Artikel 36 t/m 41

36. Wat is materie

Bij een brand lijkt materie (bijv. een gordijn) in het niets te verdwijnen, maar dat is niet zo volgens de ‘wet van behoud van massa’.
Massa is een hoeveelheid materie, die kun je wegen met een balans. Gassen hebben ook een (hele kleine) massa.
De Fransman De Lavoisier publiceerde in 1789 een beroemd artikel over de theorie van de verbranding en de wet van behoud van massa. Hij liet gebundelde zonnestralen op een diamant vallen/schijnen en de diamant verbrandde. Het leek of er niets over was, maar dat was niet zo. Er ontstond koolstofdioxidegas, een zwaar gas. De diamant bestaat uit koolstof. Hij bedacht de vergelijking C + O2 = CO2. De diamant en het zuurstofgas wegen samen evenveel als de koolstofdioxide. Dat geldt voor iedere chemische reactie.

In de 17/18e eeuw dachten de mensen dat er in brandbare stoffen een vuurstof zat: flogiston. Bij brand zie je altijd vuurtongen omhoog lekken: dat is allemaal flogiston. De ontdekking van het gas zuurstof en de rol van dit gas bij de verbranding betekenden het einde van de flogiston-theorie. Nu gelooft niemand meer hierin.

Om een brand te laten ontstaan is een brandstof nodig. Gordijnen zijn een prima brandbaar materiaal: ze zijn groot, hebben dus veel brandstof, en het vuur kan erlangs naar boven klimmen. Uit het onderzoek naar de brand in café De Hemel in Volendam bleek dat niet de lichtontvlambare kleding, maar de brandende kerstversiering de brandwonden had veroorzaakt.

Feiten over alcohol:
- alcohol is zeer brandbaar, het is een goed schoonmaakmiddel omdat het ontvet en het is de
basis voor alle parfums.
- alcohol is een giftige stof. Alcoholvergiftiging wordt ook wel eens ‘een kater’ genoemd. Vaak
een kater is slecht voor de lever.
- alcohol is gevaarlijk. Er zijn in Nederland 800.000 alcoholverslaafden. Verkeersdoden vallen
door alcoholmisbruik. Maar alcohol maakt mensen minder geremd en je krijgt meer moed.
- alcohol is makkelijk zelf te maken. Gist en suikerwater bij elkaar doen en dan een paar dagen
laten staan bij 37o Celsius.
- alcoholintolerantie (= als je niet tegen drank kunt) wordt veroorzaakt door een erfelijk
bepaalde afwezigheid van de actieve vorm van het enzym ALDH. Als je alcohol drinkt wordt
het afgebroken in de lever en er wordt ethanal gevormd. Met ALDH wordt ethanal verder
afgebroken. Als dit niet gebeurt, heb je de niet-actieve vorm van ALDH en dan word je
eigenlijk vergiftigd door de alcohol.

Wat materie is, is moeilijk te zeggen. Je kunt iets materie noemen als het massa heeft en als je dat kunt aantonen en meten. Maar Einstein zei dat materie helemaal kan veranderen in energie: als een positief en een negatief elektron met elkaar botsen.
Eigenlijk weet men het nog niet precies. Het denken over materie is nog steeds in beweging.

37. IJzer in bloed en ijzer in staal

Als je gauw moe bent en een beetje bleek ziet, kan je bloedarmoede hebben. Daar kom je van af met ijzerpillen.
Bloedarmoede betekent dat je te weinig ijzer hebt in je rode bloedlichaampjes.
IJzer is dus belangrijk. IJzerhoudende voedingsmiddelen: appelstroop. sesamzaad, lever, zonnebloempitten. Voedingsmiddelen met ijzer verrijkt: cornflakes en limonadesiroop.

Feiten over bloed:
- een rode bloedcel leeft 120 dagen.
- je hebt 25.000 miljard rode bloedcellen (ook wel bloedlichaampjes genoemd)
- EPO is een groeifactor voor de aanmaak van bloedcellen (gaat dan sneller).
- zuurstof is nodig voor levensprocessen.
- je presteert minder op grote hoogten (boven 2.000 meter) omdat er dan weinig
zuurstof in de lucht zit.
- een training op grote hoogte en injectie van EPO verbetert de prestaties.
- kreeften hebben blauw bloed. Zij hebben geen ijzer maar een eiwit dat met zuurstof
blauw kleurt.

