25.06.2015 Views

Samenvatting 2011-2012 - Studiant

Samenvatting 2011-2012 - Studiant

Samenvatting 2011-2012 - Studiant

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

<strong>Samenvatting</strong> Chemie<br />

1 Het structuurmodel van de materie<br />

1.1 Inleiding<br />

Wat is “New System of Chemical Philosophy”?<br />

De materie is opgebouwd uit kleine, ondeelbare deeltjes: De atomen<br />

Atomen kunnen niet vernietigd of gemaakt worden.<br />

Hoe stellen we elementen voor?<br />

Naam<br />

Latijnse<br />

naam<br />

Symbool<br />

zuurstof oxygenium O<br />

waterstof hydrogenium H<br />

koolstof carboneum C<br />

koper cuprum Cu<br />

calcium calcium Ca<br />

Wat is het symbool?<br />

Beginletter van de Latijnse naam van het element. Indien de Latijnse naam van twee of meer<br />

elementen dezelfde beginletter heeft, voegt men er een kleine letter, uit de Latijnse naam aan toe.<br />

Geef de eigenschappen van atomen in elementen?<br />

-Gelijke vorm<br />

-Gelijk volume<br />

-Gelijke massa<br />

-Verschillend van atomen van een alle andere elementen of atoomsoorten<br />

Wat zijn moleculen?<br />

Atomen die gebonden zijn met elkaar die voorgesteld zijn met een formule.<br />

Vb. Molecule zuurstofgas


Molecule zuurstof gas<br />

-O 2 :bestaande uit twee zuurstofatomen<br />

=>“2”: de index (aantal atomen van deze soort)<br />

Molecule water<br />

-H 2 O :bestaande uit 2 waterstofatomen en 1 zuurstofatoom<br />

<br />

molecule methaan<br />

-CH 4 :bestaande uit 4 waterstofatomen en 1 koolstofatoom<br />

Wat is de index?<br />

Het aantal atomen van dit element in de molecule.<br />

Wat is de coëfficiënt?<br />

Het aantal moleculen<br />

Vb.<br />

2 O 2 = 2 moleculen zuurstofgas<br />

3 H 2 O = 3 moleculen water<br />

Hoe zijn stoffen opgebouwd?<br />

Een groot aantal atomen.<br />

Wat zijn enkelvoudige stoffen?<br />

Stoffen die bestaan uit één soort atomen.<br />

-Afzonderlijk : Edelgassenè He (Helium), Ne( Neon)<br />

-Gebonden tot een molecule: O 2 (dizuurstof) , H 2 (diwaterstof)<br />

De meeste gasvormige enkelvoudige stoffen zijn opgebouwd uit diatomische moleculen.<br />

-Worden voorgesteld in een rooster= gegroepeerd, regelmatig en ordelijk patroon<br />

è Metalen Fe, Cu<br />

è Grafiet en diamant C


Wat zijn samengestelde stoffen?<br />

Bestaan uit meerdere soorten atomen<br />

Kunnen opgebouwd worden met moleculen<br />

Voorgesteld met een formule<br />

Vb.<br />

-water = H2O<br />

-keukenzout = NaCl<br />

-zoutzuur = HCl<br />

H 2 O= 2 atomen waterstof en 1 atoom zuurstof<br />

Eigenschappen vaste stoffen<br />

- Atomen gerangschikt in een groter geheel, rooster<br />

- Grenzen van een molecule zijn niet afgebakend<br />

Hoe stelt men deze vaste stoffen voor?<br />

Verhoudingsformule<br />

Wat is de verhoudingsformule?<br />

Deze formule geeft de verhouding van het aantal atomen aan.<br />

Vb.<br />

NaCl : bevat evenveel Na- als Cl-atomen<br />

è Ondanks je ze telt in het rooster en het niet klopt bevat ze evenveel natrium- en chlooratomen.<br />

CaCl 2 : bevat tweemaal zoveel Cl- als Ca-atomen<br />

1.2 Atoommodellen<br />

1.2.1 Atoombouw<br />

Hoe is een atoom opgebouwd?<br />

- Positief geladen kern, die protonen en neutronen bevat<br />

-Negatief geladen elektronenwolk, die elektronen bevat


Vb.<br />

Waterstofatoom: H<br />

-Eenvoudigste atoom<br />

-Kern<br />

à1 positief geladen proton<br />

àgeen neutron<br />

-Elektronenwolk<br />

à negatief geladen elektron<br />

Heliumatoom :He<br />

-Kern<br />

à 2 positief geladen protonen<br />

à2 neutronen<br />

- Elektronenwolk<br />

à2 negatief geladen elektronen<br />

Eigenschappen van Protonen, Neutronen en Elektronen<br />

1,6 . 10 -19 C: lading van een elektron<br />

1,66 . 10 -27 kg: massa van een proton<br />

Wat is het massagetal A?<br />

De som van het aantal protonen en neutronen.


Wat is het atoomnummer Z?<br />

Het aantal protonen in de kern. è bepaald de lading van de kern<br />

Vb.<br />

4 A protonen 2<br />

He X elektronen 2<br />

2 Z neutronen 2<br />

A: massagetal: p + n<br />

Z: atoomnummer: p<br />

p = e<br />

Uit wat bestaan de meeste elementen?<br />

Mengsel van Isotopen<br />

Wat zijn isotopen?<br />

Atomen die behoren tot dezelfde soort, dus met hetzelfde atoomnummer Z , maar met een<br />

verschillend massagetal A(= verschillend aantal neutronen).<br />

Vb. tritium<br />

3 p 1<br />

H e 1<br />

1 n 2<br />

1.2.2 Structuur van de elektronenwolk<br />

Wanneer straalt een materie licht uit?<br />

Bij verhitting<br />

Vb.<br />

-Steenkool<br />

-Gloeilamp<br />

-Verwarmen ijzeren staaf


Kleur van het uitgezonden licht kan veranderen door:<br />

- Temperatuurè ijzeren staaf kan verhit worden van roodgloeiend naar witgloeiend<br />

- Functie van de atoomsoortè Natrium dat verhit wordt zal overwegend geel licht uitzenden<br />

Hoe bekomen we wit licht?<br />

Door het uitgezonden licht door een prisma te sturen, wordt het gesplitst in de samenstellende<br />

kleuren . è ontstaan van een spectrum<br />

We hebben 2 soorten spectrums. Welke?<br />

-Continu spectrum<br />

-Discontinu of lijnenspectrum<br />

Wat is een continu spectrum?<br />

Hierin zitten alle kleuren vertegenwoordigd en de kleuren vloeien zonder onderbreking in elkaar over<br />

zoals bij de regenboog.<br />

Wat is een discontinu spectrum?<br />

Spectrum waarin bepaalde kleuren ontbreken of waarin enkel scherpe bundels van enkele kleuren<br />

voorkomen.<br />

èDit laatste is een lijnenspectrum<br />

Vb. Spectrum zonlicht<br />

Spectrum TL-lamp


Spectrum natrium(=geel)<br />

Wat is licht?<br />

Elektromagnetische golfbeweging( straling)<br />

Waarom?<br />

Aan elke lichtstraal zijn elektrische en magnetische velden gekoppeld, die loodrecht mekaar<br />

bevinden en volgens een golfbeweging verlopen.<br />

Hoe wordt een straling gekenmerkt?<br />

-Golflengte(= lengte van 1 golf)<br />

-Frequentie(= aantal golven per seconde)<br />

è Hoe groter de golflengte, hoe kleiner de frequentie<br />

Toon de beweging aan.<br />

Golflengte = λ (m)<br />

Lichtsnelheid(vacuum)= 3 x 10 8 m/s<br />

Frequentie= v(s -1 ) = c / λ


Welke stralen hebben hoogste energie?<br />

UV- stralen<br />

Wat is zichtbaarlicht?<br />

Een klein deel van het elektromagnetisch spectrum<br />

Van Links naar Rechts?<br />

Van korte golflengte naar grote golflengteè van hoge frequentie naar lage frequentie<br />

Een elektromagnetische straling heeft een welbepaalde energie E met (eenheid: Joule J) die:<br />

