Eigenschappen van stoffen

Alles wat je ziet als je om je heen kijkt is ergens van gemaakt. De materie waar dingen van gemaakt zijn noemen we stoffen. We kennen enorm veel verschillende materialen of stoffen, die allemaal andere eigenschappen hebben. Door die verschillende eigenschappen kun je stoffen herkennen, en is elke stof voor een verschillend doel geschikt om te gebruiken.

Stofeigenschappen

Eigenschappen waaraan je stoffen kunt herkennen worden stofeigenschappen genoemd. Voorbeelden van stofeigenschappen zijn de kleur, de geur, de smaak, de brandbaarheid, de hardheid, het smeltpunt... Allemaal eigenschappen die je kunt waarnemen, hoewel het natuurlijk niet verstandig is om onbekende stoffen te gaan proeven, ruiken of aanraken.

Toch is niet alles wat je kunt zien een stofeigenschap. Massa, lengte en volume zijn bijvoorbeeld géén stofeigenschap: een andere hoeveelheid van de stof betekent namelijk helemaal niet dat de stof anders is. Stofeigenschappen zijn altijd onafhankelijk van de hoeveelheid stof.

Datzelfde geldt voor temperatuur: als de temperatuur van de stof verandert blijft de stof gewoon hetzelfde. Stofeigenschappen zijn onafhankelijk van de temperatuur van de stof.

Voorbeeld: water en zonnebloemolie

Wanneer je een glas water en een glas zonnebloemolie voor je hebt staan weet je waarschijnlijk meteen welke het water is. Dit komt omdat die twee stoffen allerlei stofeigenschappen verschillend hebben: ze hebben bijvoorbeeld een verschillende kleur, ze ruiken verschillend en als je ze zou proeven zou je merken dat ze niet hetzelfde smaken. Kleur, geur en smaak zijn dus eigenschappen waar je de stof aan kunt herkennen. Ook het kookpunt is een stofeigenschap die je kunt gebruiken om het water en de zonnebloemolie te onderscheiden. Het kookpunt is de temperatuur waarbij de stof kookt, en deze is voor iedere stof verschillend. Je zou de stoffen echter ook kunnen onderscheiden op bijvoorbeeld de brandbaarheid, de stroperigheid of de dichtheid.

Een stof herkennen

Je kunt stoffen en materialen herkennen door goed naar de stofeigenschappen te kijken. Stoffen kunnen heel erg veel op elkaar lijken, daarom zal je meestal meerdere stofeigenschappen moeten bestuderen om vast te stellen met welke stof je precies te maken hebt.

Sommige stofeigenschappen kun je vaststellen met behulp van je zintuigen. Denk bijvoorbeeld aan de kleur (die zie je), de geur (die ruik je), de smaak (die zou je kunnen proeven, maar dat mag je vanwege de veiligheid dus nooit doen!), de fase bij kamertemperatuur (die zie je) of de hardheid (die voel je).

Daarnaast zijn er ook verschillende stofeigenschappen die je kunt meten. Een paar voorbeelden:

• Je kunt de elektrische geleidbaarheid meten door een kleine stroom door het voorwerp te laten lopen, en dan de weerstand van de stof te bepalen.
• Je kunt het kookpunt of smeltpunt bepalen door met een thermometer de temperatuur te meten waarbij de stof kookt of smelt.
• Je kunt de dichtheid van de stof bepalen door de massa en het volume te meten.
• Je kunt de treksterkte bepalen met behulp van een trekbank. Je meet dan met welke kracht de stof uit elkaar getrokken moet worden totdat het stuk gaat.

Door steeds je meetwaarden te vergelijken met waarden in een tabel kun je bepalen met welke stof je te maken hebt.

Indicatoren

Een indicator is een stof waarmee je de aanwezigheid van een ándere stof of een stofeigenschap daarvan kunt aantonen. Een indicator kan jou helpen om een stof te herkennen. Je hebt vele verschillende indicatoren, waarmee je op basis van verschillende stofeigenschappen het onderscheid tussen stoffen kunt maken.

Om stoffen te onderzoeken worden er vaak indicatorstrookjes of indicatorpapier gebruikt. Deze veranderen van kleur als het met een bepaalde stof in aanraking komt. Wanneer je de kleur vergelijkt met de kleurenschaal op de verpakking krijg je informatie over eigenschappen van de stof. Voorbeelden hiervan zijn de indicatorstrookjes die je kunt kopen om de hardheid van water (hoeveel kalk er in het water zit) te bepalen, of het chloorgehalte in het zwembad te controleren.

Teststrookje waarmee je de hardheid van water kunt bepalen.

Metalen

Veel voorwerpen of onderdelen van voorwerpen zijn gemaakt van een metaal. Metaal is een verzamelwoord voor een aantal stoffen waaronder aluminium, koper, ijzer, goud, zilver, chroom, zink, lood en tin. Alle metalen hebben een aantal stofeigenschappen gemeenschappelijk: ze glanzen (als het oppervlak schoon en glad is), ze geleiden elektriciteit, ze zijn niet doorzichtig en het zijn goede warmtegeleiders. Ook kunnen metalen verbogen of ingedeukt worden, maar ze zullen niet snel breken.

Wanneer je verschillende metalen bekijkt zie je dat de kleur vaak verschillend is. Er zijn meer stofeigenschappen verschillend tussen de metalen, waardoor ze allemaal voor andere doeleinden geschikt zijn.

• Alle metalen hebben een ander smeltpunt (de temperatuur waarbij het metaal vloeibaar wordt): die van ijzer is 1535 °C, die van lood is 328 °C en die van kwik is -39 °C (dus die is vloeibaar bij kamertemperatuur).
• De metalen hebben een verschillende dichtheid, waardoor sommige metalen licht zijn (bijvoorbeeld aluminium) en sommige zwaar (bijvoorbeeld lood).
• Sommige metalen worden niet aangetast door lucht en vocht (zoals zilver en goud), andere wel (zoals ijzer, dat gaat roesten).
• De metalen ijzer, nikkel, kobalt en gadolinium worden aangetrokken door magneten, andere metalen niet.

Andere materialen

Naast metalen zijn er ook veel andere veelgebruikte materialen, die door het verschil in stofeigenschappen elk voor andere doeleinden geschikt zijn. Bijvoorbeeld:

• Glas: glazen voorwerpen zijn doorzichtig, hebben een glad oppervlak dat makkelijk schoon te maken is en worden niet aangetast door bijtende stoffen. Daarom zijn veel laboratoriummaterialen (zoals de erlenmeyer en het reageerbuisje) van glas gemaakt. Een nadeel van glas is dat het niet kan buigen maar erg breekbaar is.
• Keramisch materiaal: ook keramiek is makkelijk breekbaar, hard en vaak goed bestand tegen bijtende stoffen. Keramische materialen zijn echter niet doorzichtig. Wél kunnen ze heel goed tegen hoge temperaturen. Vandaar dat keramische materialen vaak gebruikt worden om stoffen in te verhitten.
• Kunststoffen: heel veel voorwerpen worden tegenwoordig van kunststof (plastic) gemaakt. Kunststof is vaak minder breekbaar en goedkoper. Wel is het meestal slecht bestand tegen hoge temperaturen en bijtende stoffen. Er zijn enorm veel verschillende plasticsoorten die elk hun eigen eigenschappen hebben. Denk aan piepschuim, PET (bijvoorbeeld statiegeldflessen), PVC (bijvoorbeeld afvoerbuizen voor water) en plexiglas (doorzichtig hard plastic).