Wat is inert of inertie en welke eigenschappen hebben chemisch inerte materialen en gassen?

Inert is een woord dat kan worden vertaald met traag of niet actief. Het wordt in de techniek wel gebruikt om objecten en materialen mee aan te duiden die niet onderhevig zijn aan factoren van buitenaf. Wanneer men spreekt over de inertie van een bepaald materiaal heeft men het over de weerstand die een materiaal biedt tegen alle invloeden die de toestand van het materiaal proberen te veranderen van stilstand naar beweging. In het Engels wordt het woord inert ook wel gebruikt voor objecten en mensen die letterlijk en figuurlijk niet in beweging te krijgen zijn, niet uit zichzelf en niet door kracht van buitenaf. Een veel gebruikt synoniem voor inert is het woord inactief. Door de vertaling lijkt inertie een negatieve eigenschap te zijn van materialen. Dit is echter niet altijd het geval. Inertie kan zeer gewenst zijn. Vooral wanneer het chemische inertie betreft. Hierover is hieronder meer informatie weergegeven.

Wat is chemische inertie?
Chemische stoffen kunnen inert zijn. Dit houdt in dat chemische stoffen niet of nauwelijks reageren op de inwerking van andere chemische stoffen. Een chemisch inert materiaal bied weerstand tegen de uitwerking van andere chemicaliën. Edelmetalen kunnen inert zijn. Daarnaast zijn er ook edelgassen.

Inerte gassen
Voorbeelden van inerte gassen zijn helium,  argon en stikstofgas. Inerte gassen worden ook wel edelgassen genoemd. Deze gassen reageren onder normale omstandigheden niet of bijna niet met chemicaliën. Door deze eigenschap worden inerte gassen gebruikt om stoffen af te dekken zodat deze niet kunnen reageren met vocht en zuurstof uit de omringende omgeving. Door het toepassen van inerte gassen als beschermingsgassen kan een inerte atmosfeer worden gerealiseerd. Inerte gassen kunnen in de metaaltechniek onder andere worden gebruikt voor lasprocessen. Een voorbeeld hiervan is het TIG lasproces. Dit wordt letterlijk vertaald door Tungsten Inert Gas. Met deze Engelse omschrijving wordt duidelijk dat bij dit lasproces gebruik wordt gemaakt van inert gas. Meestal wordt bij TIG lassen het inerte gas argon gebruikt. Door inert gas te gebruiken tijden het lassen wordt het materiaal dat gelast wordt niet aangetast door chemicaliën. Er ontstaat een beschermende atmosfeer. Argon fungeert tijdens TIG lassen als een beschermingsgas.

Inerte metalen
Inerte metalen worden ook wel edelmetalen genoemd. Edelmetalen reageren net als inerte gassen niet op de uitwerking van andere stoffen. Hierdoor blijven de edelmetalen constant hun waarde en hun massa behouden. Edelmetalen ‘roesten’ niet, dit houd in dat ze niet aan corrosie onderhevig zijn. Dit zorgt er voor dat edelmetalen ook in een omgeving waarbij veel vocht en CO2 aanwezig is, nauwelijks aangetast worden. De bekendst en meest hoogwaardige edelmetalen zijn goud en platina. Daarnaast is ook zilver een hoogwaardig edelmetaal. Zilver reageert echter wel meer op de uitwerking van chemicaliën dan goud en platina. Edelmetalen vallen onder de metaalgroep non-ferro. Niet elk metaal in de non-ferro metaalgroep is een hoogwaardig edelmetaal. Onder non-ferro vallen ook metalen als aluminium, zink, tin en koper. Deze metalen vormen wel oxide wanneer ze in contact komen met vocht en CO2. Deze oxide kan echter ook als beschermlaag dienen tegen het onderliggende metaal.

Ferrometalen
Metalen en legeringen waarbij ferro (ijzer) als hoofdbestandsdeel wordt toegepast vallen onder de ferrometalen. Deze ferrometalen zijn ook onderhevig aan corrosie wanneer ze niet goed worden afgeschermd tegen chemicaliën zoals CO2 en chloriden. Ferrometalen zijn niet per definitie minder edel dan non-ferrometalen. Zink is een voorbeeld van een non-ferrometaal dan minder edel is dan ijzer. Metalen die reageren op de uitwerking van chemicaliën worden ook wel ‘actief’ genoemd. Bij gassen die reageren met chemicaliën wordt gesproken over actieve gassen.

Wat zijn edelmetalen en waar worden ze voor gebruikt?

Men spreekt van een edelmetaal wanneer men het over metaal heeft dat niet of nauwelijks door oxidatie wordt aangetast. De bestendigheid tegen oxideren zorgt er voor dat een edelmetaal over een vaste kwalitatieve massa beschikt. Edelmetalen behouden daardoor hun kwaliteit en daarmee hun waarde. Deze eigenschap maakt dat edelmetalen een lange geschiedenis hebben in de handel. Niet alleen muntstukken werden vervaardigd van verschillende edelmetalen, zoals bijvoorbeeld goud en zilver, edelmetaal werd en wordt ook nu nog gebruikt als onderliggende waarde voor het geld dat in de omloop is gebracht. Denk hierbij aan de internationale gouden standaard die in de periode 1871 tot 1900 tot stand werd gebracht en sindsdien voortdurend onderwerp was van internationale handel en discussie. De gouden standaard is een muntsysteem waarbij de waarde van geld verbonden is aan een bepaald gewicht in goud.

