Materie

Artikel 31 Wat is materie? Zo kun je een brand stoppen: - Probeer de brand in de kiem te smoren, haal de brandstof weg en stamp het vuur uit. - Gooi bijvoorbeeld een vloerkleed op de brandende materie, zo haal je de zuurstof weg. - Gooi een paar emmers water over de brandende materie. Massa is een hoeveelheid materie en kun je wegen met een balans. Ook gassen hebben een (hele kleine) massa. In 1789 publiceerde de Fransman Lavoisier een beroemd artikel over de theorie van de verbranding en de wet van behoud van massa. Hij liet een diamant verbranden, het leek alsof er niets over bleef. Maar Lavoisier toonde aan dat er koolstofdioxidegas ontstond, de diamant bestaat dus uit koolstof. De reactievergelijking voor deze proef is: C(s) + O²(g) à CO²(g) Er gaat geen massa verloren! Dit geldt voor iedere chemische reactie. Vroeger dacht men dat er in brandbare stoffen een vuurstof zat; flogiston. Na de brand was de flogiston verdwenen en bleef een hoopje as over. Dat klopt, alleen sommige stoffen (zoals metalen) worden juist zwaarder na de verbranding. De ontdekking van de rol van zuurstof maakt een eind aan de flogistontheorie. Feiten over alcohol: - Alcohol is zeer brandbaar. - Alcohol is een goed schoonmaakmiddel, want het heeft een ontvettende werking. - Alcohol is de basis voor alle parfums. - Alcohol is een giftige stof. Wij kunnen alleen maar kleine hoeveelheden alcohol verdragen. Anders krijgen we een alcoholvergiftiging (kater), dit is slecht voor je lever. Veel Fransen hebben hierdoor een leverkwaal. - Alcohol is sociaal gezien een belangrijke stof, want je krijgt er meer moed door. Wat voor en nadelen heeft. - Alcohol is gemakkelijk zelf te maken; je mengt gist en suikerwater en laat dat een paar dagen bij 37 graden staan. De reactie vergelijking voor bereiding van alcohol is: C6H12O6(aq) à 2C2H5OH(aq) + 2CO2(g) Hier geldt ook de wet van behoud van massa. Artikel 32 Ijzer in bloed en ijzer op zich

In je lichaam zit ijzer in hemoglobine in gebonden toestand. Hemoglobine bevindt zich in de rode bloedlichaampjes en het zorgt daar voor het transport van zuurstof door je bloed. Als je te weinig ijzer in je rode bloedlichaampjes hebt, heb je bloedarmoede. De arts schrijft je dan staalpillen voor. Ijzer 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. 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. Cokes was door gedeeltelijke ontgassing van kolen gemaakt. 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. 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. Artikel 33 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. Artikel 34 Papier 1
Papier is een soort matje van vezels, ze blijven aan elkaar zitten omdat ze een ruw oppervlak hebben. Er hoeven dus geen lijmstoffen in papier te zitten, hoewel deze de kwaliteit van het papier wel verbeteren. De vezels zijn altijd afkomstig van planten, omdat dierlijke vezels niet ruw genoeg zijn. De wesp is de uitvinder van papier, zij maakt een nest door het fijnkauwen van hout en schors tot papier. Uit archeologische vondsten blijkt dat papier al voor onze jaartelling werd gemaakt. Het werd gebruikt als inpakpapier, niet om op te schrijven. In 140 voor Chr. maken de Chinezen papier voor kleding, persoonlijke hygiëne en als inpakmateriaal. Volgens oude Chineze verhalen is het schrijfpapier uitgevonden door de eunuch Ts’ai Lun in het jaar 105 na Chr. In ieder geval is het bekend dat in 110 schrijfpapier wordt gebruikt en in 590 wordt het gebruik van toiletpapier beschreven. In 1150 komt de kunst van het papier maken naar Europa, Spanje om precies te zijn. Het Engelse parlement verbiedt in 1666 het gebruik van lijkkleden; al het oude katoen en linnen is nodig voor de snelgroeiende papierindustrie. Artikel 35 Papier 2
