Natuurwetenschappen ontharingstechnieken

Natuurwetenschappen ontharingstechnieken
 
Bij ontharingsmethoden, die gebaseerd zijn op elektriciteit of licht, spelen meer processen een rol dan verwijderen van het haartje alleen. We noemen er een paar:
  • Elektriciteit: soorten, wat gebeurt er, gevaren enz.
  • Chemische en natuurkundige processen die tijdens de behandeling worden geactiveerd
  • Maar ook straling, elektromagnetische goven spelen een rol
Belangrijk om te weten wat ze doen bij de behandeling, maar ook wanneer er plannen zijn om b.v. een apparaat te kopen. Handig om te weten waar het om gaat.
 
Eerst gaan we de atomen en met name de elektronen bestuderen.
 
Zonnestelsel
 
In ons zonnestelsel draait de aarde, samen met een aantal andere planeten met grote snelheid om de Zon. Dat de aarde niet rechtdoor gaat, het heelal in, komt door de aantrekkingskrachten van Zon en Aarde.
 
 
Ze zeggen wel eens dat hier boven de Makrokosmos is en hier beneden de Microkosmos. We moeten dan gaan denken aan atomen en moleculen.
 
Het  atoom
 
Het woord atoom betekent "niet deelbaar". Maar met bepaalde grotere atomen kunnen we dat inmiddels wel.
 
afgebeeld: het waterstof atoom (H)
 
Bij alle atomen, zien we een kern die een positieve elektrische lading (+) heeft. Om die kern draaien energiedeeltjes met een negatieve elektrische (-) lading.
De kern is opgebouwd uit:
  • Protonen: Zijn positief geladen deeltjes.
    • Voor deze H maar 1, maar er kunnen er bij andere atomen meer dan 110 zijn
    • Dit atoom heeft een atoomgetal van 1 omdat er maar 1 proton is
  • Neutronen: Zijn deeltjes zonder elektrische lading. Ze zorgen er voor dat de protonen elkaar niet afstoten.
    • H heeft geen neutron nodig, de overige elementen wel.
    • In de meeste gevallen zijn er evenveel Protonen als Neutronen.
  • Het atoomgetal is gelijk aan het aantal protonen.
  • De atoommassa is: aantal protonen + neutronen.
     Om de kern draaien: Elektronen in banen, we noemen die banen "Schillen":
    • De eerste schil noemen we de K schil. Deze kan maximaal 2 elektronen bevatten. Is deze vol, dan gaan we naar de:
    • De tweede schil is, de L schil. Deze kan maximaal 8 elektronen bevatten. Is deze vol, dan komt er een:
    • M schil, ook goed voor maximaal 8 elektronen.
    • Daarna kunnen de schillen meer elektronen bevatten. Dit valt verder buiten deze lesstof.
    • Elektronen zijn negatief geladen deeltjes  
      • H heeft 1 elektron, evenveel als aantal protonen
      • Voor de overige atomen (elementen) gaan we er vanuit, dat het aantal protonen, neutronen en elektronen gelijk zijn. We gaan niet in op de uitzonderingen.
    Tussen het proton en het elektron zit dus een (minimaal) elektrisch spanningsverschil. Dat noemen we een "Potentiaalverschil". Potentiaalverschillen of  spanning drukken we uit in Volt. Hier dus de kleinst mogelijke.
     
    Kan een atoom elektronen kwijtraken?
    Het antwoord is ja! Als het waterstofatoom het elektron kwijtraakt, dan wordt het positief geladen. 
     
    De regel is: zijn er meer protonen dan elektronen, dan wordt het Atoom positief.
    Het is een Ion geworden. Zo'n positief geladen Ion noemen we ook Kation.
     
    Andersom kan ook. Dan zijn er meer Elektronen dan Protonen. Het atoom is dan negatief geladen. Zo'n Ion noemen we een Anion. Let op: Bij H kan dit niet, die raakt hem alleen kwijt.
     
    Het Zuurstofatoom (Aangeduid met O)
     
    Het zuurstofatoom kan heel destructief zijn, maar zonder is er geen aards leven mogelijk. We gaan dit boeiende atoom nader bekijken.
     