- Recht evenredig is met Frequentie V<br />

- Omgekeerd evenredig met Golflengte λ<br />

Hoe bereken we die energie nu?<br />

E ~ v<br />

Je mag dit vervangen door E=<br />

constante x frequentie<br />

E = constante * v<br />

E = h * v<br />

met h: constante van Planck è h = 6,626 * 10 -34 J.s<br />

Wat heeft Planck gedaan?<br />

- Studie van energieverdeling van het licht dat door trillende deeltjes in heet lichaam wordt<br />

uitgezonden<br />

Wat is de conclusie?<br />

-Trillende deeltjes kunnen maar bepaalde discrete energiewaarden aannemen.<br />

àdiscrete waarden continue waarden<br />

· discrete waarden: enkel bepaalde waarden, geen tussenwaarden mogelijk


· continue waarden: alle denkbare waarden<br />

- Een trillend deeltje kan dus van lagere energiewaarde overgaan tot een welbepaalde hogere<br />

energiewaarde en omgekeerd.--> geen tussenwaarden aannemen<br />

De hoeveelheid opgenomen/afgestane energie kan voorgesteld worden door:<br />

ΔE = h.v<br />

-Energie is gekwantificeerd<br />

à wordt een energiekwantum of foton genoemd.<br />

Hoe ontstaat stralingsenergie?<br />

2<br />

E 2<br />

Stralingsenergie<br />

Warmte-<br />

Energie<br />

1<br />

E 1<br />

Hoe ontstaat een lijn in een emissiespectrum van een bepaald atoom?<br />

Doordat in dat atoom een welbepaalde energieovergang van het elektron heeft plaatsgehad.<br />

Leg uit: “ Het emissiespectrum van H (waterstof)<br />

- UV: Lyman- Reeks<br />

-Zichtbaar licht: Balmer-serie<br />

- IR- gebied: Paschen, Brackett- en Pfundserie<br />

Waarom waterstof?<br />

Omdat dit maar 1 elektron bevat.


A. Het atoommodel van Bohr-Sommerfeld<br />

Leg het atoommodel uit?<br />

-Elektronen bewegen volgens cirkel- of ellipsvormige ‘banen’ rond kern<br />

-Elke baan welbepaalde energiewaarde<br />

- Hoe verder van de kern, hoe hoger de energie van het elektron (elastiekje)<br />

Geef schematisch het model weer<br />

Hoeveel energie niveaus zijn er?<br />

7 schillen aangeduid door het hoofdkwantumgetal n<br />

Hoe wordt het max. aantal elektronen bepaald binnen een schil?<br />

Door de formule: 2n 2<br />

Bv. L-Schil : n= 2 max. aantal elektronenà 2 x 2²= 8<br />

Hoe worden de hoofdenergieniveaus opgedeeld?<br />

-Opgesplitst in subschillen<br />

à kleinere energieverschillen<br />

à 4 niveau’s : s p d f


Hoe worden de subniveaus gekenmerkt?<br />

Een 2 de kwantumgetal, het nevenkwantumgetal L.<br />

l = 0 s max. aantal<br />

e - :<br />

l = 1 p max. aantal<br />

e - :<br />

l = 2 d max. aantal<br />

e - :<br />

l = 3 f max. aantal<br />

e - :<br />

2<br />

6<br />

10<br />

14<br />

Overzicht structuur van de elektronenmantel<br />

B. Elektronenconfiguratie<br />

Wat geeft de elektronenconfiguratie weer?<br />

De verdeling hoe de elektronen over de verschillende schillen en subschillen verdeeld zijn.<br />

Wat zijn de kenmerken?<br />

- Gaat van lage naar hoge energie<br />

- Schillen opvullen: altijd eerst laagste energie


Vb.<br />

1H 1s 1<br />

2He 1s 2<br />

3Li 1s 2 2s 1<br />

10Ne 1s 2 2s 2 2p 6<br />

1.2.3 Het Periodiek Systeem van de Elementen (PSE)<br />

Bekijken de tabel van Mendeljev<br />

Hoe worden de analoge eigenschappen bij verschillende elementen bepaald?<br />

-Door het aantal elektronen op de buitenste schil<br />

-Niet: door de massa of protronen<br />

Hoe is het PSE opgebouwd?<br />

-Het atoomnummer Z komt overeen met het rangnummer in het periodiek systeem<br />

-Bij stijgend rangnummer krijgen de elementen telkens 1 elektron en 1 proton meer dat de schillen<br />

verder opvult.<br />

-Nieuwe schil= nieuwe periode<br />

· horizontale rij<br />

· nummer periode = hoofdkwantumgetal buitenste schil (1 t. e. m. 7)<br />

· 7 perioden<br />

-Laatst geplaatste elektron in gelijksoortig subniveau (s, p, d of f) = groep<br />

· Hoofdgroepen (a-groepen)<br />

· Nevengroepen(b-groepen)


Leg uit Hoofgroepen?<br />

- Valentie-elektronen: Alle elementen van eenzelfde a-groep hebben eenzelfde aantal elektronen op<br />

de buitenste schil.<br />

-Dit aantal bepaalt eveneens het nummer van de groep<br />

- P-blok: laatste elektron in p-schil<br />

àgroepen III a tot 0<br />

- S-blok: laatste elektron in s-schil<br />

àgroepen I a en II a<br />

Leg uit ‘representatieve elementen’?<br />

Elementen van het s- en p-blok.<br />

Leg uit Nevengroepen?<br />

- D-blok<br />

· laatste elektron in d-subschil<br />

àgroep I b t.e.m. III b (overgangselementen)<br />

àgroep VIII (triaden)<br />

· Nummer van b-groep = aantal elektronen dat element zouden moeten afgeven tot<br />

edelgasconfiguratie.<br />

·<br />

- F-blok<br />

· laatste elektron in f-subschil<br />

àgroep<br />

àLanthaniden (Z = 58 tot 71)<br />

àActiniden (Z = 90 tot 103)


1.3 Chemische bindingen<br />

Wat is er speciaal met groep 0 of 8A?<br />

-Edelgassen zijn eenatomige enkelvoudige stoffen, die uitzonderlijk reageren met andere stoffen.<br />

-Chemisch inert verklaar?<br />

Reageren niet met andere stoffen.<br />

- DoorSpecifieke elektronenconfiguratie met acht elektronen (He :2) op de buitenste schilè<br />

octetstructuur of edelgasconfiguratie.<br />

Kenmerken edelgassen<br />

octetstructuur: ns 2 np 6<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

buitenste schil bevat 8 of 2 elektronen<br />

chemisch inert (niet-reactief)<br />

stabiele configuratie<br />

andere elementen streven naar octetstructuur via chemische bindingen<br />

Figuur:<br />

Welke soorten bindingen hebben we?<br />

- Ionenbinding<br />

- Gewone covalente binding<br />

-Donor- acceptor binding<br />

-Metaalbinding


1.3.1 Ionbinding<br />

Wat is een ionbinding?<br />

Een binding waarbij een metaal een of meer elektronen volledig afgeeft aan een niet-metaal.<br />

à gevormde ionen trekken elkaar aan è ionbinding<br />

Elementen streven naar octetstructuur?<br />

- Metaal: Staat elektronen af<br />

- Niet-Metaal: neemt elektronen op.<br />

Figuur:<br />

Uitleg:<br />

-Na staat elektron af à Na + -ion<br />

àwordt positief!<br />

-Cl neemt elektron op à Cl - -ion<br />

àwordt negatief!<br />

-IONEN<br />

-Na + en Cl — ionen trekken elkaar aan<br />

àVorming ionenrooster


1.3.2 De covalente binding<br />

Wat is de covalente binding?<br />

-Een binding tussen 2 metalen.<br />

-De bindende atomen verkrijgen de stabiele edelgasconfiguratie door het gemeenschappelijk stellen<br />

van één of meer elektronenparen.<br />

Welke 2 soorten covalente binding?<br />

- Gewone covalente binding<br />

- Datief covalente binding( donor-acceptor)<br />

Wat is de gewone covalente binding?<br />

- Atomen bereiken octetstructuur door gemeenschappelijk stellen van elektronenparen<br />

- Elk atoom levert evenveel elektronen<br />

- Per elektronenpaar levert 1 atoom, 1 elektron<br />

Figuur:<br />

Uitleg:<br />

- 2 elektronen op de buitenste schil, wordt bekomen doordat beide waterstofatomen een elektronen<br />

‘lenen’ bij het andere!<br />

-Gemeenschappelijk gebruik van de elektronen, waardoor beide atomen de edelgasconfiguratie<br />

bereiken<br />

Toepassing:


