Metalen en legeringen

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Welkom bij scheikunde

Pak je spullen (boek, binas, schrift, rekenmachine en pen)

Leg je schrift open voor aantekeningen

Doe je mobiel in de tas

Leerdoelen

Na de les kan je...

• kernfusiereacties weergeven.
• het corrosieproces in metalen uitleggen via redoxreacties en hoe dit proces tegen te gaan.
• geleidbaarheid en buigzaamheid in zuivere metalen en legeringen toelichten met het metaalrooster.

Kernfusie

• In de zon gebeuren dit soort reacties bij druk van 10 miljard bar en temperatuur van 15 miljoen kelvin.
• Op aarde kan H-2 reageren met H-3, waarbij energie vrijkomt
• Hele hoge temperatuur nodig: 150 miljoen kelvinkernfusie: geen materiaal kan daar tegen

Kernfusie

• Botsingen zijn zo heftig dat H-2 en H-3 hun elektron verliezen en er een mengsel ontstaat van positief geladen kernen en losse elektronen.
• Bij voldoende geïoniseerde atomen is het geen gas meer maar een plasma: geleidt wel stroom en reageert op magneetvelden

Kernfusie

• Botsingen zijn zo heftig dat H-2 en H-3 hun elektron verliezen en er een mengsel ontstaat van positief geladen kernen en losse elektronen.
• Bij voldoende geïoniseerde atomen is het geen gas meer maar een plasma: geleidt wel stroom en reageert op magneetvelden

Kernfusie

• Kan plasma in bedwang houden met magneten
• Moet de reactorwand nog steeds tegen ong. 6000 K kunnen.
• Wolfraam heeft een smeltpunt van 3695 K.

Edelheid van metalen

• Standaardelektrodepotentiaal (SEP) geeft informatie over de edelheid van metalen.
• Hoe groter het SEP, hoe edeler het metaal is
• Hoe onedeler, hoe gevoeliger voor corrosie: sommige metalen moet je beschermen

Corrosie in metalen

• Chroom, aluminium en wolfraam hoef je niet te beschermen: die vormen een afsluitend oxidelaagje
• IJzer kan zo'n laagje niet goed vormen.

Corrosie voorkomen

• Afdekken met een verflaag.
• Afdekken met een laagje ander metaal. Bijvoorbeeld een die een klein oxidelaagje vormt.
• Poedercoaten: elektrostatisch poeder wordt met geaard voorwerp aangetrokken en netjes verspreidt.

Geleiding en buig-zaamheid van metalen

• Metaal bestaat uit positief geladen metaalionen, omringd door vrij bewegende, negatief geladen valentie-elektronen
• Aantrekkingskracht tussen geladen deeltjes, de metaalbinding, is heel sterk: hoog smeltpunt

Geleiding en buig-zaamheid van metalen

• Op mesoniveau vormen er metaalkristallen
• Als je kracht uitoefent (buigen) verschuift een laag positief geladen metaalionen in het rooster van een kristal
• Buigen gaat alleen zolang de beweging wordt doorgegeven

Geleiding en buig-zaamheid van metalen

• Bij metaal smeden ontstaan er steeds meer grensvlakken en kleinere kristallen. Op die grensvlakken schuift het steeds minder goed: metaal wordt harder

Legeringen

• Zuivere metalen zijn dus makkelijk te vervormen
• Legeringen zijn dat minder door roosterfouten
• Een deel van de metaalatomen is vervangen door een ander atoom dat groter of kleiner is
• Maakt verschuiven lastiger

Leerpad A: 21, 22, 23, 24, 25 & 27

Leerpad B: 22, 23, 25, 26 , 27 & 28

• Hoe? Maken in je schrift
• Hulp? H14.1
• Tijd? hoe lang je nodig hebt 
• Klaar? Voorbereiding volgende les
• Resultaat? Onduidelijkheden bespreken

Zijn er onduidelijkheden nog kort besproken moeten worden of volgende les?