5.3 Metalen en legeringen

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

Hoofdstuk 5: Kunststoffen

§5.1 - Kunststoffen

§5.2 - Composieten

§5.3 - Metalen en legeringen

§5.4 - Nanotechnologie

§5.5 - Elektrochemische energie

Leerdoelen §5.3

Je leert over legeringen

Je leert over toepassingen van metalen

Je leert wat de geheugenmetaal is en wat de functie ervan is

Je leert hoe je metalen kunnen winnen

Je leert wat corrosie is en hoe het ontstaat

Je leert kijken naar metalen op microniveau

Legeringen

• Legering / alliage: homogeen mengsel van metalen
  
• Andere stofeigenschappen dan metalen waaruit legering is gevormd

Een spijker heeft een laagje tin om zich heen.
Is dit een legering ?

1. ja
2. nee

Toepassingen van metaal

• Nikkelhoudende sieraden, slotjesbeugel met draden van chirurgisch staal, schroeven en platen van titaan voor het zetten van botbreuken
  
• Mensen met een nikkelallergie krijgen metalen met titaan ipv nikkel

VB. Geheugenmetaal (nitinol)

• Chirurg kan een gebroken bot zetten door het te omwikkelen met een op maat gebrachte strook geheugenmetaal.
• -> strook oefent voortdurend druk uit om de gebroken botten bij elkaar te houden
  

Alle eigenschappen van metalen zijn:

1. Glimmend en onbuigbaar
2. Glimmend, geleider, vervormbaar
3. Een legering
4. Geleider van elektriciteit en licht

Metalen winnen

• De meeste metalen komen niet als zuivere stof voor in de natuur, maar als metaalertsen (= onedele metalen)
  
• Koper, ijzer, aluminium, lood, zink, etc.
  
• Metalen die als zuivere stof in de natuur voorkomen (= edele metalen)
  
• Goud, zilver, platina

Corrosie

• Corrosie: het aantasten van een oppervlak door de reactie met zuurstof --> ontstaan van een laag metaaloxide
  
• Sommige metalen vormen een metaaloxidelaag, die beschermt tegen verdere corrosie doordat de laag geen zuurstof doorlaat:
  
• Aluminium, zink (worden dof door oxidelaagje)
  
• Chroom, titaan (behouden glans doordat oxidelaagje heel dun is)

• Roest: reactie van zuurstof met ijzer in aanwezigheid van water
  
• Formule roest: Fe₂O₃ (s)
  
• Vormt een poreuze laag (dus kan zuurstof en water doorlaten) -> ijzer roest verder

Waardoor ontstaat roest?

1. Door een reactie tussen het metaal en andere metalen
2. Door een reactie tussen het metaal en gassen
3. Door een reactie tussen het metaal en zuurstof en water
4. Roest? Nee, het is viezigheid.

Corrosie voorkomen

• Metaal afdekken met een verflaag of een laag vet/olie
  
• Staal en ijzer bedekken met een dun laagje zink: verzinken
  

• Voorwerp wordt ondergedompeld in bijv. zinksulfaat.
• O.i.v. elektrische stroom ontstaat een laagje zink op het voorwerp.

Metaalrooster

Legering

Metalen op microniveau

Elektrische geleidbaarheid kan verklaard worden met het atoommodel van Rutherford

• Metaalatomen
  
• Vrije elektronen: verplaatsen zich van – naar + 

HW

5.3: Opdracht 19, 20, 22, 24-26