Uitleg:<br />

-Edelgasconfiguratie voor waterstof: 1 elektron extra nodig<br />

-Edelgasconfiguratie voor koolstf: 4 keer 1 elektron extra nodig<br />

-Atomen bereiken edelgasconfiguratie, methaan wordt gevormd, stabiele verbinding<br />

Wat is de datief-covalente binding?<br />

= donor-acceptor binding<br />

-Het gemeenschappelijk elektronenpaar is hier afkomstig van één atoom<br />

-Een atoom met een vrij elektronenpaar(=donor) kan dit elektronenpaar gemeenschappelijk stellen<br />

met een ander atoom (acceptor).<br />

Wat is de notatie van het gemeenschappelijk elektronenpaar?<br />

Pijltje van donor naar acceptor<br />

Vb. SO 4 = zwaveldioxide<br />

Wat is de polariteit van de moleculen?<br />

De capaciteit van een atoom om elektronen in een binding naar zich toe te trekken wordt<br />

aangegeven door de EN-waarde.<br />

Wat is de elektronegatieve waarde?<br />

Getal dat uitdrukt hoe sterk de aantrekkingskracht is van een gebonden atoom op de<br />

gemeenschappelijke bindingselektronen<br />

à hoe hard het atoom trekt aan de elektronen die in de binding vast zitten<br />

Leg de werking van polariteit uit?<br />

-Atomen met een hoge EN waardeà trekken de gemeenschappelijke elektronen in een binding meer<br />

aan dan die met een lagere EN waarde<br />

- Het elektronenpaar verschuift naar het element met de grootste EN-waarde à ontstaan van<br />

partiële ladingen: δ - en δ +<br />

à de binding is gepolariseerd en men spreekt van een polaire covalente binding


<strong>Samenvatting</strong><br />

Verschuiving sterker naarmate het verschil in EN-waarde groter is.<br />

à geeft aanleiding tot polaire moleculen of dipoolmoleculen<br />

Voorbeeld:<br />

Wat is een polaire molecule?<br />

Polaire covalente bindingen geven meestal aanleiding tot polaire molecule of een dipool.<br />

Vb. Waterstofchloride en water zijn polaire stoffen<br />

Wat is een apolaire covalente binding?<br />

Een binding tussen 2 identieke atomen, is niet polair vb. DiChloor<br />

Geen verschil in EN<br />

Als de molecule een symmetrische vorm heeftà partiële ladingen elkaar compenserenà molecule<br />

toch apolair<br />

Wat is het oxidatiegetal van een atoom OG?<br />

= lading die het atoom in een binding krijgt wanneer de verschuiving van de bindingselektronen<br />

volledig zou zijn.<br />

Oefening<br />

-Ionenverbinding: verschuiving is volledig<br />

àNaCl<br />

-OT van Na = + I<br />

-OT van Cl = - I<br />

àAlBr 3<br />

-OT van Al = + III


-OT van Br = - I<br />

àHCl<br />

-OT van H = + I<br />

-OT van Cl = - I<br />

àH 2 O<br />

-OT van H = + I<br />

-OT van O = - II<br />

àNH 3<br />

-OT van N = - III<br />

-OT van H = + I<br />

Leg het gebruik van formules en OT uit?<br />

In verbinding is algebraïsche som van de OT van alle atomen gelijk aan nul!<br />

-Ca (+ II) en O (- II) à CaO<br />

-Al (+ III) en O (- II) à Al 2 O 3<br />

<strong>Samenvatting</strong> Bindingen


De ionbinding is een extreemgeval van een polaire covalente binding, waarbij het verschil in ENwaarde<br />

tussen de zo groot is dat het elektronenpaar volledig verschuift naar 1 atoom.<br />

1.3.3 Metaalbinding<br />

Wat is de metaalbinding?<br />

-Om een stabielere toestand te bereiken geven metaalatomen elektronen af. Deze laatste behoren<br />

gemeenschappelijk aan alleatomenà bewegen zich min of meer vrij tussen de metaalionen(vrije<br />

elektronen)<br />

-De positeve ionen worden stevig door elektrostatische krachten bijeengehouden door deze vrije<br />

valantie-elektronen.<br />

Wat is een metaalrooster?<br />

Ordelijk gerangschikte positieve metaalionen bijeengehouden door vrije elektronen.<br />

2 Het gedrag van stoffen in water<br />

Kenmerken van de aarde<br />

- Blauwe schijn à aanwezige watermassa<br />

- 2/3 oppervlakte = water<br />

- Grootste deel = zout water<br />

- Minder dan 3%= zoet(drinkbaar) water<br />

Wat is het oppervlakte water?<br />

Water dat zich aan het aardoppervlak verzamelt. à oceanen, zeeën, rivieren, meren, beken


Leg uit “ De waterkringloop”<br />

àOppervlaktewater verdampt<br />

door zonne-energie<br />

àWaterdamp stijgt, samen met<br />

warme lucht<br />

àLucht koelt af door stijgen<br />

àCondensatie<br />

-wolken / neerslag<br />

Verklaar neerslag door wolken?<br />

<br />

<br />

<br />

opgevangen door vegetatie: interceptie<br />

vloeit weg: run-off<br />

naar bodem: percolatie<br />

àgrondwater


Neerslag infiltreert in de bodem(= percolatie) en verzamelt zich als grondwater op een<br />

ondoordringbare laag.<br />

2.1 Water als polair oplosmiddel<br />

Wat is water?<br />

Zoals het bij ons voorkomt geen zuivere stofà er zijn veel stoffen in opgelost<br />

Vb.<br />

Stoffen die in de lucht voorkomen, lossen op in het regenwater: O 2 , CO 2<br />

Stoffen die in de bodem voorkomen: NO 3 - (nitraat), Ca 2+ (calcium), Mg 2+ (magnesium)<br />

Wat is er met de oplosbaarheid?<br />

- Niet alle stoffen lossen even goed op in water<br />

- NaCl(keukenzout): lost goed op<br />

- Olie : slecht/ niet oplosbaar<br />

à bepaald door polariteit<br />

Wat is polariteit?<br />

De mate waarin stoffen oplosbaar zijn in water<br />

Uit wat bestaat een watermolecule?<br />

- 2 polaire covalente bindingen<br />

à EN-waarde van een O-atoom (3,5) is groter dan H-atoom(2,1)<br />

àBindingselektronen verschuiven naar het O-atoomà ontstaan Partiële ladingenà<br />

· “beetje negatief” voor zuurstof<br />

· “beetje positief” voor waterstof<br />

Overige kenmerken van water?<br />

- Polaire molecule of dipool molecule<br />

- Asymmetrisch door haar typische 3D V-vorm


Wat is de regel i.v.m. oplosbaarheid van polaire en apolaire stoffen?<br />

- Pol: lossen goed op in polaire oplosmiddelen vb. water en alcohol<br />

- Apol: lossen goed op in apolaire oplosmiddelen vb. hexaan, ether, benzine<br />

Figuur:<br />

Hoe verwijder je een vet- of olieplek?<br />

àapolair oplosmiddel<br />

· ethanol<br />

· propyleenglycolbutylether<br />

· propyleenglycolmethylether<br />

àorganische oplosmiddelen


Wat zijn organische oplosmiddelen?<br />

Moeten aan veel eisen voldoen<br />

àblootstelling à risico<br />

· Ontwikkelen beroepsgebonden aandoeningen<br />

· Huidaandoeningen<br />

· Luchtwegenaandoeningen<br />

· OPS: organisch psycho-syndroom<br />

àeffecten op zenuwstelsel<br />

àzie tekst Toledo<br />

àdepressie, moeheid, geheugenstoornissen…<br />

· Oplosmiddelen en allergenen in de schoonmaaksector<br />

Wat is de concentratie van een oplossing?<br />

Dit geeft aan hoeveel opgeloste stof aanwezig is in een bepaalde hoeveelheid oplossing.<br />

