Hoofdstuk 9 Materialen
9.1 materiaaleigenschappen
Je kan een materiaal op verschillende manieren beschrijven.
1. Microniveau: de bindingen tussen deeltjes, bij de beschrijving gebruik je de
begrippen moleculen, ionen en atomen.
2. Macroniveau: hier wordt gekeken naar de waarneembare en meetbare
eigenschappen. (Kleur, oplosbaarheid, kook- en smeltpunten)
3. Mesoniveau: hoe deeltjes worden geordend ten opzichte van elkaar in grotere
structuren. (Kristalstructuren, roosters, de dichtheden)
Zuivere stoffen hebben een kook- en smeltpunt. De hoogte van deze punten is afhankelijk
van de sterkte van de binding tussen de deeltjes.
Metaal en ion bindingen zijn sterk hoog kook- en smeltpunt
Vanderwaalsbindingen en molecuulbindingen zijn zwak laag kook- en smeltpunt
In een mengsel zijn op microniveau verschillende soorten deeltjes aanwezig geen zuivere
stof. Die verschillende deeltjes oefenen een andere aantrekkingskracht op elkaar uit,
hierdoor zal de hoeveelheid energie die nodig is om deze aantrekkingskracht te verbreken
anders zijn. Er is geen sprake meer van een kook- en smeltpunt. Bij een faseovergang zullen
de moleculen elkaar bij verschillende temperaturen loslaten.
Op microniveau kan een stof pas een elektrische stroom geleiden wanneer er in de stof
geladen deeltjes aanwezig zijn die vrij kunnen bewegen.
Je komt vanderwaalsbindingen ook sterker maken
door de meso-structuur te veranderen. Normaal
zullen de ketens kriskras door elkaar liggen wat
ervoor zorgt dat de afstand tussen de ketens
relatief groot is. Wanneer je ervoor zorgt dat de
ketens netjes naast elkaar liggen kunnen
polymeerketens elkaar dichter naderen de
vanderwaalsbinding wordt sterker en het materiaal
wordt harder.
Wanneer stoffen homogene mengsels vormen, bevinden de verschillende stoffen zich in
dezelfde fase. Er is geen grensvlak tussen de stoffen aanwezig. Mengsel is helder en
doorzichtig.
Bij heterogene mengsels zijn er aparte fases te onderscheiden waartussen een
grensvlak zit. Ze zijn niet helder maar troebel.
, Bij een emulsie ontstaan er bolletjes met moleculen van de ene vloeistof in de andere. Een
emulsie is niet stabiel, na een korte tijd zal het mengsel spontaan ontmengen.
Een emulgator is een stof waarvan de moleculen zowel een hydrofiele als een
hydrofobe kant hebben. De emulgator moleculen zitten met het hydrofobe deel tussen de
oliemoleculen het hydrofiele deel gericht naar de watermoleculen. Zo voorkomt de
emulgator dat de emulsie ontmengt.
9.2 Polymeren maken
Een monomeer is de algemene naam voor de grondstof die wordt gebruikt voor het maken
van polymeren. Wanneer veel monomeermoleculen onderling reageren, ontstaan lange
ketens. Deze worden polymeermoleculen genoemd.
Er zijn veel verschillende manieren om monomeren aan elkaar te koppelen.
1. Polyadditie: monomeren met een dubbele binding reageren met elkaar, waarbij
lange moleculen, zogenoemde polymeren, worden gevormd.
Bij een polyadditiereactie springen de dubbele bindingen niet vanzelf open, er is daarvoor
een hulpstof nodig. Zon stof heet initiator.
In de structuurformule van een polymeermolecuul zie je de structuur van het monomeer
terug. Steeds wordt hetzelfde stukje structuur herhaald. Dit heet de repeterende eenheid of
monomeereenheid, dit wordt geschreven met haakjes erachter.
2. Polycondensatie: monomeren worden via een condensatiereactie aan elkaar
gekoppeld. Daarbij ontstaan bijvoorbeeld ester- of aminebindingen herkennen
polycondensatiereactie.
