Scheikunde H14
14.1
succesvolle fusiereactor is de zon
- druk van 10 miljard bar en temperatuur van 15 miljoen kelvin veel fusiereacties waarbij veel zonne-
energie vrij komt
kernfusie op aarde = deuterium en tritium
2 3 4 1
- H + H -> He + n
1 1 1 0
- Hoge activeringsenergie, dus hoge temperatuur nodig (150 miljoen K)
- Botsingen tussen de stoffen zijn heftig, atomen verliezen elektronen, mengsel van + kernen en losse
elektronen
Plasma = voldoende atomen zijn geïoniseerd, dus heet het plasma
- Geleidt elektrische stroom en reageert op magneetvelden
- 4e toestand na vaste fase, vloeistof en gas (bliksem, noorderlicht)
- Kernfusie reactor in de vorm van een donut
- Plasma in de binnenkant en wordt in bedwang gehouden door koperen buitenring,
(moet tegen hoge temperaturen bestemd zijn)
Beschermlaag wolfraam (smeltpunt 3695 K is te laag)
- Wolfraam wand met sponsachtige binnenkant met tin -> tin stroomt naar buiten ->
Verdampt -> damkring om wolfraam -> warmte wordt geabsorbeerd en verdeeld
Standaardelektrodepotentiaal geeft info over de edelheid van de metalen, hoe groter het potentiaal, hoe
edeler het metaal
- Minder edel = gevoeliger voor corrosie (chemische aantasting, roest)
- Chroom, aluminium en wolfraam vormen een eigen laagje waardoor deze afgesloten worden voor
invloeden van buiten
- ijzer kan dit bijvoorbeeld niet, om metalen te beschermen kun je dit doen:
1. afdekken met verflaag
2. afdekken met een andere metaal (zink)
3. poeder coaten wat elektrostatisch geladen poederverf en in een oven gestopt en dan is er een
dunne laag verf
Vrij bewegende elektronen spelen een rol bij:
- Geleiding van warmte
- Aantrekkingskracht metaalbinding
- Buigzaamheid (mesoniveau) vormen kleine kristallen van metaalionen met metaalrooster
Kracht uitoefenen op metaal -> + ion verschuift in het metaalrooster van een kristal -> - ionen bewegen
zodat de + ionen op hun nieuwe plaats gehouden kunnen worden
, - Op het grensvlak van metaalkristallen is het niet perfect geordend en kunnen de verschuivingen niet
goed doorgegeven worden
- Wanneer je metaal plat slaat ontstaan er steeds meer kleine kristallen met meer grensvlakken en er
ontstaan roosterfouten en het wordt moeilijker om te buigen, maar wanneer je het dan weer verhit
smelten kristallen samen en kan het weer opnieuw plat gemaakt worden
Legeringen = deel van metaalatomen is vervangen door andere atomen die iets groter of kleiner zijn, ze
veroorzaken roosterfouten en hierdoor gaat het verschuiven moeilijker en is het metaal harder
Voorbeeld legering = ijzer + koolstof
Bros = meer dan 2% koolstof, het zal barsten wanneer je er met een hamer op slaat
Messing (2 metalen) = koper + zink
Je kan ook meer dan 2 metalen gebruikten zoals roestvrijstaal dat gemaakt is uit ijzer, chroom, nikkel en
koolstof waarbij chroom voor het beschermende laagje zorgt
Smart material = materiaal met bijzondere eigenschap (nitinol)
- Geheugenmateriaal zal bij verhitting en afkoeling weer terug schieten in de oorspronkelijke vorm
- Nitinol heeft 2 metaalrooster
1. Martensiet = dicht bij elkaar, flexibel
2. Austeniet = verder van elkaar, minder flexibel
- Bij verwarmen en afkoelen wordt er gewisseld tussen deze 2 metaalroosters
14.2
Voorbeeld van slimme polymeren die weer hechten aan elkaar
Dit herstel kom door het vormen van ion bindingen
Bij het rubber in de afbeelding is te zien
- Vrije reactieve groepen = zuurgroepen en aminogroepen
- N, H groepen en C,O groepen die waterstofbruggen kunnen maken
