Bouw van de materie

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo b
• Leerjaar 4

Stoffen en materialen en bouw van de materie

Wat moet je kennen? 

• Soorten materialen en hun stofeigenschappen herkennen en toepassen
• gevaren van stoffen voor de mens en het milieu herkennen en vermijden door veilig te werken en verantwoord met afvalstoffen om te gaan
• chemische processen herkennen 

Stoffen en Materialen

• een stof betekent: waarvan iets is gemaakt.
  Bijvoorbeeld: water, hout of steen.

• Als iets door de mens wordt gebruikt om een
  product te maken, noem je het een materiaal.                       Bijvoorbeeld: hout en steen zijn materialen

Hout

Geschikt als constructie 

materiaal en makkelijk 

te bewerken

• Massief hout
• Triplex of multiplex (dunne platen)
• spaanplaat (zaagsel en lijm)
• MDF (houtpoeder en lijm)

Houten onderdelen verbinden:

• Spijkers, Schroeven, Lijm, pennen, bouten...

Metalen:

Metalen geleiden elektriciteit, warmte en trillingen goed.

Gemakkelijk in vorm gieten

Metalen worden vaak door lassen of solderen aan elkaar verbonden.

kunststof:

Gemaakt van aardolie

voorbeelden:

verpakkingen

isolatiemateriaal

moeilijk afbreekbaar.

Textiel:

Natuurlijke textiel vezels zijn: wol, katoen en zijde.

Kunstmatige vezels zijn:

polyester, nylon en polyetheen. Zij hebben als grondstof aardolie. 

Beton en steen

Natuursteen komt uit steengroeven, bakstenen zijn gebakken klei. 

Beton is een mengsel van water, cement, zand en grind. Cement bestaat uit kalkzandsteen. 

Glas

Glas wordt gemaakt van zand bij een temperatuur boven de 1000 °C

Bewerken:

Gieten, blazen (machine / mond)

Eigenschap:

doorzichtig

 Dichtheid

De dichtheid, of soortelijke massa van een materiaal, is de hoeveel massa van dat materiaal  in een bepaald volume.

Dichtheid = Massa : Volume

Massa = Dichtheid x Volume

Volume = Massa : dichtheid

Rekenvraag dichtheid 4

Bekijk de afbeelding. 

Een vetbol helpt vogels om de winter door te komen. 

De vetbol heeft een massa van 84 gram en een gemiddelde dichtheid van 0,96 g/cm³.

Bereken het volume van de vetbol.

Gegevens:

• Dichtheid = 0,96 g/cm³
• massa =  84 g

Gevraagd:

• Volume = ? cm³
  

Formule:

• Dichtheid = massa : Volume
• Volume = massa : Dichtheid

Uitwerking:

• Volume = 84 : 0,96 = 87,5

Antwoord:

• Volume = 87, 5 cm³

Duurzaam:

Het is belangrijk om goed na te denken, zodat we minder afval maken en zuiniger omgaan met grondstoffen.

Voorbeelden:

• Recyclebaar: Nieuwe materialen van maken (plastic afval)
• Hergebruik: Opnieuw gebruiken of opknappen
• Schaarste: Raakt de grondstof snel op? 
• Duurzaamheid: Hoe lang gaat het mee, en is het te repareren?

Veel materialen kun je goed recyclen: 

• Gft (groente-, fruit- en tuinafval) => compost

• Kca (klein chemisch afval) => vaak hergebruikt.
  

• Recyclen is beter voor het milieu: => geen nieuwe grondstoffen uit de aarde 

Veiligheidskaart:

• Hier staan de gevaren op van de stof
• Het gaat om jouw veiligheid en van de ander => Veiligheidsvoorschriften
• Maar ook wat je moet doen als...

Pictogrammen:

• Gebod      = Moet

• Verbod      = Mag NIET

• Waarschuwing = Let OP!

Voorzorgsmaatregelen: 

Houdt je hieraan om problemen te voorkomen.

Wat moet je kennen?