à kan op verschillende manieren aangegeven worden<br />

Wat is het volumeprocent?<br />

- Wordt uitgedrukt ml/ 100 ml à vloeistoffen<br />

Vb.<br />

· Azijnzuur 8 vol %<br />

à8 ml azijnzuur in 100 ml oplossing<br />

à8 ml azijnzuur + 92 ml water<br />

· Alcohol (ethanol) in dranken 5 vol %<br />

à5 ml alcohol in 100 ml oplossing<br />

à5 ml alcohol + 95 ml water<br />

Wat is het massaprocent?<br />

- Uitgedrukt in g/ 100 g : voedingswaarde<br />

Vb.<br />

30 g vet in 100 g chocolade<br />

Wat is het verschil tussen Kcal en Kj?<br />

- Kilocalorieën en Kilojoule


à‘k’ = kilo = 10 3 = 1000<br />

à1 cal = 4,18 J<br />

àmaat voor energie-inhoud<br />

· vet 9 kcal / g<br />

· alcohol 7 kcal / g<br />

· koolhydraten 4 kcal / g<br />

· proteïnen 4 kcal / g<br />

2.2 Elekrtolyten<br />

Wat is geleiding?<br />

Verplaatsing van geladen deeltjes<br />

àElektronen en Ionen<br />

Welk water geleidt de elektrische stroom?<br />

- Zuiver water: niet geleidend ( gedestilleerd)<br />

- Leidingwater: wel geleidend<br />

Verklaar waarom leidingwater geleidt?<br />

Leidingwater bevat opgeloste stoffen die zorgen voor de geleiding. Die stoffen zijn elektrolyten.<br />

Wat betekent een elektrische stroom?<br />

Een verplaatsing van geladen deeltjes(ionen of elektronen)<br />

à oplossing van elektrolyten zijn deze geladen deeltjes ionen, die bij het oplossen in water ontstaan<br />

Wat zijn elektrolyten?<br />

Samengestelde stoffen die, opgelost in water, uiteenvallen in ionen of ionen vormen en daardoor de<br />

elektrische stroom geleiden<br />

Wat zijn ionoforen of ionendragers?<br />

-Ionenverbindingen (NaCl)<br />

àionenrooster valt uiteen in ionenàIonen komen vrij<br />

Wat zijn ionogenen of ionenvormers?<br />

- Polaire covalente bindingen (HCl, ΔEN = 0,96 < 1,6)<br />

àtoch ionisatie in water àdoor interacties


Wat is het geleidingsvermogen van een elektrolyt opgelost in water?<br />

Hangt af van de aard van de opgeloste elektrolyt.<br />

We onderscheiden 2 soorten elektrolyten, dewelke?<br />

-Sterke<br />

-Zwakke<br />

Wat zijn sterke elektrolyten?<br />

Stoffen die in water opgelost zijn en volledig of bijna volledig splitsen in ionen<br />

Wat zijn zwakke elektrolyten?<br />

Stoffen die in water opgelost zijn, enkel in beperkte mate in ionen splitsen<br />

àslechts klein deel van de aanwezige moleculen splitst in ionen<br />

àminder geleidend<br />

Leg uit” Er bestaat geen rechtstreeks verband tussen de sterkte van een elektrolyt en<br />

oplosbaarheid ervan in water”?<br />

-Suiker<br />

-NaCl<br />

-AgCl<br />

· lost goed op<br />

· geen elektrolyt<br />

· lost goed op<br />

· goed elektrolyt<br />

· lost slecht op<br />

· goed elektrolyt


<strong>Samenvatting</strong>: Van elektrolyt naar Elektrische stroom<br />

2.3 Anorganische verbindingsklassen<br />

Hoe kunnen we de stoffen indelen?<br />

-Via fysische eigenschappen<br />

-Via samenstelling<br />

Wat zijn fysische eigenschappen?<br />

- Aggregatietoestand<br />

- Oplosbaarheid<br />

- Geleidingsvermogen voor warmte<br />

Wat is de samenstelling?<br />

- Enkelvoudige stoffen<br />

- Samengestelde stoffen


Wat zijn de 2 grote groepen in de samengestelde stoffen?<br />

- Anorganische( minerale) stoffen<br />

- Organische stoffen of koolstofverbindingen<br />

Geef een overzicht van deze stoffen<br />

Wat is een verbindingsklasse of stofklasse?<br />

Een groep verbindingen die welbepaalde chemische eigenschappen gemeen hebben.<br />

2.3.1 Zuren<br />

Wat zijn zuren?<br />

Elektrolyten die opgelost zijn in water en H + - ionen(protonen) afsplitsen. Het negatieve ion dat<br />

hierbij ontstaat noemen we de zuurrest.<br />

HCl à H + + Cl -<br />

H 2 SO 4 à H + + HSO 4<br />

-<br />

Wat is het verschil tussen onderstaande reeksen verbindingen?<br />

1. HF, HCl, HI, HBr, H 2 S<br />

2. H 2 SO 4 , HNO 3 , H 3 PO 4 , H 2 CO 3<br />

àreeks 1 bestaat uit verbindingen die slechts uit 2 soorten atomen bestaan.<br />

àreeks 2 bestaat uit verbindingen die uit meer dan 2 soorten atomen bestaan.


Volgens samenstelling kunnen we zuren in 2 groepen indelen nl.<br />

- Binaire zuren<br />

- Ternaire zuren<br />

Wat zijn binaire zuren?<br />

Opgebouwd uit 2 atoomsoorten: waterstof en een niet-metaal<br />

HCL: Waterstofchloride( zoutzuur)<br />

Wat zijn ternaire zuren?<br />

Opgebouwd uit 3 atoomsoorten: waterstof, het kenmerken niet-metaal en zuurstof<br />

à ze worden oxozuren genoemd.<br />

Kennen<br />

Formule Triviale naam Systematische naam Zuurresten<br />

H 2 SO 4 zwavelzuur (di)waterstofsulfaat HSO 4<br />

-<br />

, SO 2 4 -<br />

HNO 3 salpeterzuur Waterstofnitraat NO 3<br />

-<br />

H 3 PO 4 fosforzuur (tri)waterstoffosfaat H 2 PO 4 - , HPO 4 2- , PO 4<br />

3-<br />

H 2 CO 3 koolzuur (di)waterstofcarbonaat HCO 3 - , CO 3<br />

2-<br />

2.3.2 Hydroxiden<br />

= basen<br />

Wat zijn hydorxiden?<br />

Elektrolyten die in water OH — ionen( hydroxide ionen) kunnen afsplitsen en basische of alkalische<br />

oplossingen vormen.<br />

Splitsen in water: positief metaal- ion en OH - -ion (hydroxide- ion)<br />

Hoe gebeurt de naamgeving<br />

Naam van positieve metaal- ion + (ev. voorvoegsel)+ hydroxide


Voorbeeld van een hydroxide?<br />

NaOH à Na + + OH -<br />

natriumhydroxide<br />

Ca(OH) 2 à Ca 2+ + 2 OH -<br />

calciumdihydroxide<br />

Al(OH) 3 à Al 3+ + 3 OH -<br />

aluminiumtrihydroxide<br />

Boven de pijl komt H 2 O<br />

Wat zijn indicatoren?<br />

Sommige kleurstoffen veranderen van kleur onder invloed van zuren<br />

à door veranderde zuurtegraad<br />

ànatuurlijke indicatoren: rode kool<br />

· met azijnzuur: roze / rood<br />

· met NH 3 : groen<br />

àsynthetische indicatoren<br />

· methyloranje<br />

· lakmoes<br />

Geef samenvatting voor zuur-base indicatoren?