9.1 materiaaleigenschappen
Je kan een materiaal op verschillende manieren beschrijven.
1. Microniveau: de bindingen tussen deeltjes, bij de beschrijving gebruik je de
begrippen moleculen, ionen en atomen.
2. Macroniveau: hier wordt gekeken naar de waarneembare en meetbare
eigenschappen. (Kleur, oplosbaarheid, kook- en smeltpunten)
3. Mesoniveau: hoe deeltjes worden geordend ten opzichte van elkaar in grotere
structuren. (Kristalstructuren, roosters, de dichtheden)
Zuivere stoffen hebben een kook- en smeltpunt. De hoogte van deze punten is afhankelijk
van de sterkte van de binding tussen de deeltjes.
Metaal en ion bindingen zijn sterk hoog kook- en smeltpunt
Vanderwaalsbindingen en molecuulbindingen zijn zwak laag kook- en smeltpunt
In een mengsel zijn op microniveau verschillende soorten deeltjes aanwezig geen zuivere
stof. Die verschillende deeltjes oefenen een andere aantrekkingskracht op elkaar uit,
hierdoor zal de hoeveelheid energie die nodig is om deze aantrekkingskracht te verbreken
anders zijn. Er is geen sprake meer van een kook- en smeltpunt. Bij een faseovergang zullen
de moleculen elkaar bij verschillende temperaturen loslaten.
Op microniveau kan een stof pas een elektrische stroom geleiden wanneer er in de stof
geladen deeltjes aanwezig zijn die vrij kunnen bewegen.
Je komt vanderwaalsbindingen ook sterker maken
door de meso-structuur te veranderen. Normaal
zullen de ketens kriskras door elkaar liggen wat
ervoor zorgt dat de afstand tussen de ketens
relatief groot is. Wanneer je ervoor zorgt dat de
ketens netjes naast elkaar liggen kunnen
polymeerketens elkaar dichter naderen de
vanderwaalsbinding wordt sterker en het materiaal
wordt harder.
Wanneer stoffen homogene mengsels vormen, bevinden de verschillende stoffen zich in
dezelfde fase. Er is geen grensvlak tussen de stoffen aanwezig. Mengsel is helder en
doorzichtig.
Bij heterogene mengsels zijn er aparte fases te onderscheiden waartussen een
grensvlak zit. Ze zijn niet helder maar troebel.
, Bij een emulsie ontstaan er bolletjes met moleculen van de ene vloeistof in de andere. Een
emulsie is niet stabiel, na een korte tijd zal het mengsel spontaan ontmengen.
Een emulgator is een stof waarvan de moleculen zowel een hydrofiele als een
hydrofobe kant hebben. De emulgator moleculen zitten met het hydrofobe deel tussen de
oliemoleculen het hydrofiele deel gericht naar de watermoleculen. Zo voorkomt de
emulgator dat de emulsie ontmengt.
9.2 Polymeren maken
Een monomeer is de algemene naam voor de grondstof die wordt gebruikt voor het maken
van polymeren. Wanneer veel monomeermoleculen onderling reageren, ontstaan lange
ketens. Deze worden polymeermoleculen genoemd.
Er zijn veel verschillende manieren om monomeren aan elkaar te koppelen.
1. Polyadditie: monomeren met een dubbele binding reageren met elkaar, waarbij
lange moleculen, zogenoemde polymeren, worden gevormd.
Bij een polyadditiereactie springen de dubbele bindingen niet vanzelf open, er is daarvoor
een hulpstof nodig. Zon stof heet initiator.
In de structuurformule van een polymeermolecuul zie je de structuur van het monomeer
terug. Steeds wordt hetzelfde stukje structuur herhaald. Dit heet de repeterende eenheid of
monomeereenheid, dit wordt geschreven met haakjes erachter.
2. Polycondensatie: monomeren worden via een condensatiereactie aan elkaar
gekoppeld. Daarbij ontstaan bijvoorbeeld ester- of aminebindingen herkennen
polycondensatiereactie.