Feiten over papier: - Papyrus (voorloper van papier); Papyrus werd 3000 jaar geleden gebruikt. Het is afkomstig van de stengels van een plant uit de Nijldelta en werd in die tijd voornamelijk gebruikt voor het vlechten van sandalen. Als schrijfbladen gebruikten de Egyptenaren meestal perkament (afkomstig van dierenhuiden). Papyrus kon ook, dan moesten ze er eerst een soort mat van maken. Hij is niet zo fijn en sterk als ons papier en beschadigt snel. - Kranten; Caesar voerde in 59 voor Chr. een handbeschreven perkamente krant in. Deze kranten werden overal in Rome opgehangen. In China ontstonden dagbladen ergens tussen de zevende en negende eeuw. Tussen 1590 en 1610 verschenen in Londen de eerste dagbladen, in Antwerpen was dit in 1605. - Drukken; Het bedrukken van papier met letters gebeurde eerst door middel van houtsneden. Pas nadat metalen lettervormen waren uitgevonden en goed papier, kon het drukken van papier aanvang nemen. Het voor de letters gebruikte metaal was een loodlegering die in lettervormen werd gegoten. Drukinkt werd van roet gemaakt. De vroegste drukpersen waren gewone linnenpersen, zoals in wasserijen werden gebruikt. - Lichtgevoelig papier; In 1926 ontdekte Van der Grinten een nieuwe methode om doorschijnende tekeningen te reproduceren. Ze kenden alleen nog maar het zogenaamde blauwdrukken, maar met behulp van de methode van Van der Grinten kon men nu witdrukken maken. Na deze ontdekking volgde gelijk een tweede; het maken van papier voor rasterkopieën. Dit wordt nu nog voor krantenfoto’s gebruikt. Niet alleen dit is in Nederland ontdekt, maar ook het fotopapier. - Oud papier; Dit is een belangrijke grondstof voor papier en karton. Karton bestaat voor 100% uit oud papier en (kranten)papier voor 75%. 100% hergebruik is niet haalbaar, omdat de papierindustrie ook vers papier nodig heeft. De vezels kunnen maar vier- tot zesmaal worden hergebruikt. - Vooroordeel: het gebruik van chloor; Het bleken van papier is niet meer zo vervuilend als vroeger, omdat nu alternatieve bleekmiddelen worden gebruikt in plaats van chloor. Bij chloor worden er uitermate giftige dioxinen gevormd. Dit zat niet alleen maar in het afvalwater, maar ook in de papierproducten. Daarom wordt er nu waterstofperoxide en chloordioxide gebruikt, hieruit ontstaan geen dioxinen. - Kopieerpapier op school; Op een school worden al gauw 500.000 tot een miljoen kopieën per jaar gemaakt. Daardoor kun je beter kringlooppapier gebruiken als gewoon papier. De vroegste tekeningen zijn aangetroffen op rotswanden. In de Middeleeuwen tekenden ze op perkament, dit bleef lang in gebruik omdat het glad was. Al gauw werden er verschillende tinten papier gemaakt, en het werd voorzien van watermerken. Er werd getekend met een rietpen of verenpen. De inkt was galnoteninkt. De inktsoort sepia komt van de inktvis, dit werd pas sinds het einde van de achttiende eeuw gebruikt. Artikel 36 Alle goede dingen bestaan in drieën

Er zijn drie magnetische metalen op de wereld: 1. Ijzer. 2. Kobalt; is een grijs metaal waarvan de naam afstamt van een boze geest (‘Kobold’) Het wordt onder meer gebruikt in kobaltglas, heeft een blauwe kleur. 3. Nikkel; is ook een grijs metaal. Het woord stamt af van ‘Kupfernickel’ (vals koper), dit komt omdat nikkelerts lijken op rood koper. Nikkel is hard en duurzaam, en veroorzaakt bij veel mensen allergie. Ze vermengen zich in gesmolten toestand alledrie gemakkelijk. Een legering van alledrie wordt gebruikt om hele sterke magneten te maken. Deze is twaalf keer zo sterk als een even grote stalen magneet. Ook komen deze drie betalen van een andere wereld, ze komen voor in meteorieten. Een ander drietal (triade) bestaat uit: 1. Osmium; ontdekt in 1804. Het ruikt prikkelend en is het zwaarste metaal op aarde. Het wordt toegepast in vulpenpunten. 2. Iridium; komt van iris (regenboog) omdat het in gekleurde zouten zit. Ook dit metaal is in 1804 ontdekt en is ongelovelijk hard. 3. Platina; al ontdekt in de zestiende eeuw. Het wordt gebruikt in standaardgewichten en voor juwelen. Dit drietal metalen is zilverwit en erg kostbaar. Nog een ander drietal; chloor, broom en jodium. Het lijkt wel of deze stoffen ‘familie’ van elkaar zijn; ze stinken, zijn scherp en agressief. Ze zijn bacteriedodend en de kleur loopt van geen naar bruin. Van deze ‘halogenen’ kunnen zoutachtige stoffen worden gemaakt, zoals keukenzout of dieetzout (voor mensen met een hoge bloeddruk). De wet der octaven; als je de elementen op een rij legt uitgaande van een kleine naar een grote atoommassa, dan hebben de nummers 3, 11 en 19 en de nummers 4, 12 en 20 soortgelijke eigenschappen. Deze wet is geformuleerd door de Britse scheikundige Newlands. Artikel 37 Het geheim van een goede smaak en het raadsel van de chemie