Edelmetalen zijn belangrijk voor de economie. Toch is de prijs van edelmetalen niet constant. De waarde van bijvoorbeeld goud kan stijgen en dalen. Edelmetalen zijn daardoor onderhevig aan de ontwikkelingen in de economie. Een stijgende vraag naar een edelmetaal zorgt er voor dat de prijs van dat edelmetaal stijgt. Wanneer het aanbod van een edelmetaal op de markt groter wordt zorgt dat er voor dat de waarde van het edelmetaal daalt. Een edelmetaal blijft kwalitatief even veel waard maar de prijs kan verschillen.

Verschillende edelmetalen
Er zijn verschillende edelmetalen bekend. Goud en platina zijn daarvan bekende voorbeelden. Deze edelmetalen zijn zeer goed bestand tegen oxidatie. Ook zilver is een bekend edelmetaal maar is wel gevoeliger voor oxidatie. Zilver kan na verloop van tijd een zwarte aanslag krijgen die met zilverpoets weer weggepoetst kan worden. Minder bekend zijn de edelmetalen Osmium, Rhodium, Iridium, Palladium en Ruthenium. Deze edelmetalen hebben allemaal unieke eigenschappen. Deze unieke eigenschappen zorgen er voor dat edelmetalen op verschillende manieren toegepast kunnen worden in de techniek.

Toepassing goud in sieraden
Edelmetalen zijn kostbaar en blijven kwalitatief in dezelfde staat. Dit maakt edelmetalen naast ruilmiddel in de handel ook geschikt voor sieraden. Goud komt bijvoorbeeld veel voor in sieraden, denk bijvoorbeeld maar aan een trouwring. Goud is roestvrij en is een dicht maar zacht materiaal. Wanneer het toegepast wordt in sierraden wordt de zuiverheid van goud aangegeven in karaat. Zuiver goud is 24 karaat. Dit is echter vrij zacht materiaal en daarom wordt goud vaak gelegeerd. Hierdoor wordt goud minder zuiver maar de legering zorgt er voor dat het sieraad wel sterker wordt. In Nederland zie je verschillende zuiverheidsgraden op de markt voor goud. Zo zijn er sieraden met 22 karaat goud, deze bevatten 91,7 procent goud. Ook 18 karaat goud komt voor, deze legeringen bestaan uit 75 procent goud. Daarnaast is ook 14 karaat in de omloop, dit bestaat voor 58,3 procent uit goud. Hieronder staan nog een aantal toepassingen van edelmetalen in de techniek.

Edelmetalen in de techniek
edelmetalen worden niet alleen gebruikt voor sieraden. Ook in de techniek worden ze toegepast vanwege de speciale eigenschappen die deze edelmetalen bevatten. Hieronder volgen een aantal voorbeelden van toepassingen van edelmetalen in de techniek:

  • Goud wordt onder andere gebruikt voor elektronische componenten en hoogwaardige elektrische schakelaars en connectoren.
  • Platina wordt bijvoorbeeld gebuikt in de petrochemische industrie. Hierbij  wordt platina gebruikt  in de raffinage van ruwe olie.
  • Zilver beschikt over een goede elektrische geleiding. Hierdoor is zilver geschikt om te verwerken in elektrische en elektronische producten zoals circuits. Ook voor het verbinden van componenten wordt zilver of worden zilverlegeringen gebruikt.
  • Rhodium wordt gebruikt in de chemische industrie als katalysator. Ook wordt het gebuikt als anodemateriaal in röntgentoestellen.
  • Osmium wordt als onderdeel van een legering gebruikt voor elektrische contacten.
  • Palladium wordt in de organische chemie gebruikt als katalysator.
  • Iridium is bestand tegen hoge temperaturen waardoor het geschikt is voor onder andere smeltkroezen of voor machineonderdelen die aan zeer hoge temperaturen bloot staan.
  • Ruthenium wordt gebruikt in verschillende legeringen (bijvoorbeeld met titanium of palladium) om deze harder en slijtvaster te maken.

Edelmetalen zijn kostbaar
Edelmetalen hebben bijzondere eigenschappen en  dat maakt ze gewild. Hierdoor wordt de prijs van edelmetalen opgedreven. Binnen de techniek worden edelmetalen, zoals hiervoor te lezen is, ook gebruikt. Vaak worden edelmetalen gebruikt in de techniek omdat onedele metalen zoals ijzer en zink niet over de gewenste eigenschappen beschikken. Wanneer edelmetalen in een product zijn verwerkt zorgt dat wel voor hogere grondstofkosten. Dit heeft weer tot gevolg dat de producten waarin edelmetalen zijn verwerkt kostbaar zijn.