IJzer, in het Latijn ferrum (symbool Fe), was al in de prehistorie in gebruik. Het is het goedkoopste metaal en de grondstof van staal.
Ongeveer 3.000 jaar geleden ontdekten men onder andere in Egypte de mogelijkheid van het bewerken van metalen in ovens bij hoge temperaturen. Toen kon men ijzer maken uit ijzererts en houtskool.

Van het ijzer werden steeds hardere mengsels met andere stoffen gemaakt, zoals staal (= ijzer met koolstof gemengd). Er werden bruggen en schepen van staal gebouwd en ook de Eiffeltoren bestaat uit staal.

Van staal worden drankblikjes gemaakt. Ze zijn heel licht en sterk. Ze zijn hygiënisch en goed te bedrukken. En ijzer/staal/blikjes zijn magnetisch. Bijna al het blik in huishoudelijk afval kan er dus met hele sterke magneten uitgetrokken worden en worden hergebruikt.
Blik vormt bijna 60% van alle staalafval.

Elk jaar komen er 14 miljoen auto’s in de EU op het autokerkhof terecht. Die worden gerecycled in opwerkingsfabrieken. Het materiaal dat overblijft na scheiding in allerlei spullen (bijv, plastic en olie) is ijzer. Dat ijzer kan weer worden gebruikt in de staalfabrieken.

38. Natuurlijk gezond?

Niet alles wat natuurlijk is, is gezond. Vergiftiging komt bij kinderen vaak voor, maar ook bij huisdieren. Vergiftiging wordt vaak veroorzaakt door medicijnen, beten/steken van dieren, chemicaliën en huishoudmiddelen. Er zijn ook veel giftige kamerplanten

Een vergiftige stof moet echter wel een aantal hindernissen in ons lichaam nemen voordat hij echt gevaarlijk wordt. De wetenschap die zich met vergiften bezighoudt heet toxicologie.
Wanneer iets een gif is, is moeilijk te zeggen. De Zwitserse geneeskundige Van Hohemheim (bijnaam: Paracelsus) zei: “Alles is giftig en niets is niet giftig; alleen de dosis maakt iets tot gif.”
Je kan doodziek worden van het eten van een ons drop achter elkaar en een heel klein beetje gif kan soms genezend werken.

In oude boeken worden vaak ‘natuurlijke geneeswijzen’ besproken. Vergiftiging door het vijfvingerkruid is te genezen met olijfolie, vet van gerst eb het geel van eieren. Uit Armenië kwam aarde met een witte kleur. Ook nu nog eten mensen in Gelderland bepaalde soorten zware aarde tegen reumatiek.

Het is en blijft moeilijk om het begrip giftig goed te omschrijven. We gebruiken zelf ook giftige stoffen zoals alcohol, tabak en cafeïne (in de koffie).

39. Papier

Papier is een soort matje van vezels. De vezels blijven aan elkaar zitten doordat ze een ruw oppervlak hebben. De vezels zijn altijd van plantaardig materiaal afkomstig, want dierlijke vezels zijn niet ruw genoeg.
Geschept papier wordt gebruikt voor bijzondere gelegenheden (trouwen bijv.).
Feiten over papier:
- een voorloper van papier is de Egyptische papyrus. Het is afkomstig van de stengels van een
plant uit de Nijl-delta en werd vooral gebruikt om er sandalen mee te vlechten.
- Julius Caesar voerde in 59 voor Chr. Een soort krant in, die was gemaakt van met de hand
beschreven perkament (geprepareerde dierenhuid). De oudste krant van Nederland is de
Leeuwarder Courant (uit 1752).
- het bedrukken van papier met letters gebeurde eerst door houtsneden. Pas nadat er metalen
lettervormen waren en goed papier, konden boeken worden gedrukt. De eerste gedrukte
boeken verschenen in Japan en China. In Europa begint dit rond 1450 in onder andere Holland
en Italië. Drukinkt werd van roet (lampenzwart) gemaakt. De eerste drukpersen waren gewone
linnenpersen, zoals ze in wasserijen werden gebruikt.
- in 1926 werd in Nederland (Venlo) het lichtgevoelig papier ontdekt om daarmee
doorschijnende tekeningen te maken. Daarvoor kenden we alleen ‘blauwdrukken’, maar nu
dus ook ‘witdrukken’. Een tweede ontdekking was het maken van papier voor rasterkopieën,
zoals nu nog steeds gebruikt voor krantenfoto’s.
Ook het maken van fotopapier werd in Nederland (Soest) ontdekt.
- Elektronisch papier is natuurlijk helemaal geen papier, maar een beeldscherm dat je kunt
oprollen en dat weinig stroom gebruikt. Het systeem kan worden gebruikt voor billboards en
voorop een bus (voor het busnummer en de bestemming).

