Artikel 31, 32, 33, 36, 38 t/m 41

De wet van behoud van massa Massa is een hoeveelheid materie (ook gassen hebben een massa). 1789 publiceert Antoine Laurent de Lavoisier een beroemd artikel over de theorie van de verbranding en de wet van behoud van massa. Door zonnestralen op een diamant te laten vallen verbrandt deze. Er bleef niets over, tenminste zo leek het. Lavoisier toonde aan dat er koolstofdioxidegas ontstond. (de diamant bestaat uit koolstof) De volgende reactievergelijking hoort hier bij: C (s) + O2(g) ? CO2 (g) De koolstofdioxide was net zo zwaar als de diamant en het zuurstofgas samen. Er gaat dus geen massa verloren, dit geld voor elke chemische reactie. Flogiston In de zeventiende en de achttiende eeuw dacht men in Europa dat er in brandbare stoffen een vuurstof zat: flogiston. Na ene brand is alle flogiston eruit en is en nog een hopje as over. Dit klopte echter niet voor b.v. metalen die werden na verbranding juist zwaarder. De ontdekking van het gas zuurstof en de rol hiervan bij brand maakte een einde aan deze theorie.
Feiten over alcohol 1 Alcohol is zeer brandbaar. En een goed schoonmaakmiddel. Basis voor alle parfums. 2 Alcohol is een giftige stof. Onze lever kleine hoeveelheden verdragen teveel alcohol is dus slecht voor je lever. 3 Mensen drinken alcohol omdat ze dat minder geremd maakt. Het is dus een sociaal belangrijke stof. 4 Alcohol kun je makkelijk zelf maken van gist en suikerwater. IJzer: IJzer, in het Latijn is ferrum (symbool Fe), en al in gebruik in de prehistorie. Het is het vierde meest voorkomende element op aarde. Het is het goedkoopste metaal en de grondstof van staal. Het is te vinden in magnetische meteoorstenen. Je kunt ook van ijzer uit ijzererts, een rode steen uit de aarde, en houtskool ijzer maken. In je lichaam zit ijzer in hemoglobine gebonden toestand. Hemoglobine bevindt zich in de witte de rode bloedlichaampjes en het zorgt voor het transport van zuurstof door je bloed. Als je te weinig rode bloedlichaampjes hebt, heb je bloedarmoede, je krijgt dan staalpillen voorgeschreven. Brons: Het is een legering van ijzer en tin. Staal: Een smeedbaar, hardbaar ferrometaal met een relatief laag koolstofgehalte, dat in vloeibare toestand is bereid. (Staal is een legering van ijzer en koolstof) Legering: Een legering is een door legeren verkregen metaal mengsel ? alligatie, amalgamd
Cokes: Steenkool die overblijft na droge destillatie. De geschiedenis van ijzer (bewerking) Vroeger ontdekte men in Egypte en de landen in Klein-Azië de mogelijkheid van het bewerken van metalen in ovens bij hoge temperaturen. Specialisten verbreidden de kunst van het maken van ijzer uit ijzererts, een rode steen uit de aarde, en houtskool. Dit was ongeveer 3000 jaar geleden. Het gevormde ijzer was een enorm sterk metaal, sterker als brons. Van het ijzer werden steeds hardere en duurzamere mengsels met andere stoffen gemaakt. Zoals de legering staal, bestaat uit ijzer met koolstof. De Industriële Revolutie begon in de achttiende eeuw met het gebruik van cokes in plaats van houtskool. Het zorgde voor hogere oventemperaturen; de hoogovens waren uitgevonden. Er werd veel ijzer geproduceerd en de eerste gietijzeren brug werd in 1779 gebouwd. Maar men wou sterkere materialen hebben; staal. Er brak een nieuw tijdperk aan, dat van enorme staalconstructies. (tegelijk uitgevonden door: Henry Bessemer en William kelly 1850) Goede eigenschappen van blik: - Het is heel licht. - Het is heel sterk. - Het is hygiënisch. - Het is goed te beschilderen en te bedrukken. - Het is magnetisch; zo kan het blik uit het huishoudelijke afval worden getrokken en worden hergebruikt. Het vormt 60% van alle staalafval, dat is 120.000 ton. Alle goede dingen bestaan in drieën
Er zijn drie magnetische metalen op de wereld: 1. IJzer
