H5 Ontleding en industrie

5.2 Waaraan herken je een ontledingsreactie?
A -> B + C = ontledingsreactie
A + O2 -> B = verbrandingsreactie
De ontleding van ammoniumdichromaat:
Ammoniumdichromaat (s) -> chroomoxide(s) + stikstof (g) + water (l)

Exotherm = zonder energietoevoer (of alleen op begin, ligt aan reactietemperatuur)
Endotherm = met energietoevoer (gedurende de hele proef)
Tussen het begin en het einde van een reactie is de stof in een zogenaamde overgangstoestand. De reagerende stof heeft dan een hogere energie dan in de begin- of eindtoestand. De overgangstoestand vormt een soort energiedrempel (activeringsenergie) tussen begin en eindtoestand.

5.3 Verschillende soorten ontledingsreacties
Calciumcarbonaat (CaCO3) is een ontledingsreactie waarbij een verbinding ontstaat.

Uit calciumcarbonaat kunnen calcium en marmer gewonnen worden.

CaCO3 (s) -> CaO(s) + CO2 (g)

CaO is ongebluste kalk. Het is een verbinding, maar wel een nuttige stof.
De ontleding gaat niet verder. Ongebluste kalk + water = gebluste kalk (Ca(OH)2)

5.4 Thermolyse
- Warmte is de energiebron.
IJzer uit ijzererts: 2Fe2O3(s) -> 4Fe(s) + 3O2 (g). Deze reactie verloopt bij 3000°C en is daarom niet efficiënt.

Fe2O3(s) + 3CO -> 2Fe(s) + 3CO2(g). Deze reactie verloopt bij 2000°C.
Aan het einde van de reactie hou je 5 massaprocent koolstof over. Door er zuurstof op te spuiten reageren deze stoffen en ontstaat er 2C(s) + O2(g) -> 2CO(g).

5.5 Elektrolyse
- Elektrische stroom is de energiebron.
Bij de elektrolyse van water ontstaat er waterstof. Dit is een handige brandstof voor vervoermiddelen, want het verbrandingsproduct is water!
Maar er zitten ook wel nadelen aan:

- Je moet waterstof produceren en dat kost elektrische energie.
- De opslag en transport van waterstof zijn gevaarlijk en kostbaar.
- De uitlaat wordt heet, zo reageren stikstof en zuurstof tot stikstofdioxiden.
Als stikstofdioxiden met water in de lucht reageert ontstaat er zure regen.

Materialen kun je onderverdelen in vier groepen:
- metalen
- natuurlijke polymeren (bijv zetmeel, eiwit, rubber.)
- synthetische polymeren ( bijv plastic, kunstrubber.)
- composieten (bijv gewapend beton, nylon met glasvezels.)
Polymeren bestaat uit lange ketenvormige moleculen.
Een composiet is een mengsel van twee of meer materialen door elkaar.

Aluminium heeft een kleine dichtheid en kan niet roesten. Daarom wordt het voor veel doelen gebruikt, zoals machines, verpakking, verkeer en bouwmaterialen.

De productie van aluminium:
1 de winning en zuivering van bauxiet

Bauxiet heeft een hoog massapercentage aluminiumoxide. Zuivere aluminium wordt ook wel aluinaarde genoemd.
2 het winnen van aluminium uit aluminiumoxide dmv elektrolyse.
Aluminiumoxide moet vloeibaar worden om stroom te kunnen geleiden.
Bij de ontleding ontstaan aluminium en zuurstof.
In de elekrolysecel maken we gebruik van een grafietelektrode. Grafiet is een vorm van koolstof, om dit te verbranden moet de temperatuur 960°C zijn.
3 de verdere verwerking van aluminium.
De vloeibare aluminium wordt met een of meer andere elementen gemengd zoals koper, je noemt dit een legering.

5.6 Fotolyse
- Licht is de energiebron.
Door licht kunnen stoffen verkleuren, de kleurstoffen worden ontleed door het licht.
Wetenschappers onderzoeken hoe je door fotolyse waterstof kunt maken.
Ze proberen dat nu op een biologische manier, door algen of door de vergisting van biomassa door bacteriën. De algen zijn erg gevoelig voor zuurstof, en dit moet worden verminderd zodat het rendement 15-20% kan zijn.

5.7 Eigenschappen van niet-ontleedbare stoffen.
Een niet-ontleedbare stof is een element. Sommige elementen kun je los in de natuur vinden, maar de meeste niet. De atoomsoorten waaruit deze elementen bestaan, zitten in verbindingen. Alle atoomsoorten komen in de aardkorst alleen voor in verbindingen.


70 v/d 110 elementen zijn metalen. Allen metalen hebben een glimmernd oppervlak, geleiden warmte en eletrische stroom, kunnen vervormd worden en kunnen in gesmolten toestand gemengd worden met andere metalen.

Corrosie is een ander woord voor roesten.
Edele metalen worden niet aangetast door water en lucht. (zilver, platina, goud)
Halfedele metalen zijn bij kamertemperatuur vloeibaar. (koper, kwik)
Onedele metalen worden snel aangetast door water en lucht. (ijzer, zink, lood)
Zeer onedele metalen mogen niet in contact komen met vochtige lucht. Ze hebben een oxidelaagje. (natrium, kalium)

Lichte metalen hebben een kleine dichtheid en worden vaak gebruikt in de luchtvaart.
(magnesium, aluminium, titaan)
Zware metalen hebben een grote dichtheid, zijn erg giftig en daarom slecht voor het milieu. (cadmium, kwik, thallium, lood)

Een legering is een afgekoeld mengsel van samengesmolten metalen. Hoe zuiverder een metaal is, des te makkelijker het vervormd kan worden. Een legering met een erg laag smeltpunt wordt vaak gebruikt voor een automatische brandblusinstallatie.
Het is een soort smeltzekering.

Er zijn ongeveer 20 niet-metalen:
->
Halogenen: In gasvorm zijn deze metalen erg gifig. (fluor, chroom, broom, jood)
-> Edelgassen: Ze gaan niet makkelijk verbindingen aan met andere elementen.
(helium, neon, argon)
-> Fosfor: Je hebt rode en witte fosfor in kristalvormen. Witte fosfor is licht
ontvlambaar. Rode fosfor is veel moeilijker tot ontbranding te brengen.
-> Koolstof: Het zijn kristallijne stoffen, daarin zijn de kleinste deeltjes volgens een
bepaald regelmatig patroon gerangschikt. Grafiet kan elektrische stroom geleiden
en wordt gebruikt als smeermiddel. (grafiet, diamant)
-> Zwavel: Vulkaniseren van rubber, dan wordt het elastischer.
->
Zuurstof en stikstof: Hoofdcomponenten van het gasmengsel lucht.
-> Waterstof: kleinste dichtheid, grote brandbaarheid.