Wat doet een indicator?<br />

-Geeft een aanduiding over het zuur of basisch karakter van het milieu<br />

Hoe bepaald men de sterkte van een zuur of base?<br />

-pH-schaal: van 0 tot 14<br />

-pH-waarde afhankelijk van concentratie H + en OH - - ionen<br />

àzuur: pH < 7 (veel H + en weinig OH - )<br />

àbasisch: pH > 7 (veel OH - en weinig H + )<br />

Figuur:<br />

Wat is een protondonor?<br />

zuur = deeltje dat proton (H + ) kan afstaan<br />

àSterk zuur: geeft gemakkelijk H + -ionen af<br />

reactiepijl<br />

à<br />

àZwak zuur: geeft moeilijk H + -ionen af<br />

reactiepijl of <br />

Voorbeeld:


Wat is een protonacceptor?<br />

Base= deeltje dat proton (H + ) kan opnemen<br />

Voorbeeld:<br />

Wat is het algemeen geconjugeerd zuur base systeem?<br />

· A à H + + B<br />

Zuu rà geconjugeerde base<br />

Wat is een amfolyt?<br />

Deeltje dat zich zowel zuur als basisch kan gedragen<br />

Vb. H 2 O<br />

Leg uit “ de autoprotolyse van water”?<br />

-Water: amfoliet<br />

-Reactie van water met zichzelf : H 2 O OH - + H +<br />

Wanneer heb je een zwak elektrolyt in water?<br />

Evenwicht reactie naar links<br />

Wat is de evenwichtsconstante?<br />

De evenwichtsconstante van een chemische reactie geeft aan in welke richting een reactie verloopt.<br />

Wat is de evenwichtsconstante van water?<br />

K =<br />

+ -<br />

[ H ][ OH ]<br />

[ H O]<br />

2<br />

H 2 O: de concentratie van water in zuiver water: constant<br />

Vierkante haken = concentratie in mol/l<br />

+ -<br />

[ H O] = [ H ][ ]<br />

K w<br />

= K . OH<br />

.<br />

2<br />

Kw= waterconstante


K= evenwichtsconstante<br />

Bij 25° is K w = 10 -14<br />

Wat is het verband tussen de chemie en pK w waarde?<br />

In de chemie heb je vaak zeer kleine getallenàp-waarden van grootheden<br />

àp-waarden= negatieve logaritme<br />

pK<br />

w<br />

= -logK<br />

pH = -log<br />

pOH = -log<br />

Bij 25° is dit<br />

K<br />

w<br />

pK<br />

=<br />

w<br />

w<br />

+<br />

[ H ]<br />

-<br />

[ OH ]<br />

+ -<br />

[ H ][ . OH ]<br />

= 10<br />

-14<br />

= pH + pOH = 14<br />

Hoe bekomen we via berekening aan een zuur of base?<br />

-pH + pOH = 14<br />

-Zuiver water: pH = pOH = 7<br />

àzuur = H + toevoegen<br />

+<br />

[ H ] ­&<br />

pH¯<br />

à base = OH - toevoegen<br />

-<br />

[ OH ]<br />

­ & pOH ¯ & pH ­<br />

pH + pOH = 14<br />

Toepassing: pH + pOH = 14<br />

Zuur toe.= 3 + 11 = 14<br />

OH- toe. = 9 + 5 = 14<br />

Altijd PH onderzoeken!!<br />

Hoe bereken je nu PH?<br />

sterk zuur: volledige protolyse<br />

àHCl, H 2 SO 4<br />

àvb.: 0,01 mol/l HCl-oplossing<br />

H 2 0<br />

HCl à Cl - + H +<br />

[ HCl]<br />

+<br />

[ H ]<br />

= 0,01mol<br />

/ l<br />

= 0,01mol<br />

/ l = 10<br />

pH = -log10<br />

-2<br />

= 2<br />

-2<br />

mol / l


Wat is een protolyse?<br />

Protolyse of protolytische reactie is een chemische reactie waarbij een waterstofion (H + ) tussen de<br />

twee bij de reactie betrokken stoffen wordt overgedragen.<br />

2.3.5 Chemische reactie<br />

Wat is een chemische reactie?<br />

Als stoffen in de juiste omstandigheden bij elkaar worden gebracht, kunnen hieruit andere stoffen<br />

gevormd worden.<br />

Uitgangstoffen= Reagentia<br />

De nieuw gevormde stoffen= De reactieproducten<br />

Wat gebeurt er bij chemische reactie?<br />

- Bewaart atoomsoorten<br />

- Herschikking van atomen<br />

àbestaande chemische bindingen verbroken<br />

ànieuwe chemische bindingen gevormd<br />

Hoe worden chemische reacties voorgesteld?<br />

Reactievergelijking<br />

Wat is een reactievergelijking?<br />

-formules reagentia<br />

-reactiepijl ( à of )<br />

-formules reactieproducten<br />

Voorbeeld: verbranding van methaan (aardgas)


Wat wil zeggen: “ behoud van atoomsoorten”?<br />

Links en rechts evenveel atomen van elke soort<br />

Hoe krijgen me een metaaloxide en hydroxide?<br />

· metaal + O 2 ª metaaloxide<br />

Ca + O 2 à CaO<br />

· metaaloxide + H 2 O à hydroxide<br />

CaO + H 2 O à Ca(OH) 2<br />

Hoe krijgen met een niet-metaal oxide en oxozuur?<br />

· niet-metaal + O 2 à niet-metaaloxide<br />

C + O 2 à CO 2<br />

· niet-metaaloxide + H 2 O à oxozuur<br />

CO 2 + H 2 O à H 2 CO 3<br />

SO 3 + H 2 O à H 2 SO 4<br />

Wat komt er als men een hydroxide laat reageren met zuur?<br />

· hydroxide + zuur à zout + water<br />

NaOH + HCl à NaCl + H 2 O<br />

KOH + H 2 SO 4 à K 2 SO 4 + H 2 O<br />

Wat krijgt met als men een niet-edel metaal laat reageren met zuur?<br />

· niet-edelmetaal + zuur à zout + diwaterstof<br />

Zn + 2HCl à ZnCl 2 + H 2<br />

Wat is een redoxreactie?<br />

Een redoxreactie is een reactie tussen moleculen en/of ionen waarbij elektronen worden<br />

uitgewisseld.<br />

De term redox is een samentrekking van de begrippen reductie en oxidatie. Dit soort reacties wordt<br />

veel toegepast in batterijen en accu's. Ook roesten is een redoxreactie, namelijk de oxidatie van ijzer


<strong>Samenvatting</strong> reacties<br />

2 soorten<br />

· zonder verandering in oxidatietrap<br />

- zonder elektronenoverdracht<br />

-metathesisreactie of ionreactie<br />

· met verandering in oxidatietrap<br />

-met elektronenoverdracht<br />

-redoxreactie<br />

-TREEDT ENKEL OP WANNEER IONREACTIE NIET KAN<br />

2.4 Hardheid van water<br />

Verschil tussen zuiver en leidingwater?<br />

Zuiver water geleidt de elektrische stroom niet , leidingwater wel<br />

Waarom leidingwater wel?<br />

Het bevat al reeds opgeloste stoffen.--> elektrolyten<br />

à werden uit de bodem opgelost want leidingwater is afkomstig van oppervlakte – of grondwater.<br />

Wat zijn kwaliteitsnormen voor ons drinkwater?<br />

aangenaam (geurloos, kleurloos, frisse smaak)<br />

geen schadelijke stoffen<br />

geen pathogene organismen<br />

comfortabel in gebruik à niet hard<br />

Hoe wordt de hardheid van het water veroorzaakt?<br />

Door verschillende ionen<br />

à sulfaten en chloriden zijn verantwoordelijk voor de blijvende hardheid.<br />

Verklaar de meeste problemen met tijdelijke hardheid?<br />

Ionen verdwijnen uit de oplossing na verhitten van water<br />

Mg 2+ / Ca 2+<br />

àkalkaanslag koffiezet, wasmachine…


Wat zijn de gevolgen?<br />

· neerslagvorming met zeep<br />

àmeer zeep nodig<br />

àstug worden van textiel<br />

· moeilijkere doorstroming leidingen<br />

Mg 2+ / Ca 2+ - ionen zijn opgelost in water in de vorm van Mg(HCO 3 ) 2 en Ca(HCO 3 ) 2 , geef de reactie als<br />