• De bouw van stoffen en materialen beschrijven met gebruik van de woorden moleculen en atomen
• Het gedrag van moleculen en atomen in verschillende fasen uitleggen:
•  vaste stoffen - moleculen hebben vaste plaats
• vloeistoffen - moleculen kunnen om/langs elkaar heen 
• gassen - moleculen hebben alle ruimte en kunnen grote afstanden afleggen
• Je kent de faseovergangen: verdampen, condenseren, smelten en stollen
• uitleggen dat moleculen sneller bewegen bij hogere temperatuur
• uitleggen dat bij smelten en verdampen toevoer van warmte nodig is. 

Bouw van water

bouw van een atoom

Elektronen

Bouw atoom metaal:

• Kern + elektronen
• Elektronen bewegen vrij tussen atomen
• Atomen zijn extreem klein (miljarden in 1 speldenknop)

Stoffen kunnen bestaan uit:

• Alleen maar metalen --> Metalen 
• Alleen maar niet-metalen --> Moleculaire stoffen
• Metalen en niet-metalen --> Zouten 

Metalen

• Glimmen als ze gepolijst zijn
• Gemakkelijk te vervormen
• Goede geleiders van warmte en elektriciteit      
• Vast bij kamertemperatuur (behalve kwik)
• Makkelijk te recyclen
• Zijn (meestal) grijsachtig van kleur (goud = geel ; koper = rood/oranje)

                           

ijzer                              Staal                              Roestvaststaal                            koper 

                            

Edele metalen - Onedele metalen

Edelmetalen: Reageren NIET met zuurstof en vocht

• Platina, Goud, (Zilver)

Onedele metalen reageren makkelijk met zuurstof en vocht

Dit noem je vrijwel altijd CORROSIE

Behalve bij ijzer: dan mag je ook zeggen Roest (=corrosie)

Moleculaire stoffen

Bevat GEEN metaal-deeltjes; 

bv zuurstof, suiker, water, olie...

Eigenschappen:

• Smelten en koken bij laag smeltpunt/kookpunt (vergeleken met metalen).
• Slechte geleiders van warmte en stroom => isolator
• Glanzen niet zoals metalen.
• Niet vervormbaar zoals ijzer of koper.
• Vaak brandbaar (hout, benzine, plastic).
• Losbaar in water? Meestal niet (behalve bv. alcohol of zuurstof).

Fase en Faseovergangen

Moleculen veranderen NIET

phet.colorado.edu

Chemische of natuurkundige reactie?

* Het oplossen van suiker in water?

• natuurkundig; suiker blijf in het water, proef je ook.

* Het smelten van kaarsvet?

• Natuurkundig; het kan ook weer stollen

* Het verbranden van kaarsvet?

• Scheikundig; verbrandingsreactie => nieuwe stof

* Het roesten van ijzer?

• Scheikundig; nieuwe stof wordt gevormd, kan niet meer terug naar oorspronkelijk

* nachtvorst zorgt voor rijp op de takken van de boom?

• Natuurkundig; dit is een faseovergang

Wat moet je kennen? 

• Soorten materialen en hun stofeigenschappen herkennen en toepassen
• Gevaren van stoffen voor de mens en het milieu herkennen en vermijden door veilig te werken en verantwoord met afvalstoffen om te gaan
• Chemische processen herkennen 

Wat moet je kennen?

• De bouw van stoffen en materialen beschrijven met gebruik van de woorden moleculen en atomen
• Het gedrag van moleculen en atomen in verschillende fasen uitleggen:
•  vaste stoffen - moleculen hebben vaste plaats
• vloeistoffen - moleculen kunnen om/langs elkaar heen 
• gassen - moleculen hebben alle ruimte en kunnen grote afstanden afleggen
• Je kent de faseovergangen: verdampen, condenseren, smelten en stollen
• Uitleggen dat moleculen sneller bewegen bij hogere temperatuur
• Uitleggen dat bij smelten en verdampen toevoer van warmte nodig is.