Chemie Overal 5 vwo Hoofdstuk 14 Nieuwe materialen
Uitwerkingen
14.1 Metalen en legeringen
A1
Als een gas overgaat in een plasma verliezen de atomen in het gas elektronen, er ontstaat een wolk
van positieve ionen en elektronen. Het plasma wordt daardoor geleidend. Een gas bevat geen
geladen deeltjes en geleidt dus geen elektrische stroom.
B2
a Metalen zijn niet-ontleedbaar, buigzaam en geleiden stroom en warmte.
b Een legering is op microniveau opgebouwd uit verschillende soorten metaalatomen, een zuiver
metaal is opgebouwd uit één soort metaalatomen.
c De kristallen in het ijzer (mesoniveau) worden kapot gemaakt en er ontstaan meer en kleinere
kristallen.
B3
a DHO en D2O
b De halveringstijd van een radioactieve stof is de tijd die nodig is om de helft van de radioactieve
isotopen om te zetten in een ander atoom.
6
c 3 Li + n → 42 He + 31H
d Zie figuur 14.1
14.1 CO5-5V--14-14.01
B4
Per botsing komt er 17,6 MeV aan energie vrij. Als een mol deuterium reageert zijn dat 6,02·1023
effectieve botsingen. Daarbij komt 6,02·1023 17,6 MeV = 1,06·1025 MeV vrij.
1 MeV = 1·106 eV
1 eV komt overeen met 1,60·10−19 J.
Er komt vrij 1,06·1025 106 1,60·10−19 J = 1,70·1012 J.
, B5
a Het kookpunt moet veel lager zijn dan het smeltpunt van wolfraam, want het tin moet verdampen
en het wolfraam moet vast blijven.
b Als de temperatuur stijgt verdampt er meer tin en komt er een dikkere laag voor de
wolfraamwand. Als de temperatuur daalt zal een deel van de tin weer vloeibaar worden en terug
vloeien in de openingen van de wand. Je kunt dit opvatten als een ‘zelfherstellende’ wand.
B6
a Atoomstraal volgens Binas 40A: ijzer 126·10−12 m; chroom 125·10−12 m; koolstof
77·10−12 m.
b Zie figuur 14.2.
c Op mesoniveau vormt een metaal kristallen. De kleinere koolstofatomen verstoren de regelmaat
in het metaalrooster, waardoor verschillende lagen metaalatomen minder gemakkelijk langs elkaar
glijden en er meer kracht nodig is om het metaal te vervormen.
14.2 CO5-5V-U-14-14.02
B7
a 2 H2O (l) + 2 e− → 2 OH− + H2 (g)
2 K (s) → 2 K + + 2 e−
----------------------------------------------------------------------+
2 K (s) + 2 H2O (l) → 2 K+ (aq) + 2 OH− (aq) + H2 (g)
V0 = −0,83 V − (−2,93 V) = 2,10 V. Aflopende reactie.
b 2 H + + 2 e− → H2 (g)
Pb (s) → Pb2+ + 2 e−
-----------------------------------------------------+
Pb (s) + 2 H+ (aq) ⇄ Pb2+ (aq) + H2 (g)
V0 = 0,00 V − (−0,13 V) = 0,13 V. Dus evenwichtsreactie.
B8
a Titaan vormt net als aluminium en chroom een oxidelaagje waardoor de rest van het metaal
beschermd wordt tegen corrosie.
b TiO2 (s) + 2 Cl2 (g) + 2 C (s) → TiCl4 (s) + 2 CO (g)
TiCl4 (s) + 2 Mg (s) → Ti (s) + 2 MgCl2 (s)
c Magnesium, nodig voor deze reactie, is een zeer onedel metaal. Het kan alleen bereid worden
door de elektrolyse van een gesmolten magnesiumzout. Dit proces kost veel energie. Daarom is
magnesium als grondstof voor de titaanproductie relatief duur.
Uitwerkingen
14.1 Metalen en legeringen
A1
Als een gas overgaat in een plasma verliezen de atomen in het gas elektronen, er ontstaat een wolk
van positieve ionen en elektronen. Het plasma wordt daardoor geleidend. Een gas bevat geen
geladen deeltjes en geleidt dus geen elektrische stroom.
B2
a Metalen zijn niet-ontleedbaar, buigzaam en geleiden stroom en warmte.
b Een legering is op microniveau opgebouwd uit verschillende soorten metaalatomen, een zuiver
metaal is opgebouwd uit één soort metaalatomen.
c De kristallen in het ijzer (mesoniveau) worden kapot gemaakt en er ontstaan meer en kleinere
kristallen.
B3
a DHO en D2O
b De halveringstijd van een radioactieve stof is de tijd die nodig is om de helft van de radioactieve
isotopen om te zetten in een ander atoom.
6
c 3 Li + n → 42 He + 31H
d Zie figuur 14.1
14.1 CO5-5V--14-14.01
B4
Per botsing komt er 17,6 MeV aan energie vrij. Als een mol deuterium reageert zijn dat 6,02·1023
effectieve botsingen. Daarbij komt 6,02·1023 17,6 MeV = 1,06·1025 MeV vrij.
1 MeV = 1·106 eV
1 eV komt overeen met 1,60·10−19 J.
Er komt vrij 1,06·1025 106 1,60·10−19 J = 1,70·1012 J.
, B5
a Het kookpunt moet veel lager zijn dan het smeltpunt van wolfraam, want het tin moet verdampen
en het wolfraam moet vast blijven.
b Als de temperatuur stijgt verdampt er meer tin en komt er een dikkere laag voor de
wolfraamwand. Als de temperatuur daalt zal een deel van de tin weer vloeibaar worden en terug
vloeien in de openingen van de wand. Je kunt dit opvatten als een ‘zelfherstellende’ wand.
B6
a Atoomstraal volgens Binas 40A: ijzer 126·10−12 m; chroom 125·10−12 m; koolstof
77·10−12 m.
b Zie figuur 14.2.
c Op mesoniveau vormt een metaal kristallen. De kleinere koolstofatomen verstoren de regelmaat
in het metaalrooster, waardoor verschillende lagen metaalatomen minder gemakkelijk langs elkaar
glijden en er meer kracht nodig is om het metaal te vervormen.
14.2 CO5-5V-U-14-14.02
B7
a 2 H2O (l) + 2 e− → 2 OH− + H2 (g)
2 K (s) → 2 K + + 2 e−
----------------------------------------------------------------------+
2 K (s) + 2 H2O (l) → 2 K+ (aq) + 2 OH− (aq) + H2 (g)
V0 = −0,83 V − (−2,93 V) = 2,10 V. Aflopende reactie.
b 2 H + + 2 e− → H2 (g)
Pb (s) → Pb2+ + 2 e−
-----------------------------------------------------+
Pb (s) + 2 H+ (aq) ⇄ Pb2+ (aq) + H2 (g)
V0 = 0,00 V − (−0,13 V) = 0,13 V. Dus evenwichtsreactie.
B8
a Titaan vormt net als aluminium en chroom een oxidelaagje waardoor de rest van het metaal
beschermd wordt tegen corrosie.
b TiO2 (s) + 2 Cl2 (g) + 2 C (s) → TiCl4 (s) + 2 CO (g)
TiCl4 (s) + 2 Mg (s) → Ti (s) + 2 MgCl2 (s)
c Magnesium, nodig voor deze reactie, is een zeer onedel metaal. Het kan alleen bereid worden
door de elektrolyse van een gesmolten magnesiumzout. Dit proces kost veel energie. Daarom is
magnesium als grondstof voor de titaanproductie relatief duur.