Uitvinders zijn overal te vinden: op universiteiten, bij grote bedrijven of thuis. Belangrijk bij uitvinders is serendipiteit = het vermogen om een toevallige ontdekking te kunnen doen.
a. Patsy O. Sherman heeft Scotchgard textiel impregneer (= een antivlekkenmiddel) toevallig uitgevonden toen ze in 1953 het spul op een sportschoen van haar collega liet vallen en het niet meer schoon kreeg. Deze stof stootte dus water en olie af.
b. De Zweedse Emma Emden had in 1985 de papieren babyslab uitgevonden: slabbetjes aan een rol, zoals keukenpapier.
c. De Amerikaanse uitvinder Margareth Knight ontwierp in 1871 de papieren boodschappentas. Deze tas wordt nog steeds (vooral in supermarkten) gebruikt.

De uitvinder van het papier is eigenlijk de wesp. Deze maakt een nest door het fijnkauwen van hout en schors tot papier.
Papier werd al voor onze jaartelling gebruikt als inpakpapier en niet om op te schrijven..
- Jaar 105: schrijfpapier uitgevonden door Ts’ai Lun in China
- 509: toiletpapier
- 1189: eerste papiermolen in Europa (plaats Herault in Frankrijk)
- papier wordt gemaakt van katoenen en linnen vodden
- 1840: ontwikkeling nieuwe vezelbron in Duitsland: het hout.

Nederland is wereldkampioen oud papier inzamelen. Oud papier is een belangrijke grondstof voor papier en katoen.
Een kwart van ons huishoudelijk afval bestaat uit papier (kranten, verpakking, tijdschriften). Hiervan kan 65% worden hergebruikt. Dan kan niet met keukenpapier, zakdoekjes en koffiefilters.
Karton bestaat zelfs voor 100% uit oud papier.
100% hergebruik is echter niet mogelijk, want de papierindustrie heeft ook vers papier nodig, omdat de vezels maar vier- tot zesmaal opnieuw gebruikt kunnen worden.
Er zijn ook nog andere oplossingen voor oud papier: het kan worden opgestookt en met de warmte wordt elektriciteit opgewekt (dit gebeurt nu nog niet). Er wordt ook isolatiemateriaal van gemaakt.

Het bleken van papier is tegenwoordig niet meer zo vervuilend als vroeger, toen chloor gebruikt werd om de houtpulp te bleken, waardoor giftige stoffen vrijkwamen.
Op een school worden bijna 1 miljoen kopieën per jaar gemaakt. Dan kan beter kringlooppapier worden gebruikt dan gewoon papier. Het is beter voor het milieu en vaak iets goedkoper.

De meeste tekeningen zijn voorbereidingen voor schilderijen. De vroegste tekeningen zijn aangetroffen op rotswanden. In de Middeleeuwen werd perkament (geprepareerde dierenhuid) gebruikt om op te tekenen (was heel glad van oppervlak). Papier werd al gauw in verschillende kleuren gemaakt en voorzien van watermerken. Het dunne Japanse/Chinese papier werd uit zijde gemaakt. Getekend werd met een rietpen of een veren pen. De inkt was galnoteninkt. De oudste pentekeningen (het Utrechts Psalter uit 900) worden in het Utrechtse Catharijneconvent bewaard.
De inktsoort sepia komt van de inktvis en wordt pas sinds het einde van de 18e eeuw gebruikt.
Papier wordt bij de tekenkunst gebruikt voor houtskooltekeningen, aquarellen en voor grafiek. Grafiek is een verzamelnaam voor allerlei reproductietechnieken van kunst op papier, zoals steendruk, kopergravure en etsen. Ook zeefdrukken worden op papier gemaakt.

40. Alle goede dingen bestaan in drieën

Elementbehoud = het behouden blijven van iets essentieels in de materie.