2. Kobalt (kobaltglas wordt gebruikt voor (blauwe) vazen) 3. Nikkel (stuur van je fiets) Overeenkomsten: -Ze zijn magnetisch. -Ze vermengen zich in gesmolten toestand. -De brokken materie waarin ze voorkomen zijn meteorieten. -Waarschijnlijk in de oertijd gebruikt voor werktuigen. Een legering van alledrie samen wordt gebruikt voor het maken van een supersterke magneet. Een ander drietal (triade) bestaat uit: 1. Osmium; (vulpennen) (zwaarste metaal) 2. Iridium; (heel hard) 3. Platina; (standaardgewichten en voor juwelen) Iridium en Osmium zijn beide in 1804 ontdekt. Dit drietal metalen is zilverwit en erg kostbaar. Nog een ander drietal; 1. Chloor
2. Broom
3. Jodium. Overeenkomsten, ze stinken, zijn scherp en agressief. Ze zijn bacteriedodend en de kleur loopt van geel naar bruin. Van deze ‘halogenen’ kunnen zoutachtige stoffen worden gemaakt. (NaCl, Kbr) Element: Een element is een zuivere stof die slechts uit één atoomsoort bestaat. Atoommassa: De massa van een atoom. We kennen tot nu toe 109 verschillende elementen. De nummers 104 tot en met 109 zijn de meest recent ontdekten. Het periodiek systeem is belangrijk omdat je er allerlei stofeigenschappen , zoals kleur, geur en chemische reactiviteit mee kan voorspellen. Natuurlijk gezond? De Zwitserse geneeskundige en alchemist van Hohenheim (1493–1541) was het niet eens met de geneeskunst van de oude Grieken. Hij was vooral tegen Celsus en daarom noemde hij zichzelf Paracelsus. Dit betekende ‘beter dan Celsus’. (Celsus was een Romeinse geneesheer uit de eerste eeuw na Christus die in de zestiende eeuw nog steeds erg werd bewonderd.) De geneeskunst van Paracelsus berustte op vier pijlers: - Chemie. - Filosofie. - Astronomie. - Deugdzaamheid. Paracelsus was de grondlegger van de moderne chemotherapie. Dat is chemische stoffen gebruiken tegen pijn en ziekten van lichaam en geest. Paracelsus zei: “Alles is giftig en niets is niet giftig; alleen de dosis maakt iets tot gif.” Dit klopt want je kunt ook door water of zout worden vergiftigd. De meest giftige stoffen zijn natuurlijke toxinen, zoals botulisme. Paracelsus was heel knap in het stellen van een diagnose, hij vormde een brug tussen de oude alchemie en de nieuwe scheikundige wetenschap.
Natuurstoffen: goed en kwaad In een andere wereld terechtkomen: Dooralcohol kan je even in een andere wereld terechtkomen. Ieder mens heeft een kleine hoeveelheid alcohol in zijn of haar lichaam; te weinig om er last van te hebben. Als je grote hoeveelheden alcohol binnen krijgt dan gebeuren er rare dingen. Je raakt eerst opgewonden maar na een tijdje word je juist suf. Als vandaag alcohol ontdekt zou worden, zou het verboden zijn. Drie categorieën drugs: Middelen met een verdovende werking; -> werken versuffend en doenpijn, angst en spanning nemen af. B.v. alcohol, heroïne en slaap- en kalmeringsmiddelen. Pepmiddelen; -> ze verdrijven vermoeidheid en worden ook als sportdoping gebruikt. B.v. cafeïne, nicotine, khat en amfetamine (speed). Middelen met een geestverruimende werking; -> ze laten je de werkelijkheid op een andere manier beleven. B.v. marihuana, hasj, snuifmiddelen (lijm) en tripmiddelen (LSD). Natuurwetenschappen Bestaat alles uit materie? Thales van Milete (640-546 voor Christus) -> alles is uit water ontstaan
Anaximenes (586-582 voor Christus) -> lucht is de basis van alle materie
Heraclitus (540-480 voor Christus) -> vuur is het begin en einde van alles
Empedocles (490-430 voor Christus) -> Water, vuur, en lucht samen de basis waren van het heelal . Hij voegde nog een vierde element bij: aarde. Democrites (460-370 voor Christus) -> alles bestaat uit atomen (ondeelbare deeltjes) Aristoteles (384-322 voor Christus) -> Niet eens met Democrites. Voegt aan Empedocles elementen de eigenschappen droog, vochtig, koud en warm toe. Alchemie Vier of vijf elementen? Verbinding tussen mens en wereld. Lichaam (micrcosmos) verbinden met de natuur (macrocosmos). Kwik en zwavel als basis voor alle materie + vuur geeft goud ±1750 Lavoisio Priesley ? Wet behoud van massa vuur weegt niks
