Scheikunde NOVA
VWO 6 Hoofdstuk 12 Materialen
Paragraaf 12.1 Van structuur naar eigenschappen
Materiaaleigenschappen
Chemisch Brandbaarheid, oplosbaarheid, uv-gevoeligheid, hydrofiel/-foob
Elektrisch Soortelijke weerstand
Mechanisch Treksterkte, druksterkte, snelheid, hardheid, vervormbaarheid
Optisch, Kleur, brekingsindex, voortplantingssnelheid (licht en geluid)
akoestisch
Thermisch Smelt-/kookpunt, soortelijke warmte
In de bouw zijn mechanische eigenschappen van materiaal belangrijk rekening houden
met enorme krachten. De hoeveelheid kracht die een materiaal per m2 kan verdragen, wordt
op 2 manieren gemeten: trekproef en drukproef. Dit verschilt per materiaal. Bijv. glas: druk
> trek en beton: trek > druk [Binas 10 B].
Macroniveau = door de mens waarneembare kenmerken en meetbare eigenschappen
(± 10-1 t/m 100 m)
Microniveau = bekeken op niveau van atomen, ionen, moleculen en structuurformules
(± 10-1 nm)
Mesoniveau = manier waarop deeltjes op microniveau zijn geordend tot grotere moleculen
(± 10-7 t/m 10-6 m)
Materiaalkunde
Metalen = opgebouwd uit positief geladen atoomresten en elektronen die vrij door het
metaalrooster kunnen bewegen
- eigenschappen: hard, taai, vervormbaar, glanzend, hoge geleidbaarheid en mengbaarheid
met andere metalen
- + en – deeltjes trekken elkaar aan metaalbinding
- andere eigenschappen bij legering (mengsel)
Keramiek = álle materialen die door verhitting blijvend harder zijn geworden
- bij hoge temperatuur geen bewegingsvrijheid in een gunstige positie t.o.v. elkaar
bewegen onderlinge bindingssterkte wordt sterk vergroot afstand tussen deeltjes
kleiner en voorwerp krimpt
- natuurlijke klei
> laat je het drogen wordt het hard, voeg je water toe wordt het zacht
> temperatuur boven 900˚C klei blijft hard
Polymeren = gemaakt uit kleinere moleculen (monomeren) die in een polymerisatiereactie
aan elkaar zijn gekoppeld met honderden / duizenden tegelijk
- polymeermoleculen kunnen sterke vanderwaalsbindingen vormen. Hoe langer de keten,
hoe sterker de vanderwaalsbinding, hoe harder het materiaal. Hoe meer zijketens, hoe
zwakker de vanderwaalsbinding.
, - polymerisatiegraad = gemiddelde ketenlengte kun je uitdrukken in de hoeveelheid
monomeermoleculen die per polymeermolecuul aan elkaar zijn gekoppeld
> amorf = vaste stof zonder kristallijne structuur: atomen / ionen / moleculen zijn
willekeurig gerangschikt (bord spaghetti)
> kristallijn = polymeermoleculen parallel langs elkaar gerangschikt (doos spaghetti)
- weekmakers = stoffen die kunststof producten zacht en buigzaam maken
- thermoplast = materiaal van plastic dat bij verhitting zacht wordt. Het materiaal moet uit
losse polymeerketens bestaan
- thermoharder = materiaal van kunststof dat bij verhitting hard blijft
Vervormbaarheid Uitrekken Microniveau
Thermoharders Niet Niet mogelijk Veel crosslinks
Elastomeren Een beetje Tijdelijk Weinig crosslinks
Thermoplasten veel blijvend Geen crosslinks
Composiet = bestaat uit twee of meer bestanddelen. Het combineert de gunstige
eigenschappen van de oorspronkelijke bestanddelen, waardoor nieuw materiaal ontstaat dat
betere eigenschappen heeft dan de afzonderlijke materialen
- ze kunnen hoge drukspanning verdragen, dat voorkomt zodat bijv. beton breekt bij te hoge
trekspanning
Paragraaf 12.2 Additiepolymeren
radicaal = reactief deeltje met ongepaard elektron
additie = dubbele of driedubbele binding nodig
additiepolymerisatie = radicaalreactie waarbij dubbele bindingen in het monomeer
verdwijnen en atoombindingen tussen monomeermoleculen tot stand komen
- nodig: monomeer met C = C (alkeen) of C ≡ C (alkyn)
- 3 fasen
1. Initiatie: radicaal vormt
2. Propagatie: radicaal reageert met monomeer
3. Terminatie: 2 radicalen reageren einde reactie
VWO 6 Hoofdstuk 12 Materialen
Paragraaf 12.1 Van structuur naar eigenschappen
Materiaaleigenschappen
Chemisch Brandbaarheid, oplosbaarheid, uv-gevoeligheid, hydrofiel/-foob
Elektrisch Soortelijke weerstand
Mechanisch Treksterkte, druksterkte, snelheid, hardheid, vervormbaarheid
Optisch, Kleur, brekingsindex, voortplantingssnelheid (licht en geluid)
akoestisch
Thermisch Smelt-/kookpunt, soortelijke warmte
In de bouw zijn mechanische eigenschappen van materiaal belangrijk rekening houden
met enorme krachten. De hoeveelheid kracht die een materiaal per m2 kan verdragen, wordt
op 2 manieren gemeten: trekproef en drukproef. Dit verschilt per materiaal. Bijv. glas: druk
> trek en beton: trek > druk [Binas 10 B].
