Summary
Samenvatting Scheikunde H14, H16 & H17
- Course
- Level
Dit is een samenvatting van scheikunde van de hoofdstukken H14, H16 & H17. Alles is goed uitgelegd met gemarkeerde woorden en afbeeldingen.
[Show more]
Seller
Follow
joopie11
Reviews received
Content preview
Scheikunde Samenvatting H14, H16 en H1714.1 Metalen en legeringen:
De zon is een zeer succesvolle fusiereactie. Bij een druk van 10 miljard bar en een temperatuur van 15
miljoen kelvin vinden in de kern van de zon fusiereacties plaats. Hierbij komt enorm veel energie vrij. Zo’n
extreme reactie als in de zon kan op aarde niet voorkomen. Wel kan een kernfusiereactie van deuterium met
tritium op aarde verlopen. De reactievergelijking hiervan is:
De activeringsenergie geeft aan hoe hoog de temperatuur in de reactor moet zijn, bij deze reactie is dat erg
hoog, ongeveer 150 miljoen kelvin. Zo’n hoge temperatuur zorgt ervoor dat de botsingen tussen deuterium en
tritium zo heftig zijn dat de atomen hun elektronen verliezen, de atomen ioniseren. Wanneer dit genoeg
gebeurd spreek je niet meer van een gas, maar van een plasma. Dit wordt ook wel de vierde toestand
genoemd. Een plasma geleid in tegenstelling tot gassen elektrische stroom en reageert op magneetvelden.
Een voorbeeld van een plasma is bliksem en het noorderlicht. Plasmas kunnen ook gemaakt worden bij
minder extreme omstandigheden dan bij kernfusie.
Een kernfusiereactor heeft de vorm van een donut. In de ring bevindt zich het plasma, dat
door sterke koperen magneetringen in bedwang wordt gehouden. De materialen aan de
rand van de reactor moeten erg warmtebestendig zijn, de buitenrand van het plasma heeft
namelijk een temperatuur 6000 kelvin. Deze materialen ontwikkelen gaat moeilijk.
Een optie hiervoor is mogelijk Wolfraam met een sponsachtige structuur, waarin vloeibaar
tin zit. Tin verdampt dan door de hitte en vormt een damp om het plasma heen, die de
warmte absorbeert.
Bij het ontwerpen van een reactorwand zijn de macroscopische eigenschappen van een metaal van belang,
waaronder het smelt- en kookpunt. Andere eigenschappen van metalen zijn onder andere: edelheid, het
geleidingsvermogen en de buigzaamheid.
De standaardelektrodepotentiaal geeft informatie over de edelheid van metalen. Hoe groter deze
potentiaal is, hoe edeler het metaal. Een minder edel metaal is gevoelig voor corrosie. Hier moet rekening
mee gehouden worden bij de toepassing van metalen, vaak moeten ze beschermd worden tegen corrosie.
Chroom en aluminium zijn onedelen, maar hoeven niet extra beschermd te worden tegen corrosie. Dit door
een zeer dun laagje chroomoxide of aluminiumoxide, die het materiaal afsluiten voor verdere aantasting. Dit
doen wolfraam (wolfraamoxide) en ijzer (ijzeroxide) ook. Maar bij ijzer sluit dit het niet af voor verder
aantasting.
Mogelijkheden voor het beschermen tegen corrosie zijn:
● Het afdekken met een verflaag
● Het afdekken van een metaal met een ander metaal, die wel een beschermende oxidelaag
vormt.
● Poedercoaten: Het te beschermen materiaal wordt elektrisch geaard. Op het materiaal wordt
een laag elektrostatisch geladen poederverf aangebracht. De poederverf wordt aangetrokken
door het geaarde materiaal en verspreid zich zo egaal over het gehele materiaal. Het
materiaal gaat daarna in de oven, waar de poeder uiteindelijk uithardt tot
een vaste dunne laag verf, die het materiaal beschermt.