de temperatuur stijgt:<br />

Hoe moet je verwijderen door middel van zuren?<br />

àCaCO 3 + 2HCl à CaCl 2 + H 2 O + CO 2<br />

· waterstofchloride<br />

: ontkalken van sanitaire installaties<br />

· azijnzuur<br />

:huishoudelijke toestellen<br />

Wat is het verschil in hardheidsgraden?<br />

<br />

Franse hardheidsgraden<br />

<br />

<br />

1 ° fH: 10 g CaCO 3 per m 3 water<br />

< 15 ° fH: zacht water<br />

<br />

Duitse hardheidsgraden<br />

<br />

1 ° dH: 10 g CaO per m 3 water<br />

2.5 Zure neerslag<br />

2.5.1 Oorzaak<br />

Zwaveldioxide (SO 2 ) à fossiele brandstoffen<br />

<br />

<br />

Stikstofoxiden (NO x ) à verkeer<br />

Ammoniak (NH 3 ) à landbouw en veeteelt


2.5.2 Gevolgen<br />

· Vissterfte<br />

‣ afh. van buffercapaciteit<br />

‣ buffer: vangt pH-veranderingen op<br />

‣ pH < 4,5<br />

àgeen vissoorten en geen ongewervelden en algen<br />

· Bosbestand<br />

‣ naaldwouden<br />

‣ pH é à metalen (Al) lossen op à giftig!<br />

· Gebouwen<br />

‣ CaCO 3 + H 2 CO 3 à Ca(HCO 3 ) 2<br />

‣ vast<br />

oplosbaar<br />

2.5.3 Maatregelen<br />

· Zwavelarme brandstof<br />

‣ door behandelen met CaCO 3<br />

‣ SO 2 + CaCO 3 à CaSO 3 + CO 2<br />

‣ SO 3 + CaCO 3 à CaSO 4 + CO 2<br />

· Gemotoriseerd vervoer<br />

‣ uitstoot van stikstofoxiden reduceren<br />

· Overbemesting<br />

‣ NH 3<br />

Stoffen die te kennen zijn<br />

HCl<br />

H 2 SO 4<br />

NaOH<br />

MgO<br />

Cl -<br />

NH 3<br />

CaCl 2<br />

H<br />

C<br />

Cl<br />

Na<br />

Mg<br />

O<br />

Fe<br />

+<br />

NH 4<br />

-<br />

NO 2<br />

Waterstofchloride (= zoutzuur)<br />

Diwaterstofsulfaat(= zwavelzuur)<br />

Natriumhydroxide<br />

Magnesiumoxide<br />

Chloride<br />

Ammoniak<br />

Calciumdichloride<br />

Waterstof<br />

Koolstof<br />

Chloor<br />

Natrium<br />

Magnesium<br />

Zuurstof<br />

Ijzer<br />

Ammonium<br />

Nitriet


NO 3<br />

-<br />

CH 4<br />

Nitraat<br />

Methaan<br />

3 Metalen<br />

In de natuur komen 2 soorten metalen voor<br />

· Enkelvoudige stoffen<br />

· Samengestelde stoffen<br />

Geef 2 voorbeelden van enkelvoudige stoffen?<br />

- Zilver<br />

- Goud<br />

Wat zijn samengestelde stoffen?<br />

= mineralen<br />

= die voorkomen in ertsen<br />

Wat zijn ertsen?<br />

Gesteenten waarin naast de betrokken mineralen ook andere gesteenten(= ganggesteenten)<br />

àin spleten of in gangen in de aardkost gestold magma<br />

onder de aardkorst: magma<br />

boven aardoppervlak: lava<br />

Hoe bekomen we dan een metaal?<br />

Door chemische processen uit het mineraal<br />

Schema metalen:


Wat zijn de kenmerken metalen?<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

vast (behalve kwik (Hg))<br />

goede warmtegeleiders<br />

goede elektriciteitsgeleiders<br />

glanzend uitzicht<br />

Wat is een zuiver metaal?<br />

Goed vervombaarà door hun roosterstructuur<br />

Wat is een legering?<br />

Verschillende metalen met elkaar te mengen.<br />

Wat zijn de kenmerken van een legering?<br />

àhard en onvervormbaar<br />

constructiestaal<br />

goud in sieraden<br />

àverschillende atoomsoorten met verschillende groottes<br />

àlagen kunnen niet meer verschuiven<br />

Figuur zuiver metaal en legering<br />

Zuiver metaal<br />

Legering


Voorbeelden Metalen en Legering<br />

Wat is een redoxreacties?<br />

Reacties met overdracht van elektronen van een reductor naar oxidator.<br />

<br />

reductie<br />

<br />

<br />

opname van elektronen<br />

dalen van oxidatietrap<br />

<br />

oxidatie<br />

<br />

<br />

afgifte van elektronen<br />

stijgen in oxidatietrap<br />

Wat is oxidatie?<br />

àoorspronkelijk: binding met zuurstof<br />

àverbranding<br />

2 Mg + O 2 à 2 MgO<br />

S + O 2 à SO 2<br />

àandere tragere reacties<br />

bruin worden van appel<br />

corrosie van metalen<br />

Wat is reductie?<br />

‣ zuurstof onttrekken<br />

‣ of analoge reactie zonder zuurstof, met ander element


Voorbeeld reductie<br />

2 Mg + O 2 à 2MgO<br />

OAS: 2 Mg – 4 e - à 2Mg 2+<br />

ROD: O 2 + 4 e - à 2 O 2-<br />

2 Mg + Cl 2 à MgCl 2<br />

OAS: 2 Mg – 4 e - à 2Mg 2+<br />

ROD: Cl 2 + 4 e - à 2 Cl 2-<br />

Hoe moet je redoxreacties oplossen?<br />

-Deelreacties<br />

àROD en OAS<br />

- Elektronen<br />

à+ of – e -<br />

- H rechts of links à H 2 O links of rechts<br />

- O recht of links à H 2 O links of rechts<br />

- Basisch milieu: H + neutraliseren met OH -<br />

- Eventueel deelreacties vermenigvuldigen<br />

àaantal opgenomen elektronen = aantal afgestane elektronen<br />

- Deelreacties optellen<br />

- Moleculen vormen<br />

-Controle<br />

3.2 Spanningsreeks van de metalen<br />

Wat is de spanningsreeks van de metalen?<br />

= verdringingsreeks en kan afgeleid worden<br />

Voorbeeld spanningsreeks<br />

Zn + CuSO 4 à ZnSO 4 + Cu<br />

‣ Zn wordt zelf geoxideerd (OAS)<br />

‣ Cu 2+ wordt hierbij gereduceerd<br />

‣ Zn veroorzaakt reductie<br />

‣ Zn is reductor<br />

‣ Zn is sterkere reductor dan Cu


De elementen volgens dalend reducerend vermogen:<br />

Alkali- en aardalkalimetalen= hebben een zo groot redecurend vermogen dat ze in staat zijn<br />

diwaterstof uit water te verdringen. à onstaat een basische oplossing<br />

Voorbeeld: K, Na en Ca, Mg<br />

Welke metalen kunnen diwaterstof uit een zuur verdringen?<br />

- Aluminium<br />

- Zink<br />

- Ijzer<br />

Voorbeeld:<br />

· 2 Al + 6 HCl ª 2 AlCl 3 + 3 H 2 ­<br />

(Al – 3 e - à Al 3+ ) x 2<br />

(2 H + + 2 e - à H 2 ) x 3<br />

2 Al + 6 H + à 3 Al 3+ + 3 H 2<br />

2 Al + 6 HCl à 3 AlCl 3 + 3 H 2<br />

· Zn + H 2 SO 4 ª ZnSO 4 + H 2 ­<br />

Zn – 2 e - à Zn 2+<br />

2 H + + 2 e - à H 2<br />

Zn + 2 H + à Zn 2+ + H 2<br />

Zn + H 2 SO 4 à ZnSO 4 + H 2<br />

Metalen na H 2 reageren niet meer met zuren.<br />

à Klein reducerend vermogen dat ze aan de lucht niet oxideren. è edele metalen


3.3 Metallurgie van ijzer<br />

Wat is metallurgie van ijzer?<br />

Producten van ijzer<br />

Geef de kenmerken van de metallurgie?<br />

<br />

<br />

<br />

metaalnijverheid: vooral ijzer<br />

800 miljoen ton per jaar<br />

winning van ijzer: in hoogoven<br />

<br />

grondstoffen<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

ijzerertsen<br />

schroot<br />

brandstoffen<br />

toeslag<br />

Wat zijn ijzerertsen?<br />

=ijzer in aardkorst<br />

-Bestaat uit samengestelde stoffen<br />

‣ magnetiet Fe 3 O 4<br />

‣ hematiet Fe 2 O 3<br />

‣ pyriet FeS.S<br />

Wat is schroot?<br />

àoudijzer of schroot<br />

=vuil, roest<br />

=recuperatie na gebruik<br />

àafvalijzer of nieuw schoot<br />

=nieuw ijzer<br />

=komt vrij bij vormgeving van nieuw ijzer in gebruiksvoorwerpen<br />

Geef 2 voorbeelden van brandstoffen?<br />

Koolstof en Cokes


Wat doet het toeslag?<br />

Smeltpunt verlagen<br />

- Afhankelijk van samenstelling van de erts<br />

= Kalksteen/ kiezelsteen<br />

- Reageert met ganggesteente tot vorming van slak<br />

à bijproduct<br />

Hoe gebeurt de winning metalen?<br />

‣ 50 meter hoog<br />

• langs boven vullen met afwisselend<br />

· cokes<br />

· gemalen ijzererts + toeslag<br />

• onderaan lucht van 2000 °C<br />

• reactie bij 1600 °C in onderste laag<br />

· 2 C + O 2 à 2 CO<br />

• reactie bij 1400 °C in bovenliggende laag<br />

· Fe 2 O 3 + 3 CO à 2 Fe + 3 CO 2<br />

• gevormde ijzer daalt<br />

· zwaartekracht<br />

• Fe + gevormde slak smelten<br />

• onderaan<br />

· laag vloeibaar ijzer + laag vloeibaar slak


Geef de indeling volgens samenstelling<br />

-gietijzer<br />

3,2 tot 3,6 % koolstof<br />

- staal < 1,7 % koolstof<br />

Hoe ontstaat staal?<br />

Ruwijzer opnieuw te smelten en in een convertor of elektrische oven de aanwezige koolstof en<br />

