Hoofdstuk 18 – Nieuwe materialen
Paragraaf 18.2
Toepassingen van metalen
Koper is redelijk buigzaam en geleidt goed, maar is ook erg zacht. Als je koper en tin mengt, krijg je
brons. Brons is een legering en een stuk harder.
IJzer is relatief goedkoop, maar je moet het wel beschermen omdat het anders gaat roesten. Bij
andere metalen heet roest ‘corrosie’. Dit betekent dat ze worden aangetast door zuurstof en water.
Zuiver ijzer is vrij zacht, maar met een beetje koolstof ontstaat staal, dat veel harder is. Als je een
ijzeren plaat walst of smeedt met een hamer wordt hij ook harder.
Aluminium is duurder dan bijvoorbeeld ijzer,
maar ook een stuk lichter. Bovendien wordt
aluminium niet aangetast door corrosie.
Hoe hoger de standaardelektrodepotentiaal
van een metaal, hoe edeler dit metaal is.
Edele metalen hebben een hoge
standaardelektrodepotentiaal. Onedele
metalen moeten worden beschermd tegen
corrosie. O.a. aluminium en chroom vormen
een beschermend oxidelaagje tegen
corrosie. Dit komt omdat beide stoffen zelf
een laagje produceren als het gaat reageren,
en met dat laagje beschermd het zichzelf tegen de aantasting van water en zuurstof.
Niveaus van metalen
Macroniveau is het niveau waarop stoffen en materialen in de praktijk worden gebruikt.
o Denk dan aan geleiding of buigzaamheid.
Mesoniveau, betekent letterlijk het middenniveau. Je kijkt hierbij naar de structuur waarin
de kleine deeltjes gegroepeerd zijn.
o Metalen zitten in een metaalrooster, maar ze sluiten niet precies aan op elkaar. Met
de kristalstructuur kun je verklaren waarom je ijzer zo goed kan buigen. Dat komt
omdat als je maar genoeg kracht uitoefent op het metaal er verschillende lagen
langs elkaar verschuiven.
Microniveau is het niveau waar je kijkt naar de bouwstenen van stoffen.
o Moleculen, ionen en atomen. Je hebt dan te maken met bijvoorbeeld bewegende
valentie-elektronen.
Geleiding is een eigenschap op macroniveau. Dit kun je uitleggen op microniveau: Metalen bestaan
uit positief geladen metaalionen, omringd door negatief geladen, vrij bewegende valentie-
elektronen. De verbinding tussen de geladen deeltjes heet de metaalbinding en is erg sterk. Omdat
de valentie-elektronen los zitten kunnen metalen goed geleiden.
Op mesoniveau kun je buigzaamheid verklaren: Metalen vormen kleine kristallen, die een
metaalrooster hebben. Deze kristallen passen niet precies op elkaar. Met de kristalstructuur kun je
uitleggen dat als je genoeg kracht uitoefent op een stukje metaal, een stuk positief geladen
metaalionen in het rooster verschuift. De valentie-elektronen bewegen weer zo dat dit aan elkaar
gaat zitten en zo blijft de metaalbinding in stand.
Paragraaf 18.2
Toepassingen van metalen
Koper is redelijk buigzaam en geleidt goed, maar is ook erg zacht. Als je koper en tin mengt, krijg je
brons. Brons is een legering en een stuk harder.
IJzer is relatief goedkoop, maar je moet het wel beschermen omdat het anders gaat roesten. Bij
andere metalen heet roest ‘corrosie’. Dit betekent dat ze worden aangetast door zuurstof en water.
Zuiver ijzer is vrij zacht, maar met een beetje koolstof ontstaat staal, dat veel harder is. Als je een
ijzeren plaat walst of smeedt met een hamer wordt hij ook harder.
Aluminium is duurder dan bijvoorbeeld ijzer,
maar ook een stuk lichter. Bovendien wordt
aluminium niet aangetast door corrosie.
Hoe hoger de standaardelektrodepotentiaal
van een metaal, hoe edeler dit metaal is.
Edele metalen hebben een hoge
standaardelektrodepotentiaal. Onedele
metalen moeten worden beschermd tegen
corrosie. O.a. aluminium en chroom vormen
een beschermend oxidelaagje tegen
corrosie. Dit komt omdat beide stoffen zelf
een laagje produceren als het gaat reageren,
en met dat laagje beschermd het zichzelf tegen de aantasting van water en zuurstof.
Niveaus van metalen
Macroniveau is het niveau waarop stoffen en materialen in de praktijk worden gebruikt.
o Denk dan aan geleiding of buigzaamheid.
Mesoniveau, betekent letterlijk het middenniveau. Je kijkt hierbij naar de structuur waarin
de kleine deeltjes gegroepeerd zijn.
o Metalen zitten in een metaalrooster, maar ze sluiten niet precies aan op elkaar. Met
de kristalstructuur kun je verklaren waarom je ijzer zo goed kan buigen. Dat komt
omdat als je maar genoeg kracht uitoefent op het metaal er verschillende lagen
langs elkaar verschuiven.
Microniveau is het niveau waar je kijkt naar de bouwstenen van stoffen.
o Moleculen, ionen en atomen. Je hebt dan te maken met bijvoorbeeld bewegende
valentie-elektronen.
Geleiding is een eigenschap op macroniveau. Dit kun je uitleggen op microniveau: Metalen bestaan
uit positief geladen metaalionen, omringd door negatief geladen, vrij bewegende valentie-
elektronen. De verbinding tussen de geladen deeltjes heet de metaalbinding en is erg sterk. Omdat
de valentie-elektronen los zitten kunnen metalen goed geleiden.
Op mesoniveau kun je buigzaamheid verklaren: Metalen vormen kleine kristallen, die een
metaalrooster hebben. Deze kristallen passen niet precies op elkaar. Met de kristalstructuur kun je
uitleggen dat als je genoeg kracht uitoefent op een stukje metaal, een stuk positief geladen
metaalionen in het rooster verschuift. De valentie-elektronen bewegen weer zo dat dit aan elkaar
gaat zitten en zo blijft de metaalbinding in stand.