     
    Wat zien we aan dit schema?
    • dat de kern van zuurstof bestaat uit 8 protonen (8+)
    • dus ook 8 neutronen
    • en ook 8 elektronen, nu verdeeld over 2 schillen
     
    Wat gebeurt er met de elektronenverdeling in de schillen:
    • In de eerste schil (K) passen maximaal 2 elektronen. Dan zijn er nog 6 over
    • In de tweede schil (L) gaan deze 6 elektronen
    • Er is nog ruimte voor 2 elektronen
    • Het atoom gaat nu streven naar een "edelgasconfiguratie". Dat betekent, dat het een volle buitenste schil wil hebben.
    Terug naar het Zuurstofatoom
    • De eerste schil K is na 2 elektronen vol. Er zijn er nog 6 over.
    • De tweede schil M kan er 8 hebben. Deze 6 passen er dus in. Er is nog ruimte voor 2
    • Dit atoom gaat proberen die buitenste schil vol te maken en gaat dus op jacht naar andere elektronen.
      • Dat noemen we: streven naar een "edelgasconfiguratie"
    In de praktijk betekent dit, dat atomen met 3 of minder elektronen in de buitenste schil ze kwijtraken en 5 0f meer ze wegpakken. Wanneer dat gebeurt is er een chemische reactie en ontstaat er een nieuwe stof/molecuul. We spreken dan over een "Elektrovalente binding".
     
    Bij 4 elektronen in de buitenste schil ontstaan  Covalente bindingen. Meestal gaat het dan om Koolstofverbindingen zoals bij oliën, vetten, suikers, eiwitten e.d..
     
    De eerste reactie van deze cursus die we bespreken is het maken van water
     
    We nemen waterstof (1 elektron in de buitenste schil). Die gaat dat afstaan. Nu komt het zuurstofatoom! Met nog 2 open plekken. Wel, die lust 2 waterstofatomen. Een flinke reactie, met warmte die vrij komt.
    Het resultaat is: H + H + O = H2O of gewoon water. Omdat deze stof bestaat uit meerdere atomen spreken we van een Molecuul.
     
     
    Nog even teruggaan:
    • De 2H verloren een elektron en werden daardoor plus: 2H+ , de O pakte en werd O-.
    • Maar water heeft neer eigenschappen. Niet alles blijft H2O. Een deel van de moleculen valt weer uiteen in H+ en OH- groepen. De hoeveelheid H+ bepaalt de pH. Belangrijk bij b.v. Kataforese
    • We zullen nog zien, dat deze OH groepen op andere stoffen reageren en bepalend zijn voor b.v. de werking van b.v. de Blendmethode.
    Het Natrium (Na) en het Chloor (Cl) atoom
     
    Het Natrium atoom is een metaal dat snel op iets reageert. Het Chloor is een giftige groene vloeistof, vaak gebruikt bij reinigen en desinfectie. Gaan we Na en Cl samenvoegen ontstaat een chemische reactie. Er ontstaat NaCl. De chemische benaming van keukenzout. We gaan daar naar kijken.
     
     
    Na heeft een atoomgetal van 11. De elektronenverdeling is dan:
    - Schil K      2
    - Schil L      8
    - Schil M     1
    Het Na atoom gaat die in schil M zit afstaan en wordt daardoor positief, dus Na+.
     
    Cl heeft een atoomgetal van 17. We zien dat in de buitenste schil 7 elektronen zitten. Die gaat dus een elektron vangen. Het atoom wordt hierdoor negatief.
     
    De reactie is dus: Na + Cl geeft dan  Na+Cl-.
    direct NaOH (natronloog) gaan vormen volgens de formule: 2Na + 2H2O geeft H2 + 2Na + 2OH, waarbij de H vervliegt
     
    Wanneer we dit zout in water oplossen, dan valt het molecuul uiteen, het dissocieerd. De onderdelen zijn ionen.
     
    In ons lichaam hebben we in het lichaamsvocht zouten opgelost. In dat vocht vinden we de ionen H+, OH-, Na+ en Cl-. Voor ons functioneren van groot belang. Want ionen zijn belangrijk als geleiders voor ons elektrische systeem. Maar ook kunnen we ze met (gelijk)stroom sturen.