Hoofdstuk 8: metalen

Paragraaf 1 edel en onedel

Metalen hebben eigenschap: warmte- en stroomgeleiden

Verschil is in edelheid. Hoe onedeler het metaal, des te beter het reageert met andere stoffen. Daarom het vaakst als verbinding (oxide en sulfide)

Au, Ag en Pt zijn edelmetalen. Reageren niet of nauwelijks met andere stoffen. Natuur als zuiver metaal

Andere zijn onedel en reageren wel met andere stoffen. Natuur altijd als verbinding.

Metaalmengsels = legeringen

Legering met kwik = amalgamen

Zware metalen hebben hogere dichtheid en zijn schadelijk voor mens en milieu gevaarlijkste zware metalen = lood (Pb), cadmium (Cd) en kwik (Hg)

Kwik en lood tasten hersenen en centrale-zenuwstelsel aan.

Cadmium schadelijk voor lever en nieren. Het zit in sommige batterijen en horen bij klein chemisch afval (kca)

Paragraaf 2 corrosie

Corrosie = de ongewenste aantasting van materialen door reacties met stoffen uit de atmosfeer ( vb. water en zuurstof)

Bij de meeste stoffen is corrosie niet erg. Aluminium vormt via corrosie een beschermlaag tegen verder aantasting. Dit laagje is ondoordringbaar. Voor de meeste stoffen. Reactie:

4 Al (s) + 3 O₂ (g) > 2 Al₂O₃ (s)

IJzer reageert wel met stoffen en ontstaat ijzerroest > roesten

IJzer (s) + zuurstof (g) + water (l) > ijzerroest (s)

4 Fe (s) + 3 O₂ (g) > 2 Fe₂O₃ (s) (ijzer (III) oxide)

IJzer word vaak bedekt door zink. Zink vormt ook een beschermend oxide-laagje. Staal = ijzer en koolstof

Staal met een laagje zink = verzinkt of gegalvaniseerd staal

Dit wil je ook lezen:

Zo schrijf je een goed opiniestuk

Staal met een laagje tin = blik

IJzer met laagje chroom = verchromen

Etsten = een  manier om op metaalplaten figuren aan te brengen

Paragraaf 3 van ijzererts tot ijzer

Ertsen zitten als gesteente in aardkorst en je kan er metalen van maken (ijzererts (veel ijzer(III)oxide) en bauxiet (veel Al₂O₃ (s) en koperkies (veel CuS))

Staal = ijzer en koolstof

In de hoogoven worden mengsel van ijzererts, cokes en kalk gestort. In de hoogoven loopt de tempratuur langzaam op tot 1200°C waar hete lucht word ingeblazen. Bij deze tempratuur reageert cokes (=koolstof) tot koolstofmono-oxide:

2 C(s) + O₂(g) >  2 CO(g)

Dit reageert goed op ijzer(III)oxide in de ijzererts Er ontstaat ruwijzer en koolstofdioxide. Bij de hoge tempratuur zakt het naar beneden en daar kan ruwijzer worden afgetapt. Reactie:

Fe₂O₃(s) + 3 CO(g) >2 Fe(l) + 3CO₂(g)

Kalk moet de resten van het erts binden. = hoogoverslak

Ruwijzer word omgezet in staal

Daarbij verlaagt het koolstofgehalte.

• Lager dan 1,5% = ijzer smeedbaar
• Hoger dan 1,5%= gietijzer

• Gietijzer is niet bewerken zoals staal
• > gelegeerd staal is een mengsel van ijzer met een of meerdere andere metalen (vb. roestvast staal)

Reactie van ruwijzer uit ijzererts:

2 Fe₂O₃ (s) + 3 C (s) > 4 Fe (l) + 3 CO₂ (g)

Om hiermee te gaan rekenen heb je de relatieve atoommassa nodig

Zie hoofdstuk 1 paragraaf 6

Om van ruwijzer staal te maken moet er minder koolstof in.  Daarom word schoot (ijzerroest en ijzer(III)oxide) toegevoegd en word zuurstof overheen geblazen.

Om dit te berekenen moet je het totaal – de hoeveelheid wat je moet krijgen afhalen. Zo weet je hoeveel je nodig hebt om de hoeveelheid koolstof er uit te halen. >

Paragraaf 4 van bauxiet naar aluminium

Bauxiet word bereid door een hoog percentage aluminiumoxide

1. Scheiden van aluminiumoxide van bauxiet
2. Grote bakken verhitten tot het vloeibaar is door elektrolyse
3.  Aluminiumoxide ontleed in aluminium en zuurstof

2 Al₂O₃ (l) > 4 Al (l) + 3 O₂ (g)

1. Zo kan vloeibaar aluminium worden afgetapt

Metaalertsen raken ooit een keer

Sommige metalen kunnen  langer als we gaan hergebruiken

Aluminium is makkelijk te verwerken tot nieuw aluminium en het kost minder energie dan vanuit bauxiet