Hoofdstuk 5

Paragraaf 5.2

Een ontledingsreactie is een chemische reactie waarbij uit een beginstof twee of meer reactieproducten ontstaan.

De meeste ontledingsreacties hebben energie nodig. Een uitzondering hierop is de ontledingsreactie van ammoniumdichromaat.
Als je ammoniumdichromaat ontleedt, komt er juist energie vrij. Het reactieschema voor de ontledingsreactie is: ammoniumdichromaat (s) -> chroomoxide (s) + stikstof (g) + water (l)

Paragraaf 5.3

Bij het ontleden van verbinddingen kunnen er, naast elementen, ook andere verbindingen ontstaan. Bijvoorbeeld bij de ontleding van calciumcarbonaat (CACO3). Dan ontstaan calciumoxide (CaO) en koolstofdioxide (CO)

Thermolyse is een ontledingsreactie waarbij warmte wordt gebruikt. Bij elektrolyse wordt elektrische stroom gebruikt en bij fotolyse is licht de energiebron.

Paragraaf 5.4

Bij het maken van ijzer uit ijzererts wordt er meestal koolstofmono-oxide toegevoegd. Zo gaat de reactie makkelijker die normaal begint bij een tempratuur van rond de 3000 graden.

Paragraaf 5.5

In het toestel van Hofmann wordt water ontleed met elektrische energie. Hierbij ontstaan waterstof en zuurstof.

Waterstof kun je gebruiken in een brandstofcel. In dit proces wordt waterstof verbrand en ontstaat water. Dit proces is dus milieuvriendelijk. Toch zijn er nog problemen:

- Voor het maken van waterstofgas is energie nodig
- De opslag en het transport van waterstoof is gevaarlijk en daarom kostbaar
- Bij bussen die op waterstof rijden, wordt de uitlaat heet. Er is contact met lucht. Dat betekent dat er stikstofoxiden ontstaan waaruit toch nog zure regen kan worden gevormd.

Materialen vormen een groep van stoffen die je kunt gebruiken om er iets van te maken. Materialen kun je onderverdelen in vier groepen:

- Metalen
- Natuurlijke polymeren, zoals cellulose, zetmeel, eiwit, rubber etcetra
- Synthetische polymeren, zoals plastics, kunstrubber etcetra
- Composieten, een mengsel van twee of meer materialen

Aluminium kent vele toepassingen. Het is een van de belangrijkste materialen in onze maatschappij. Het is licht en het kan niet roesten, want een dun laagje is altijd al verroest. De grondstof voor aluminium is bauxiet. Hieruit word aluminiumoxide gewonnen. Daarna wordt door elektrolyse aluminium gemaakt.

Bij de elektrolyse van natriumchloride (NaCl), ontstaan natrium en chloor in de massaverhouding 22,99 : 35,45. Het natriumchloride moet eerst worden gesmolten voordat men de stof kan elektrolyseren. Dus bij elektrolyse van 1,00 ton natriumchloride ontstaan: 0,393 ton natrium en 0,607 ton chloor.

Paragraaf 5.6

Veel kleeurstoffen verbleken onder invloed van licht, vooral natuurlijke materialen zijn hier erg gevoelig voor. Doormiddel van fotolyse kan waterstof gewonnen worden. Profesoren hebben dit idee van een groene plant die fotosynthese kan doen. Dit proberen ze nu ook te doen bij water: door er zonlicht op te doen willen ze waterstof winnen.

Paragraaf 5.7

Elementen en verbindingen

Een ontleedbare stof is een verbinding. Een niet-ontleedbare stof noem je een element. Sommige elementen komen vrij voor, bijvoorbeeld zwavel, goud, koolstof, stikstof en zuurstof. De meeste elementen komen als verbinding voor, bijvoorbeeld aluminium in aluminiumoxide en ijzer in ijzeroxide.

Samenstelling van de aardkorst

De aardkorst bestaat voor 98% uit acht atoomsoorten, namelijk: zuurstof, silicium, aluminium, ijzer, calcium, natrium, kalium en magnesium. Deze atoomsoorten komen in de aardkorst overigens alleen voor in verbindingen (denk hierbij aan zand, kiezelsteen en klei)

Metalen

Goud, zilver en platina zijn edele metalen en worden op grond van deze eigenschap toegepast als siervoorwerpen. Koper is een halfedel metaal en wordt voornamelijk toegepast in elektriciteitsdraden en waterleidingbuizen. Natrium wordt op grote schaal toegepast in natriumlampen.

Metalen kunnen we ook op een andere manier onderverdelen, namelijk op het verschil in dichtheid. Lichte metalen hebben een kleine dichtheid, bijvoorbeeld magnesium en aluminium. Op grond hiervan worden deze metalen gebruikt in de luchtvaart. Titaan is ook een licht metaal en heeft een hoog smeltpunt. De combinatie van deze twee eigenschappen maakt titaan tot een geschikt materiaal voor de supersone luchtvaart en de ruimtevaart. Zware metalen hebben een grote dichtheid. Verbindingen van onder andere de metalen cadmium, kwik, thallium en lood zijn giftig, en vormen een groot milieuprobleem. De oorzaak van deze verontreiniging is vaak de niet erg verantwoorde manier waarop men in het verleden in de chemische industrie met reactieafval omging. Legeringen ontstaan door het mengen van gesmolten metalen.

Niet-metalen

Er zijn ongeveer twintig niet-metalen, onderverdeeld in verschillende groepen:

Halogenen

Tot de groep van halogenen behoren de niet-metalen fluor, chloor, broom en jood. Fluor en chloor zijn beide giftige gassen, broom is een zeer agressieve bruine vloeistof en jood een zwartgrijze vaste stof.

Edelgassen

Tot de groep van edelgassen behoren onder andere helium, neon en argon. Helium is een niet-brandbaar gas met een zeer kleine dichtheid, het word gebruikt in ballonvullingen. Neon wordt toegepast in verlichtingsbuizen. Argon wordt gebruikt in gloeilampen om het verstuiven van de gloeidraad tegen te gaan.

Fosfor

Fosfor komt voor als witten en rode fosfor. Witte fosfor is een belangrijk bestanddeel van brandbommen. Rode fosfor wordt onder meer toegepast als hulpstof bij het afstrijken van een lucifer.

Koolstof

Koolstof komt voor als grafiet en diamant, en ook als roet, cokes en Norit. Grafiet kan elektrische stroom geleiden en wordt daarom gebruikt als elektrodemateriaal bij elektrolyses. Grafiet wordt ook toegepast als smeermiddel en in potloodstiften. Diamant wordt gebruikt in boorkoppen. Geslepen diamanten worden gebruikt als sieraad.

Zwavel

Zwavel wordt toegepast bij het vulkaniseren van rubber.

Zuurstof en stikstof

Zuurstof en stikstof zijn de hoofdcomponenten van het gasmengsel lucht. Zuurstof is nodig voor verbrandingsreacties. Stikstof kan bij hoge temperatuur met zuurstof stikstofoxiden vormen, en deze stikofoxiden kunnen zure regen veroorzaken.

Waterstof

Waterstof heeft een grote brandbaarheid en kan worden toegepast in een brandstofcel. Ook is waterstof een belangrijke grondstof voor het maken van ammoniak, kunstmest en margarine