Stoffen en Materialen

Temple run 2dStoffen

Wat is een stof?

Waar je kleding van gemaakt is? Of wat je opzuigd met de stofzuiger? Of wat op de kast ligt?

Nee in de wetenschap betekent een stof veel meer.

Een stof bestaat uit kleine deeltjes die we moleculen noemen. Dit zijn de kleinste deeltjes waarin je stof kunt snijden of vermalen.
Een molecuul is dan ook het kleinste deeltje van een stof die alle eigenschappen van die stof nog bezit.
Door onderzoeken is gebleken dat deze moleculen ook weer uit kleinere deeltjes bestaan.
Deze noemen we atomen naar het griekse woord atomos en dat betekend niet meer te delen.
Van deze atomen zijn er ongeveer 109 bekend, deze moet je zien als kleine bouwsteentjes waarmee je dus moleculen kunt bouwen.

Een paar bekende en belangrijke atomen zijn:

Koolstof die we in de scheikunde aanduiden met “C”,
Zuurstof met een “O”,
stikstof met een “N”,
waterstof met een “H”.

We kunnen deze atomen in allerlei combinaties aan elkaar geplakt zien en moleculen vormen.bijvoorbeeld:

-Water is H2O
(2 Waterstof atomen en een Zuurstof atoom vormen samen het water molecuul).
-Suiker is C6H12O6
(6 Koolstof atomen, 12 Waterstofatomen en 6 Zuurstof atomen vormen het suiker molecuul)
-Paracetamol C8H9NO2
(8 Koolstof atomen, 9 Waterstof atomen, een Stikstofatoom en 2 aZuurstofatomen)
-Alcohol C2H5OH
(2 Koolstof atomen, 6 Waterstofatomen, een zuurstof atoom en nog een waterstofatoom)

Glucose

We zien dat in alle stoffen veel overeenkomende atomen zitten alleen zijn de stoffen heel verschillend, ze hebben allemaal hun eigen eigenschappen.

Wat is bijvoorbeeld de overeenkomst met water en Alcohol?
Ze zijn beide vloeibaar en helder en hebben geen kleur.
Het verschil is dan Water geen geur of smaak heeft en niet brandbaar is, terwijl alcohol een bepaalde geur en smaak heeft en zeer brandbaar is.

 

Al deze eigenschappen noemen we ook “Stofeigenschappen”

Welke stof eigenschappen kennen we allemaal?
Dit zijn er heel veel, maar de bekende zijn:

-Geur.
-Kleur.
-Smaak.
-Fase.
-Brandbaarheid.
-Smelt temperatuur.
-Dichtheid.

 

Dichtheid van een stof.

Wat is zwaar? Wat is ligt?  Een stuk plastic van 4m3 is zwaarder dan een stuk lood van 3mm3.
Maar toch vinden we lood zwaarder dan plastic. Hoe zit dat nu eigenlijk?

We hebben een afspraak gemaakt dat we stoffen vergelijken van een gelijke volume. Oftewel, we vergelijken een stuk plastic van 1cm3  met een stuk lood van 1cm3 en dan kunnen we stellen dat lood zwaarder is dan plastic.
Zo heeft elke stof zijn eigen gewicht per 1cm3 . Maar we hebben meestal geen blokjes van 1cm3 , hoe bepaal je dan de dichtheid van een stof?

-Allereerst moet je de massa bepalen, dat doe je door het voorwerp te wegen met een weegschaal.

Digitale weegschaal

-Ten tweede moet je het volume bepalen, dat kan je op 2 manieren doen.
Als het voorwerp een kubus is kan dit eenvoudig door de lengte keer de breedte keer de diepte te vermenigvuldigen.

Als het voorwerp onregelmatig is gebruiken we de onderdompelingmethode.
Je neemt een maatglas en doet er een aantal ml water in, vervolgens doe je het voorwerp erbij en het verschil in ml is het volume van het voorwerp.

Volume bepalen

Nu kunnen we de dichtheid berekenen door de massa te delen door het volume.

Oftwel: stoffen en materialen

Als je dit doet voor een aantal stoffen dan krijg je dat de dichtheid van water 1g/cm3 en voor kwik 13,6 g/cm3 zoals je hieronder ziet.

dichtheid

 

Hoe groot en hoe zwaar is nu eigenlijk een molecuul? en een atoom?

Een molecuul is groter dan een atoom, omdat een molecuul bestaat uit atomen.
Een molecuul kunnen we niet met het blote oog zien, het kleinste deeltje wat we met het blote oog kunnen zien is 0,1 mm.
Terwijl een molecuul een middellijn van ongeveer 0,000.000.1 mm, maar hoe weten we dan hoe moleculen eruit zien?
We kunnen dingen vergroten met een vergroot glazen en microscopen, maar deze kunnen meestal tot zo’n 100x en dat is nog 10.000 keer te weinig.
Er zijn speciale microscopen (electronen microscoop) die door de Duitser dr.E.W.Muller is gemaakt en deze kan een paar miljoen keer vergroten.
En hiermee kunnen we dus moleculen zien.

 

Het gewicht van 1 molecuul water is 0,000.000.000.000.000.054 mg (54.10-18). Zoals hierboven beschreven een doorsnede van een molecuul is 0,000.000.1 mm
Een milliliter water bevat dan ongeveer 20.000.000.000.000.000.000 (20 triljoen) moleculen.

Een atoom is ongeveer 0,000.000.06 mm (helium).