De elementaire onsplitsbare stof wordt door mensen als Boyle, Lavoisier en vooral John Dalton ontwikkeld. Dalton was wiskundige en natuur- en scheikundige.

Voorbeeld van elementbehoud: ijzer uit de aardkorst komt alleen voor als een rood ijzererts. Hieruit kun je door verhitting het pure ijzer krijgen. Dit pure ijzer reageert weer snel met luchtzuurstof, waardoor zich rood ijzerroest vormt. Uit dit schroot kun je weer pure ijzer maken.
IJzer is dus iets heel anders dan roest, maar het element ijzer zit er bij beiden in.

Elementen zijn niet verder te ontleden in andere stoffen: zij bestaan maar uit één soort atomen.

Als je met een magneet een paar minuten over een naald strijkt en je legt de naald op het water, dan wijst hij altijd dezelfde kant op (een kompas). De naald richt zich met zijn zuidpool naar de noordpool van de aarde (= een hele grote magneet).

Er zijn drie magnetische materialen: ijzer, nikkel en kobalt.
Kobalt wordt onder andere gebruikt in kobaltglas (blauwe kleur)
Nikkel zit in veel dingen: muntgeld, piercings, sieraden, scharen, sleutels en ritssluitingen.

Nikkelallergie is te herkennen aan een afdruk van het nikkelen sieraad op de huid met een rode rand eromheen.

Maar er zijn nog meer drietallen of triades:
- Osmium (ruikt prikkelend en is zwaarste materiaal op aarde). Wordt gebruikt in vulpenpunten.
- Iridium (zit in gekleurde zouten) is zeer hard.
- Platina (ook wel klein zilver genoemd) wordt gebruikt in standaardgewichten en voor juwelen.
Dit drietal metalen is zilverwit en erg kostbaar.

Chloor, Broom en Jood vormen ook een drietal. Ze stinken, zijn scherp en agressief en bacteriedodend. Er kunnen zoutachtige stoffen van worden gemaakt, bijv. keukenzout (= natriumchloride).

1. Hierboven heette de leer der triaden
2. Wet der octaven: als je de elementen op een rij legt van een kleine naar een grote atoommassa, hebben de nummers 3, 11 en 19 dezelfde eigenschappen als de nummers 4, 12 en 20
3. Het Periodiek Systeem der Elementen: de elementen zijn gerangschikt naar opklimmende atoommassa.

Met het Periodiek Systeem kun je stofeigenschappen voorspellen, zoals kleur, geur en chemische reactiviteit.
Ook over de vindplaats van een stof kun je een voorspelling doen, omdat in de aardkorst families van stoffen bij elkaar worden aangetroffen en ook de triaden.

Ook edelgassen vormen een familie. Het zijn:
- helium (wordt gebruikt in feestballonnen)
- neon (zit in lichtreclamebuizen)
- argon (zit in gloeilampen, maar niet in spaarlampen)
- krypton
- xenon en
- radon.

Ze worden edelgassen genoemd omdat ze nauwelijks een reactie aangaan met andere stoffen.

41. Geheim van goede smaak en raadsel van de chemie

Voor iedere smaak trekt de mens een ander gezicht:
1. zuur: samengetrokken mond
2. zoet: een tuitmond
3. zout: een grijns
4. bitter: een open mond.

Alle smaken zijn eigenlijk geuren. Dat werkt als volgt: je neemt een hap, de geur van de stoffen gaat achterom je neus in en bij het uitademen ruikt je neus wat er in je mond zit. Bovenin de neus zit namelijk een gevoelig stuk je slijmvlies dat de geuren onderscheiden kan (werkt net als de tong).

De veranderingen van de ene stof in de andere vormen het raadsel van de chemie. Bijv. een hortensia bloeit soms rozerood, soms met blauwe bloemen. Eeen beetje kalk op de aarde rond de plant zorgt voor blauwe bloemen.

Alle natuurwetenschappen kennen grensgebieden. Biochemie, biofysica, fysische chemie zijn allemaal vakken die gaan over verschijnselen die op de grensvlakken van de vakken biologie, natuurkunde en scheikunde plaats vinden.

Er is geen scherp onderscheid tussen chemie en fysica. Bijv. een paracetamol wordt gemaakt volgens een chemisch proces; maar het uitkristalliseren is omkeerbaar en zou dus geen chemisch proces zijn. Je kunt het namelijk weer oplossen in water.