Bij warm weer heb je zin in wat zuurs, omdat je lichaam dan minder maagzuur aanmaakt. Als je denkt over zuur, stroomt er speeksel in je mond.. Bij elke smaak trek je een ander gezicht. De waardering van zout is aangeleerd en die van bitter schijnt erfelijk te zijn. In onze hersenen zit een ‘smaakcentrum’ en op onze tong ‘smaakreceptoren’. Dit zijn holletjes waarin een molecule van een zoete, zure, bittere of zoute stof precies in past. De smaakinformatie loopt via de zenuwen naar het smaakcentrum. De tong kan maar vier (of vijf) smaken waarnemen. Alle andere smaken zijn eigenlijk geuren. à Je neemt een hap, de geur van de stoffen gaan achterom je neus in en bij het uitademen ruikt je neus wat er in je mond zit. Bovenin je neus zit een gevoelig stukje slijmvlies dat geuren kan onderscheiden. Het waarnemen van geuren in voor een deel aangeleerd en soms genetisch bepaald. Sommige mensen hebben een beter onderscheidend reukvermogen als anderen. Androsteron wordt niet door iedereen waargenoemen. Kinderen ruiken het, en 50% van de volwassenen. Bovendien vinden veel mensen die het kunnen waarnemen het een vieze lucht. Vrouwen ruiken deze geur beter als mannen. Iodocresol is een stof met een ‘medisch luchtje’ en wordt door 90% van de mensen niet geroken. De geur van zweer, isovaleriaanzuur, wordt door 3% van de mensen niet waargenomen. Artikel 38 De handen van madame Curie
Radioactiviteit is een wonderlijk verschijnsel dat ontdekt werd door de Franse natuurkundige Becquerel (1852-1908). In 1896 ontdekte hij bij toeval een verschijnsel dat een groot voordeel maar ook groot gevaar voor alle mensen zou worden. Hij was een autoriteit op het gebied van fluorescentie en fosforescentie. In 1895 had de Duitse natuurkundige Röntgen een nieuw soort straling ontdekt dat door papier, karton en vlees heen ging maar niet door botten of goud. Becquerel was de expert op het gebied van fosforescerende kristallen. Hij onderzocht uraankristallen om uit te vinden of er bij fosforescerentie ook röntgenstraling zou ontstaan. Zo ging dat: 1. Hij liet het kristal eerst een tijd door de zon beschijnen ( opwekken van fluorescentie). 2. Hij wikkelde hem in metaalfolie en legde het in een donkere kamer op een fotografische plaat. 3. Na enige tijd was er een afdruk van het kristal op de plaat te zien. 4. Toen probeerde hij het zonder belichting vooraf; er was weer een afdruk te zien. Hij had ontdekt dat kristal van uraan altijd stalen uitzend met of zonder zon. Enkele jaren daarna liet hij zien dat de stralen door een magnetisch veld konden worden afgebogen. De stralen moesten wel uit kleine geladen deeltjes bestaan. Ook radium zent stralen uit (is in 1898 door Marie en Pierre Curie ontdekt). De oude grieken hadden al denkbeelden over de inwendige structuur van de materie. Pas in 1806 kwam er een wetenschappelijke theorie. John Dalton combineerde de vroegere theorien met de door hem verrichte metingen van massaverhoudingen waarmee de stoffen zich met elkaar binden. Zo mat hij dat ijzer en zwavel zich altijd in de massaverhouding 7:4 met elkaar verbinden. Volgens onderzoek van Thomson (1856-1940) zijn atomen niet ondeelbaar, maar bestaan ze uit protonen en elektronen die tegengestelde elektrische ladingen hebben. De protonen bleken veel zwaarder te zijn dan de elektronen. (1836 x zwaarder) Ook kwam men er na de onderzoeken van Becquel en anderen er snel achter dat er drie soorten radioactieve staling was. Rutherford was de ontdekker van de eerste twee: 1. Alfa-stralen; positief geladen heliumdeeltjes. 2. Bèta-stralen; negatief geladen elektronen. 3. Gamma-stralen; zeer doordringend soort röntgenstraling. Het kan zijn dat een radioactief materiaal alle drie de stralingen uitzendt. Rutherford (1871-1937) maakte het eerste atoommodel; een positieve kern waar de elektronen omheen draaiden. Tussen de kern en de elektronen was een enorme leegte. Bohr (1885-1937) stelde een andere vorm voor; een postieve atoomkern, waaromheen de elektronen in bepaalde vaste banen bewegen. In 1963 vond de Amerikaanse onderzoeker Gell-Mann aanwijzingen dat protonen en neutronen, die voordien ondeelbaar werden geacht, op hun beurt uit nog kleinere deeltjes bestonden. Hij noemde ze quarks. Artikel 39 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. Artikel 40 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. Artikel 41 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. Artikel 42 Oorlog en vrede
Lezen springstoffen en dynamiet. Minder belangrijk