Luchtgassen bevat onder andere zuurstof. Praktijk meld al eerder praktische scheikunde Bestaat vuur uit materie? Kracht die zorgt voor overgangen tussen elementen. Stof + vuur = goud Vergaat niet roest niet goud is de eeuwigheid Goud was de steen der wijzen, zou je oneindig rijk worden. Deze gedachten duren tot de 18e eeuw. Dan de alchemie wordt scheikundigen. Scheikundigen ? Alle stof bestaat uit een groot aantal elementen. Vuur is geen materie maar een vorm van energie. Na de theorieën van de Grieken komen er heel lang geen theorieën meer over de inwendige structuur van materie. Pas is de 18e eeuw, dat is meer dan 200 jaar later, wordt er verandering gebracht in de theorie van Asristoteles. John Dalton geeft in 1806 de oude atoomtheorie van Democritos inhoud, door deze te combineren met door hem verrichtte metingen over massaverhoudingen waarmee stoffen zich met elkaar binden. ‘Puur ijzer bestaat uit 100% van deze ijzeratomen. 1900 J.J. Thomson; Atomen zijn helemaal niet ondeelbaar, maar bestaan uit protonen en elektronen die tegengestelde elektrische ladingen hebben. In een positieve bol zweven negatieve ladingen. 1911-1913 Rutherford; een positieve kern waaromheen elektronen ronddraaien. Tussen kern en elektronen gaapt een enorme leegte. 1911-1913 Bohr; een positieve atoomkern waaromheen in bepaalde vaste banen elektronen bewegen. 1926 Schrödinger en Heisenberg; De banen van de elektronen zijn slechts met een bepaalde mate ‘waarschijnlijkheid’ te bepalen. We spreken van waarschijnlijkheid golven. Hoe donker de plaats hoe kleiner de kans op aanwezigheid. In 1963 vond de Amerikaanse onderzoeker Murray Gell-Mann aanwijzingen dat protonen en neutronen, die voordien ondeelbaar werden geacht, op hun beurt weer uit nog kleinere deeltjes bestonden. Hij noemde ze quarks. Madame Curie ontdekte samen met haar man nadat Antoine Henri Becquerel in 1896 al ontdekt had dat het kristal van uraan altijd stralen uitzendt, of er nu zon is of niet en hij enkele jaren later ontdekt had dat stralen wel uit kleine, geladen, deeltjes moesten bestaan omdat je de stralen door een magnetisch veld kunt afbuigen. Dat radium stralen uitzendt. Marie Curie noemde de straling van radium daarom radioactiviteit. Materie bestaat uit ondeelbare deeltjes (atomen) die van elkaar verschillen in geometrische vorm. Behalve atomen en lege ruitmes is er verder niets. Mooi en sterk Mijnbouw en metallurgie in de Oudheid: O Paleolithicum; oudste Stenen Tijdperk van vóór 5000 voor Chr. Hierin werden mannen en vrouwen met behulp van werktuigen (zoals houten/benen graafstokken, houwelen van hertshoorn, stenen vuistbijlen) allerlei materialen uit de aarde opgegraven. Bijvoorbeeld; vuursteen en bergkristal. Mooie stenen, zoals het rode raspis en het paarse amethist, werden voor sieraden gebruikt. Oker en andere aardkleurstoffen werden gebruikt voor het beschilderen van vazen en het eigen lichaam. O Neolithicum; de late of jonge Steentijd, van 5000-3500 voor Chr. hierin werden stenen houwelen en hamers gebruikt om kalksteen en turkoois te vinden. O Predynastisch Tijdperk; 3500-3000 voor Chr. Hierin gingen de mensen gangen graven om materialen te vinden en werd voor het eerst vuur gebruikt om het met koperen werktuigen gevonden metaal (zoals koper, goud, meteoorijzer) te bewerken. Eigenlijk zou je het ook over het Metalen Tijdperk kunnen hebben waar we nu eigenlijk nog in leven. O Kopertijd; 3000-2200 voor Chr. Hierin werden ovens gebouwd om uit koperertsen het metaal koper vrij te maken. O Bronstijd; 2200-1200 voor Chr. Hierin werden brede mijngangen gemaakt die met hout werden betimmerd. Albast en marmer werden uitgehouwen met behulp van koperen werktuigen. Het koper werd met tin gemengd tot het sterke brons. O Vroege IJzertijd 1200-500 voor Chr. Hierin werkten mensen in enorme steengroeven en leerde