14.1
succesvolle fusiereactor is de zon
- druk van 10 miljard bar en temperatuur van 15 miljoen kelvin veel fusiereacties waarbij veel zonne-
energie vrij komt
kernfusie op aarde = deuterium en tritium
2 3 4 1
- H + H -> He + n
1 1 1 0
- Hoge activeringsenergie, dus hoge temperatuur nodig (150 miljoen K)
- Botsingen tussen de stoffen zijn heftig, atomen verliezen elektronen, mengsel van + kernen en losse
elektronen
Plasma = voldoende atomen zijn geïoniseerd, dus heet het plasma
- Geleidt elektrische stroom en reageert op magneetvelden
- 4e toestand na vaste fase, vloeistof en gas (bliksem, noorderlicht)
- Kernfusie reactor in de vorm van een donut
- Plasma in de binnenkant en wordt in bedwang gehouden door koperen buitenring,
(moet tegen hoge temperaturen bestemd zijn)
Beschermlaag wolfraam (smeltpunt 3695 K is te laag)
- Wolfraam wand met sponsachtige binnenkant met tin -> tin stroomt naar buiten ->
Verdampt -> damkring om wolfraam -> warmte wordt geabsorbeerd en verdeeld
Standaardelektrodepotentiaal geeft info over de edelheid van de metalen, hoe groter het potentiaal, hoe
edeler het metaal
- Minder edel = gevoeliger voor corrosie (chemische aantasting, roest)
- Chroom, aluminium en wolfraam vormen een eigen laagje waardoor deze afgesloten worden voor
invloeden van buiten
- ijzer kan dit bijvoorbeeld niet, om metalen te beschermen kun je dit doen:
1. afdekken met verflaag
2. afdekken met een andere metaal (zink)
3. poeder coaten wat elektrostatisch geladen poederverf en in een oven gestopt en dan is er een
dunne laag verf
Vrij bewegende elektronen spelen een rol bij:
- Geleiding van warmte
- Aantrekkingskracht metaalbinding
- Buigzaamheid (mesoniveau) vormen kleine kristallen van metaalionen met metaalrooster
Kracht uitoefenen op metaal -> + ion verschuift in het metaalrooster van een kristal -> - ionen bewegen
zodat de + ionen op hun nieuwe plaats gehouden kunnen worden
, - Op het grensvlak van metaalkristallen is het niet perfect geordend en kunnen de verschuivingen niet
goed doorgegeven worden
- Wanneer je metaal plat slaat ontstaan er steeds meer kleine kristallen met meer grensvlakken en er
ontstaan roosterfouten en het wordt moeilijker om te buigen, maar wanneer je het dan weer verhit
smelten kristallen samen en kan het weer opnieuw plat gemaakt worden
Legeringen = deel van metaalatomen is vervangen door andere atomen die iets groter of kleiner zijn, ze
veroorzaken roosterfouten en hierdoor gaat het verschuiven moeilijker en is het metaal harder
Voorbeeld legering = ijzer + koolstof
Bros = meer dan 2% koolstof, het zal barsten wanneer je er met een hamer op slaat
Messing (2 metalen) = koper + zink
Je kan ook meer dan 2 metalen gebruikten zoals roestvrijstaal dat gemaakt is uit ijzer, chroom, nikkel en
koolstof waarbij chroom voor het beschermende laagje zorgt
Smart material = materiaal met bijzondere eigenschap (nitinol)
- Geheugenmateriaal zal bij verhitting en afkoeling weer terug schieten in de oorspronkelijke vorm
- Nitinol heeft 2 metaalrooster
1. Martensiet = dicht bij elkaar, flexibel
2. Austeniet = verder van elkaar, minder flexibel
- Bij verwarmen en afkoelen wordt er gewisseld tussen deze 2 metaalroosters
14.2
Voorbeeld van slimme polymeren die weer hechten aan elkaar
Dit herstel kom door het vormen van ion bindingen
Bij het rubber in de afbeelding is te zien
- Vrije reactieve groepen = zuurgroepen en aminogroepen
- N, H groepen en C,O groepen die waterstofbruggen kunnen maken