onzuiverheden te verbranden met zuivere zuurstof<br />

3.4 Andere belangrijke metalen<br />

3.5 Corrosie van metalen<br />

Wat is corrosie?<br />

De aantasting van metalen en andere materialen als gevolg van chemische of fysische processen.<br />

à groot probleemà economische schade vb. roestende carrosserie van auto’s<br />

Wat is het probleem?<br />

Geoxideerd product neemt groter volume inà barsten, breuken, vervormingen<br />

Leg uit “ Roesten van ijzer”<br />

Benodigdheden: water en zuurstof<br />

à redoxreacties<br />

Geef de reactie van roesten van ijzer<br />

2 Fe + O 2 + 2 H 2 O à 2 Fe(OH) 2<br />

4 Fe(OH) 2 + O 2 + 2 H 2 O à 4 Fe(OH) 3<br />

2 Fe(OH) 3 à Fe 2 O 3 (poreus) + 3 H 2 O<br />

Fe 2 O 3 is poreus


Wat is poreus?<br />

Iets wat water doorlaat<br />

Leg uit “ Corrosie van Zn en Al”?<br />

- Oxiden vormen goed hechtende laag<br />

- Bescherming tegen verdere corrosie<br />

Aluminium en zink àveel toepassingen<br />

Hoe moet je beschermen tegen corrosie?<br />

1. elektrolytische bescherming<br />

: Op stalen constructies wordt een ander metaal, zoals zink aangebracht. Het zink wordt<br />

geoxideerd in plaats van het ijzer en het goed hechtende zinkoxide beschermt onderliggende<br />

staal.<br />

2. legeren<br />

roestvrij staal = staal + Cr, Ni of Mo<br />

3. deklagen<br />

verf<br />

4 Verbranding<br />

Wat zijn verschillende verbrandingsreacties?<br />

- Verwarming<br />

- Koken<br />

- Transport<br />

- Gevaar voor brand<br />

4.1 Energetische aspecten van een chemische reactie<br />

Hoe komt warmte vrij?<br />

Door chemische reacties<br />

Vb. Bunsenbrander en kachel<br />

Geef enkele andere vormen van energie?<br />

· elektrische energie batterij<br />

· licht bij brandend hout<br />

· kracht van ontploffing


Wat gebeurt er bij een chemische reactie?<br />

- Herschikking van de atomen<br />

- Energie uitwisseling<br />

à de studie hiervan is Thermodynamica<br />

Wat is thermodynamica?<br />

Leer van beweging en warmte<br />

Welke soorten energie hebben we nog?<br />

· warmte, licht, elektriciteit, geluid<br />

· beweging = kinetische energie<br />

· potentiële energie<br />

· kernenergie<br />

Wat is warmte?<br />

Kinetische energie van de moleculen of atomen in de materie.<br />

We kunnen uit de studie van deze energie vormen 2 basisregels onderscheiden, de welke?<br />

1. Energie kan omgezet worden van de ene vorm in de andere<br />

Vb. Potentiële energie van een ver in een klok omgezet in kinetische energie van de slinger<br />

2. De hoeveelheid energie in het universum is constant<br />

Wat gebeurt er met energie?<br />

- Kan niet gemaakt worden of vernietigd<br />

- Enkel omgezet worden van de ene vorm in de andere<br />

Wat is de eerste wet van de thermodynamica?<br />

In elk proces kan energie worden omgezet van de ene vorm in de andere, maar de energie kan nooit<br />

gecreëerd of vernietigd worden.<br />

Vb. Verbranding benzine in motor<br />

à chemische energie maar voor 30 % omgezet in bewegingsenergie, de rest in thermische (70%<br />

verlies)


Wat zijn exo-energetische reacties?<br />

· afgave van energie<br />

· energie reactieproducten < energie reagentia<br />

· energie o.v.v. warmte of licht<br />

Voorbeeld:<br />

· verbrandingsreacties<br />

· oplossen metaal in zuur<br />

Wat zijn endo-energetische reacties?<br />

· Opname van energie<br />

· Energie reactieproducten > energie reagentia<br />

· Energie nodig om reactie te laten verlopen<br />

Voorbeeld<br />

· Verdamping van water<br />

· Fotosynthese<br />

Wat is de activeringsenergie (U a )?<br />

De energie die in de vorm van warmte, licht.. toegevoegd moet worden om een reactie op gang te<br />

brengen<br />

àvele reacties gaan pas door na toevoegen bepaalde hoeveelheid energie aan systeem<br />

Exo-energetische reactie


Leg uit “ Fotosynthese”<br />

Geef de reactievergelijking<br />

licht<br />

6 H 2 O + 6 CO 2 à C 6 H 12 O 6 + 6 O 2<br />

Wat is glucose?<br />

glucose<br />

Bouwstof van o.a. zetmeel<br />

Wat is zetmeel?<br />

Energierijke verbindingen worden door dierlijke organismen bij de voeding opgenomen.<br />

à organische verbindingen<br />

4.2 Organische verbindingsklassen<br />

Wat is organische chemie?<br />

Koolstof chemie<br />

Hoeveel bindingen kan koolstof aangaan?<br />

4 enkelvoudige covalente bindingen<br />

Hoe zijn koolstofketens of koolstofringen ontstaan?<br />

Couper legde de nadruk op de capaciteit van het koolstofatoom om bindingen te vormen met andere<br />

koolstofatomen.<br />

4.2.1 Koolwaterstoffen<br />

Wat zijn koolwaterstoffen?<br />

Koolwaterstoffen zijn organisch chemische verbindingen van uitsluitend waterstof en koolstof met<br />

de algemene formule C n H m .


Wat zijn de verschillende soorten KWS?<br />

1. Acyclische of alifatische KWS<br />

-Alkanen<br />

-Alkenen<br />

- Alkynen<br />

- Isomerie<br />

2. Alicyclische KWS (cyclische KWS)<br />

3. Aromatische KWS<br />

4.2.1.1 Acyclische of Alifatische KWS<br />

Wat zijn acyclische koolwaterstoffen?<br />

Dit zijn koolwaterstoffen bestaande uit open koolstofketens.<br />

Voorbeeld: Butaan<br />

Wat zijn alkanen?<br />

Koolwaterstoffen waarbij een maximaal aantal waterstofatomen in de verbinding opgenomen is.<br />

