Samenvatting 2011-2012 - Studiant
Samenvatting 2011-2012 - Studiant
Samenvatting 2011-2012 - Studiant
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<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!