men elkaar de kunst van het smeden van ijzer en het harden van het ijzer tot staal in het houtskoolvuur. De Hittieten (bewoners van het tegenwoordige Turkije) hebben deze kunst ontdekt. Hun kennis verspreidde zich daarna over Europa. Saffieren werden gewonnen en tot edelstenen geslepen. De ijzeren werktuigen verdrongen de oude koperen en bronzen ploegen en zwaarden, schoppen en wagenwielen. O Late Ijzertijd; 500-50 voor Chr. Dit is een tijd waarin steeds meer ijzer voor van alles en nog wat werd gebruikt. Niet alleen magneetsteen, maar ook pyriet werd in hoge schachtovens verhit met houtskool en tot ijzer gemaakt. Schoepen van watermolens, allerlei gereedschappen, serviesgoed, bestek en ook sieraden werden van ijzer vervaardigd. Diamanten en robijnen werden gedolven. O Romeinse keizerrijk; 50 voor Chr. - 300 na Chr. Dit was een enorm wereldrijk dat ten slotte schijnt zijn ingestort door metaalvergiftiging. Door het metaal; lood. Zo helder als glas

In het Midden-Oosten is de glasindustrie tot perfectie gekomen. Bij het glazuren van potten, om ze waterdicht te maken, ontstond een glazen laagje op de pot. Daarna gingen mensen het glas op zich verwerken; eerst als staafjes die dan in een vlam tot ringen werden gesmolten. In het oude Mesopotamië kon men gekleurd glas maken: O Goudrobijnglas; zeer fijn verdeeld goud verleent een merkwaardige glans aan het glas. O Blauw glas; door middel van kobolt. In Egypte deden ze dit met behulp van koperzouten. In de loop van de eerste of tweede eeuw voor Chr. is het glasblazen en het spanningsvrij maken van glas uitgevonden, naar wordt vermoed in Syrië. Hierdoor kon glas worden gebruikt om uit te eten of drinken en om voedsel in te bewaren. In de negentiende en twintigste eeuw is de ontwikkeling van energiebronnen, motoren, de zware industrie en de chemische technologie snel verlopen. Maar de meeste uitvindingen zijn al eerder gedaan, bijvoorbeel ‘metallurgie’. De geschiedenis van de wetenschap en techniek van de zevende tot de twaalfde eeuw valt vrijwel samen met die van de islam. Nauwelijks 100 jaar naar de dood had de islam veel gebieden veroverd, daar heeft het twee belangrijke functies vervuld: 1. Schatbewaarder; wetenschappelijke resultaten en technische vindingen van de Oudheid werden bewaard, gekopieerd en verspreid en naar eigen weten aangevuld. 2. Verbindingsschakel tussen Oost en West. Hierdoor is de moderne techniek dus niet in te denken zonder de islam. Natuurstoffen: goed en kwaad De bereiding van alcohol door gisting van vruchtensappen is waarschijnlijk een van de oudste chemische vaardigheden. Ieder mens heeft kleine hoeveelheden alcohol in zijn of haar lichaam; te weinig om er last van te hebben. Maar als we grotere hoeveelheden van deze stof beginnen te drinken (je kunt het ook inademen) gebeuren er rare dingen. In de eerste plaats raak je opgewonden, maar na een tijdje juist heel suf. De bijeffecten zijn erg gevaarlijk. Voor veel mensen is alcohol ook taboe, bijvoorbeeld voor moslims en mormonen. Alleen op doktersvoorschrift mag een moslim alcohol drinken. Mormonen en andere christelijke sekten voeren vele redenen aan om geen alcohol te gebruiken: verslavend, veroorzaakt ziekten, maakt meer kapot dan je lief is, leidt tot vandalisme bij jongeren en is de belangrijkste doodsoorzaak op de snelweg. Verder wordt je er dik van, omdat alcohol bijna evenveel calorieën levert als vet. Er zijn drie categorieën van drugs: 1. Middelen met een verdovende werking; ze werken versuffend en doen pijn, angst en spanning afnemen. Bijvoorbeeld alcohol, heroïne, slaap- en kalmeringsmiddelen. 2. Pepmiddelen; verdrijven vermoeidheid en worden ook als sportdoping gebruikt. Bijvoorbeeld cafeïne, nicotine, khat en amfetamine. 3. Middelen met een geestverruimende werking; laten je de werkelijkheid op een andere manier beleven. Bijvoorbeeld marihuana, hasj, snuifmiddelen en tripmiddelen.