Een metaal bestaat uit positief geladen metaalionen, omringd door negatief geladen, vrij
bewegende valentie-elektronen. Zie figuur 14.6. Vrij bewegende valentie-elektronen
, zorgen ervoor dat metalen goede geleiders van elektriciteit en warmte zijn. De metaalbinding is de
aantrekkingskracht tussen de geladen deeltjes. Bij metalen is deze erg sterk, kan gezien worden aan de hoge
smeltpunten.
De buigzaamheid van een metaal kan verklaart worden aan hoe de stof op mesoniveau en microniveau
gegroepeerd is. Op mesoniveau vormen metalen kleine kristallen, groepjes van metaalionen. Deze hebben
een metaalrooster, maar sluiten niet precies op elkaar aan. Als je voldoende kracht uitoefent op een stukje
metaal, verschuift een laag positief geladen metaalionen in het metaalrooster van een kristal. De negatief
geladen valentie‑elektronen bewegen hier tussendoor en houden de metaalionen op hun nieuwe plaats bij
elkaar.
Het buigen van een zuiver metaal gaat gemakkelijk zolang de beweging door verschuivingen in de
metaalkristallen wordt doorgegeven. Aan de rand van de metaalkristallen is het rooster niet perfect geordend
en kunnen de verschuivingen niet goed worden doorgegeven, hierdoor ontstaat weerstand tegen de
verbuiging.
Om een metaal moeilijker te buigen te maken, moeten er meer kleinere kristallen ontstaan en meer
grensvlakken. Ook moet het metaalrooster verstoord worden, waardoor er roosterfouten ontstaan. Hierdoor
kunnen de lagen metaalionen steeds minder makkelijk langs elkaar schuiven, waardoor het moeilijker te
buigen is. Dit kan door het te walsen of smeden met een hamer.
Wanneer het metaal dan weer verhit wordt smelt een deel van de kleine kristallen samen tot grotere kristallen,
met minder roosterfouten, waardoor er minder grensvlakken zijn en het metaal dus minder hard en buigzamer
is.
Legeringen worden vaak gebruikt om zuivere metalen, die op zichzelf vrij zacht zijn, steviger te maken. Door
veranderingen in het metaalrooster aan te brengen verander je de eigenschappen van het metaal op
macroniveau. Bij een legering is een deel van de metaalatomen vervangen door andere atomen, die iets
groter of kleiner zijn. Op mesoniveau gezien zorgen deze atomen voor verstoringen van het metaalrooster, ze
veroorzaken roosterfouten. Hierdoor wordt het
verschuiven van de lagen in de metaalkristallen
veel moeilijker, en is het meestal een hardere
stof.
Ijzer met een hoog percentage koolstof wordt
gietijzer genoemd, omdat het alleen gegoten
kan worden. Het is te stevig om te bewerken
met een hamer, het zal dan barsten, dit wordt
bros genoemd.
Legeringen kunnen een mengsel van twee of meer metalen zijn. Door te variëren in de hoeveelheid van
metalen zoals chroom en nikkel van de legering kunnen de gewilde eigenschap verkregen worden.
Sommige materialen met bijzondere eigenschappen worden ‘smart materials’ genoemd. Een voorbeeld
hiervan is een legering van nikkel en titaan, die geheugenmetaal maakt. Een metaal dat de vorm die het
gegeven wordt op 500 °C onthoud, en deze vorm bij verwarming weer kan krijgen, nadat het bijvoorbeeld
gebogen is.
Nitinol is een geheugenmetaal. Voor nitinol zijn er twee mogelijke kristalroosters, die je martensiet en
austeniet noemt. Nitinol krijgt een austenietrooster bij een hoge temperatuur (hierbij zou je het dan de vorm
moeten geven), wanneer het afgekoeld wordt gaat het naar een martensietrooster. Martensiet kan gemakkelijk
vervormd worden. Als het dan een beetje opgewarmd wordt gaat het terug naar vorm die het austeniet
gekregen had.
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller joopie11. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $4.32. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
56326 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 14 years now