgen

Welke geladen deeltjes zijn aanwezig in een metaal?

welke geladen deeltjes zijn aanwezig in een zout?

= er zijn geladen deeltjes aanwezig die vrij kunnen bewegen

elektrisch geleidingsvermogen

= er zijn geladen deeltjes aanwezig die vrij kunnen bewegen

elektrisch geleidingsvermogen

METALEN              

In het metaalrooster zijn vrij bewegende valentie-elektronen aanwezig. Hierdoor kan een metaal altijd stroom geleiden

= er zijn geladen deeltjes aanwezig die vrij kunnen bewegen

ZOUTEN              

elektrisch geleidingsvermogen

METALEN              

In het metaalrooster zijn vrij bewegende valentie-elektronen aanwezig. Hierdoor kan een metaal altijd stroom geleiden

Een zout bestaat uit geladen ionen. 

In een vast zout kunnen ze niet vrij bewegen (ionrooster). Een vast zout geleidt geen stroom. In een gesmolten zout kunnen de ionen vrij bewegen. Een gesmolten zout geleidt wel stroom door verplaatsing van ionen.

Een zout bestaat uit geladen ionen. 

In een vast zout kunnen ze  niet vrij bewegen (ionrooster). Een vast zout geleidt geen stroom. In een gesmolten zout kunnen de ionen vrij bewegen. Een gesmolten zout geleidt wel stroom door verplaatsing van ionen.

= er zijn geladen deeltjes aanwezig die vrij kunnen bewegen

ZOUTEN              

elektrisch geleidingsvermogen

METALEN              

MOLECULAIRE SOTFFEN          

In het metaalrooster zijn vrij bewegende valentie-elektronen aanwezig. Hierdoor kan een metaal altijd stroom geleiden

Moleculen hebben geen lading en geen vrij bewegende elektronen.

Moleculaire stoffen geleiden daarom geen stroom.

Uitzondering:

- oplossing van zuren bevat H+ ionen. Deze oplossinggeleidt wel stroom

oplosbaarheid / waterbindend vermogen

wanneer kan een stof goed mengen met water?

Geef antwoord op microniveau

oplosbaarheid / waterbindend vermogen

moleculaire stoffen die niet goed mengen/binden met water hebben moleculen zonder OH- of NH-groepen Ze hebben molecuulbindingen en vormen geen H-bruggen met watermoleculen

Deze stoffen zijn hydrofoob

oplosbaarheid / waterbindend vermogen

moleculaire stoffen die goed mengen/binden met water hebben moleculen met OH- of NH-groepen die H-bruggen kunnen vormen met watermoleculen

Deze stoffen zijn hydrofiel

moleculaire stoffen die niet goed mengen/binden met water hebben moleculen zonder OH- of NH-groepen Ze hebben molecuulbindingen en vormen geen H-bruggen met watermoleculen

Deze stoffen zijn hydrofoob

oplosbaarheid / waterbindend vermogen

Hoe groter het hydrofobe deel ten opzichte van het hydrofiele deel van het molecuul, hoe slechter de stof mengt met water

moleculaire stoffen die goed mengen/binden met water hebben moleculen met OH- of NH-groepen die H-bruggen kunnen vormen met watermoleculen

Deze stoffen zijn hydrofiel

moleculaire stoffen die niet goed mengen/binden met water hebben moleculen zonder OH- of NH-groepen Ze hebben molecuulbindingen en vormen geen H-bruggen met watermoleculen

Deze stoffen zijn hydrofoob

vervormbaarheid / hardheid

METALEN

ZOUTEN

vervormbaarheid / hardheid

Rijen metaal-atomen schuiven langs elkaar heen. Hoe sterker de metaalbinding, hoe moeilijker dit gaat, hoe harder het metaal

METALEN

ZOUTEN

vervormbaarheid / hardheid

Rijen metaal-atomen schuiven langs elkaar heen. Hoe sterker de metaalbinding, hoe moeilijker dit gaat, hoe harder het metaal

legering / roestvrij staal:

Het bijmengen van andere stoffen zorgt voor verstoring van het metaalrooster, omdat atomen nu verschillen in grootte. De rijen kunnen minder goed langs elkaar schuiven. Een legering is daardoor harder dan het zuivere metaal

METALEN

ZOUTEN

vervormbaarheid / hardheid

Rijen metaal-atomen schuiven langs elkaar heen. Hoe sterker de metaalbinding, hoe moeilijker dit gaat, hoe harder het metaal

legering / roestvrij staal:

Het bijmengen van andere stoffen zorgt voor verstoring van het metaalrooster, omdat atomen nu verschillen in grootte. De rijen kunnen minder goed langs elkaar schuiven. Een legering is daardoor harder dan het zuivere metaal

Een zout kun je niet vervormen: het is bros en breekt zodra je er kracht op uitoefent.

Een zout is opgebouwd uit ionen.

Wanneer de ionen verschuiven, komen gelijke ladingen tegenover elkaar te zitten. Deze stoten elkaar af, de ionbinding wordt verbroken en het ionrooster valt uit elkaar.

METALEN

ZOUTEN

redeneren op meso-niveau

- heterogene mengsels

- emulgator

heterogeen mengsel

-troebel

- er zijn aparte fasen te onderscheiden

- er is een grensvlak te zien tussen de stoffen

suspensie

emulsie

meso niveau:

ordening van meerdere deeltjes (korreltje/belletje)

emulgator

meso niveau:

ordening van meerdere deeltjes (micel)

Een emulgatormolecuul heeft een hydrofobe staart en een hydrofiele kop. De kop mengt met watermoleculen en de staart met oliemoleculen en voorkomt zo dat de emulsie ontmengt

Wat heb je geleerd?

- wat bedoeld wordt met macro-, meso- en microniveau

- hoe je op meso- en microniveau verschijnselen op macroniveau kunt verklaren

- dat je op microniveau in je formulering zowel de naam van de deeltjes als de naam van de binding moet noemen

Aan de slag

Opdracht 1 t/m 8