Wat zijn verzadigde alifatische KWS?<br />

Verbinding is verzadigd aan waterstof<br />

Wat is de brutoformule.?<br />

C n H 2n+2<br />

Er bestaan 2 soorten ketens:<br />

- Onvertakte ketens<br />

- Vertakte ketens<br />

Wat zijn onvertakte ketens?<br />

Normaal alkanen of n-alkanen<br />

Naamgeving: Onvertakte ketens<br />

1. naamgeving<br />

2. methaan CH 4<br />

3. ethaan CH 3 – CH 3<br />

4. propaan CH 3 - CH 2 – CH 3


5. butaan CH 3 - CH 2 - CH 2 – CH 3<br />

6. pentaan CH 3 - CH 2 - CH 2 – CH 2 – CH 3<br />

àbruto-formule onvertakte ketens :C n H 2n+2<br />

propaan: C 3 H 8<br />

butaan: C 4 H 10<br />

Naamgeving: Vertakte ketens<br />

<br />

<br />

<br />

langste keten<br />

alkylgroepen in alfabetische volgorde<br />

alkylgroep: atoomgroep met één H-atoom minder dan corresponderende alkaan<br />

methyl -CH 3<br />

ethyl -CH 2 CH 3<br />

èbruto-formule vertakte ketens: C n H 2n+1<br />

methyl -CH 3<br />

Wat zijn alkenen?<br />

ethyl -C 2 H 5<br />

Bevatten 2-voudige binding. à niet verzadigd<br />

Brutoformule: C n H 2n<br />

Voorbeeld:<br />

1. etheen CH 2 =CH 2<br />

2. propeen CH 3 -CH=CH 2<br />

3. 1-buteen CH 3 -CH 2 -CH=CH 2<br />

4. 2-buteen CH 3 -CH=CH-CH 3<br />

5. 1,3-butadieen CH 2 =CH-CH=CH 2<br />

Voorbeeld: 2 methylpropaan


Wat zijn alkynen?<br />

Koolwaterstoffen die een drievoudige binding bevatten.<br />

Brutoformule: C n H 2n-2<br />

Voorbeeld: Ethyn<br />

Voorbeeld: Propyn<br />

Wat is isomerie?<br />

Het voorkomen van moleculen met dezelfde brutoformule maar met verschillende structuur of<br />

configuratie<br />

Welke 2 soorten isomerie hebben we?<br />

1. Structuurisomerie<br />

2. Stereo-isomerie<br />

Wat is stereo- isomerie?<br />

= geometrische isomeren<br />

= verschillen alleen in de manier waarop de atomen in de ruimte georiënteerd zijn.


Wat is de configuratie?<br />

De ruimtelijke rangschikking van atomen<br />

Wat is structuur isomerie?<br />

= bevatten dezelfde soort en hetzelfde aantal atomen maar ze zijn op een verschillende manier<br />

onderling gebonden.<br />

Kenmerken van isomerie<br />

- De opbouw van de koolstofketens kan verschillend zijn zoals bijvoorbeeld pentaan<br />

Voorbeeld: Pentaan àstructuurisomeren van C 5 H 12<br />

à structuurisomeren van C 6 H 14<br />

4.2.1.2 Alicyclische KWS<br />

Wat zijn cyclische koolwaterstoffen?<br />

Koolwaterstoffen waarbij C-atomen aan mekaar gebonden zijn tot een ring.<br />

à 2 waterstofatomen minder dan de alkanen en zijn ze dus isomeren van de alkenen<br />

Brutoformule: C n H 2n C n H 2n èzelfde als alkenen<br />

structuurisomeren<br />

Hoe gebeurt de naamgeving<br />

Cyclo + aantal C-atomen in ring<br />

Voorbeelden:


Kenmerken cyclische verbindingen<br />

- Niet alle zijn stabiel<br />

- De verschillende stabiliteit is af te leiden uit de bindingshoeken tussen de C-C bindingen.<br />

Kunnen tekenen!!<br />

Geef een voorbeeld van onverzadigde alicyclische KWS<br />

Cyclohexeen<br />

4.2.1.3 Aromatische KWS<br />

Wat zijn aromatische KWS?<br />

Koolwaterstoffen die een benzeenring( = zesring) met afwisselend enkele en dubbele bindingen.<br />

Voorbeeld:


4.2.2 Koolstofverbindingen met karakteristieke groepen<br />

Hoe worden deze verbindingen ingedeeld?<br />

- Karakteristieke atoomgroep(= functionele groep) in hun structuur<br />

Geef de verschillende soorten:<br />

· Alcoholen<br />

· Carbonzuren<br />

· Ketonen<br />

· Aldehyden<br />

· Halogeenverbindingen<br />

· Amines<br />

· Ethers<br />

4.2.2.1 Alcoholen<br />

Wat is de karakteristiek groep?<br />

Hydroxylgroep of OH-groep<br />

Geef uitleg bij methanol, ethanol!<br />

· methanol: CH 3 OH<br />

- Bijproduct bij slechte destillatie<br />

- Giftig bij inname<br />

-Blindheid en dood tot gevolg<br />

· ethanol: CH 3 CH 2 OH<br />

-oplosmiddel<br />

-alcoholische dranken<br />

-ontsmettingsmiddel<br />

-reinigingsmiddel<br />

-ontvetter


4.2.2.2 Carbonzuren<br />

Wat is karakteristieke groep?<br />

Carboxylgroep<br />

Altijd COOH<br />

· ethaanzuur<br />

àazijnzuur<br />

àproductie m.b.h.v. azijnzuurbacteriën<br />

4.2.2.3 Ketonen<br />

Wat is de karakteristieke groep?<br />

Carbonylgroep tussen 2 koolstofatomen<br />

Voorbeeld aceton:<br />

Voor wat wordt propanon gebruikt?<br />

Als oplosmiddel om bv. nagellak te verwijderen<br />

4.2.2.4 Aldehydes<br />

Wat is de karakteristieke groep?<br />

Aldehyde groep( eindstandige carbonylgroep)<br />

Voorbeeld methanal:<br />

à formaldehydeà oplossen van formol in water


4.2.2.5 Halogeenverbindingen<br />

Wat is de karakteristieke groep?<br />

Halogeen<br />

Geef voorbeelden van halogenen<br />

- Fluor<br />

- Chloor<br />

- Broom<br />

- Jood<br />

Wat zijn CFK’s of freonen?<br />

= Chloorfluorkoolstofverbindingen<br />

= halogeenalkanen die een fluoratoom bevatten<br />

à probleem: Aantasting van de stratosferische ozonlaag<br />

4.2.2.6 Amines<br />

Wat is karakteristieke groep?<br />

Amine-groep/ NH 2 – groep<br />

· primair amine<br />

=1 alkylgroep<br />

· secundair amine<br />

=2 alkylgroepen<br />

· tertiair amine<br />

=3 alkylgroepen<br />

4.2.2.7 Ethers<br />

Wat is het karakteristieke atoom?<br />

Zuurstofatoom covalent gebonden tussen 2 koolstofatomen<br />

Voorbeeld: ethoxyethaan<br />

<br />

<br />

<br />

ether<br />

di-ethylether<br />

oplosmiddel


4.3 Fosiele brandstoffen<br />

4.3.1 Energie uit de grond<br />

Waarom is er een stijging van het energie verbruik?<br />

· huishoudens<br />

· industrie<br />

· transport<br />

Wat is de bron en wat kan er als bron gebruikt worden?<br />

Fossiele brandstoffen:<br />

· Aardolie<br />

· Aardgas<br />

· Steenkool<br />

Probleem: Beperktà blijvend verbruikà uitputting<br />

Oplossing: Alternatieve bronnen<br />

· Windenergie<br />

· Waterkrachtcentrale<br />

· Getijdenenergie


4.4 Vuur en brand<br />

Waarom wordt de branddoek gebruikt?<br />

Om band te voorkomen<br />

<br />

<br />

brandstof<br />

<br />

hout, papier,<br />

ontvlambare<br />

vloeistof, gas<br />

zuurstof (O 2 , dizuurstof)<br />

<br />

uit lucht<br />

<br />

warmte / temperatuur<br />

<br />

vlam, vonk,<br />

verhitting…<br />

Hoe kan je een brand vermijden<br />

Uit elkaar houden van deze 3 elementen<br />

Brand blussen = doorbreken van deze driehoek<br />

Wat zijn explosies?<br />

Reacties die uiterst snel verlopen en daarbij een grote hoeveelheidenergie en gasvormige producten<br />

· snelle reacties<br />

· grote hoeveelheid energie vrij<br />

· grote hoeveelheid gasvormige producten vrij<br />

àenorme volumetoename<br />

Symbool: Explosie<br />

Licht ontvlambaar:<br />

Wat is detonatie?<br />

· soort explosie<br />

· reactiefront wordt verplaatst<br />

· hogere snelheid dan geluidssnelheid<br />

· schokgolvenàverwoestend effect


Wat zijn explosiegrenzen?<br />

een explosief verlopende reactie enkel kan optreden wanneer de gas-lucht verhouding zich binnen<br />

bepaalde grenzen bevindt.<br />

àtussen deze grenzen: explosie<br />

Op 100 ml 4,6 ml methaan en boven de 14,2 brandenà geen explosie!

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!