Macroniveau = door de mens waarneembare kenmerken en meetbare eigenschappen
(± 10-1 t/m 100 m)
Microniveau = bekeken op niveau van atomen, ionen, moleculen en structuurformules
(± 10-1 nm)
Mesoniveau = manier waarop deeltjes op microniveau zijn geordend tot grotere moleculen
(± 10-7 t/m 10-6 m)
Materiaalkunde
Metalen = opgebouwd uit positief geladen atoomresten en elektronen die vrij door het
metaalrooster kunnen bewegen
- eigenschappen: hard, taai, vervormbaar, glanzend, hoge geleidbaarheid en mengbaarheid
met andere metalen
- + en – deeltjes trekken elkaar aan metaalbinding
- andere eigenschappen bij legering (mengsel)
Keramiek = álle materialen die door verhitting blijvend harder zijn geworden
- bij hoge temperatuur geen bewegingsvrijheid in een gunstige positie t.o.v. elkaar
bewegen onderlinge bindingssterkte wordt sterk vergroot afstand tussen deeltjes
kleiner en voorwerp krimpt
- natuurlijke klei
> laat je het drogen wordt het hard, voeg je water toe wordt het zacht
> temperatuur boven 900˚C klei blijft hard
Polymeren = gemaakt uit kleinere moleculen (monomeren) die in een polymerisatiereactie
aan elkaar zijn gekoppeld met honderden / duizenden tegelijk
- polymeermoleculen kunnen sterke vanderwaalsbindingen vormen. Hoe langer de keten,
hoe sterker de vanderwaalsbinding, hoe harder het materiaal. Hoe meer zijketens, hoe
zwakker de vanderwaalsbinding.
, - polymerisatiegraad = gemiddelde ketenlengte kun je uitdrukken in de hoeveelheid
monomeermoleculen die per polymeermolecuul aan elkaar zijn gekoppeld
> amorf = vaste stof zonder kristallijne structuur: atomen / ionen / moleculen zijn
willekeurig gerangschikt (bord spaghetti)
> kristallijn = polymeermoleculen parallel langs elkaar gerangschikt (doos spaghetti)
- weekmakers = stoffen die kunststof producten zacht en buigzaam maken
- thermoplast = materiaal van plastic dat bij verhitting zacht wordt. Het materiaal moet uit
losse polymeerketens bestaan
- thermoharder = materiaal van kunststof dat bij verhitting hard blijft
Vervormbaarheid Uitrekken Microniveau
Thermoharders Niet Niet mogelijk Veel crosslinks
Elastomeren Een beetje Tijdelijk Weinig crosslinks
Thermoplasten veel blijvend Geen crosslinks
Composiet = bestaat uit twee of meer bestanddelen. Het combineert de gunstige
eigenschappen van de oorspronkelijke bestanddelen, waardoor nieuw materiaal ontstaat dat
betere eigenschappen heeft dan de afzonderlijke materialen
- ze kunnen hoge drukspanning verdragen, dat voorkomt zodat bijv. beton breekt bij te hoge
trekspanning
Paragraaf 12.2 Additiepolymeren
radicaal = reactief deeltje met ongepaard elektron
additie = dubbele of driedubbele binding nodig
additiepolymerisatie = radicaalreactie waarbij dubbele bindingen in het monomeer
verdwijnen en atoombindingen tussen monomeermoleculen tot stand komen
- nodig: monomeer met C = C (alkeen) of C ≡ C (alkyn)
- 3 fasen
1. Initiatie: radicaal vormt
2. Propagatie: radicaal reageert met monomeer
3. Terminatie: 2 radicalen reageren einde reactie
