6,3. Samenvatting door een scholier woorden 31 mei keer beoordeeld. Scheikunde

Transcriptie

1 Samenvatting door een scholier woorden 31 mei ,3 119 keer beoordeeld Vak Methode Scheikunde Pulsar chemie HOOFDSTUK 1 Zouten 1.1 Atoombouw Model: geen exacte weergave van de werkelijkheid maar een versimpelde versie, hiermee verklaar je waarnemingen en kun je uitkomsten van nieuwe experimenten voorspellen Stoffen: zijn opgebouwd uit moleculen die weer uit atomen zijn opgebouwd Reactie: de atomen van de moleculen van de beginstoffen hergroeperen zich tot nieuwe moleculen van de reactieproducten Atoommodel Dalton: bij een reactie hergroeperen de atomen van de moleculen van de beginstoffen zich tot nieuwe moleculen van de reactieproducten, dit kan omdat een molecuul uit nog kleinere deeltjes bestaat Atoom model Thomson: krentenbolmodel, atoom is ongeladen dus bevat evenveel positieve (protonen +) als negatieve (elektronen -) deeltjes Atoommodel Rutherford: een atoom bevat een atoomkern bevat protonen (positief) en neutronen (ongeladen), op grote afstand van kern bevindt zich een elektronenwolk bevat elektronen (negatief), tussen kern en elektronenwolk is lege ruimte Atoomnummer: ieder atoomsoort heeft zijn eigen atoom nummer, atoomnummer geeft het aantal protonen/elektronen in de kern aan, komt overeen met de kernlading, schrijf je linksonder het elementsymbool 11Na Massagetal: geeft de som van het aantal protonen + neutronen in de kern aan, schrijf je achter of linksboven het elementsymbool Na-23 of 23Na Berekenen aantal protonen, neutronen en elektronen: atoomnummer = 11 massagetal = 23 dus p = 11, e = 11, n = 23-11=12 Isotopen: atomen met hetzelfde atoomnummer (aantal protonen en elektronen) maar met verschillend massagetal (aantal neutronen), chemisch hebben ze bijna dezelfde eigenschappen Massadefect: verschil tussen de berekende massa van een atoom (door protonen, neutronen en elektronen op te tellen) en de werkelijke massa van een atoom 1.2 Stroomgeleiding Lading: er is positieve (protonen) en negatieve (elektronen) lading Tussen geladen voorwerpen werken krachten: -afstotende kracht wanneer de deeltjes een gelijksoortige lading hebben -aantrekkende kracht wanneer de deeltjes een tegengestelde lading hebben Pagina 1 van 52

2 3 soorten groepen stoffen: -stoffen die stroom geleiden in vaste en vloeibare vorm (metalen) -stoffen die alleen geleiden in vloeibare vorm (zouten) -stoffen die geen stroom geleiden (moleculaire stoffen) Ionen: positief of negatief geladen deeltjes Bij het smelten of in oplossing brengen van zouten komen de ionen los van elkaar en kunnen zo voor stroomgeleiding zorgen (positieve gaat naar de min elektrode, negatieve gaat naar de plus elektrode) De kern van atomen en bijhorende ionen is gelijk, maar verschillen in aantal elektronen Positief ionen: hebben eenzelfde aantal protonen en een kleiner aantal elektronen dan het overeenkomstige atoom Negatief ionen: hebben eenzelfde aantal protonen en een groter aantal elektronen dan het overeenkomstige atoom Vanderwaalsbinding: molecuulbinding tussen moleculen in een vaste stof Ionbinding: binding tussen ionen in een vast zout, is sterker dan vanderwaalsbinding 1.3 Zoutformules Lading ionen: verschil tussen aantal protonen en elektronen bepaalt de grootte van de lading -positief ion met lading 1+: een elektron minder dan aantal protonen -negatief ion met lading 2-: twee elektronen meer dan aantal protonen Verhoudingsformule: formule van een zout waarin de verhouding tussen de positieve en negatieve ionen zo is, dat de formule een elektrisch neutrale stof weergeeft Opstellen verhoudingsformule: bijv. verhoudingsformule van ijzer(ii)chloride 1. Ga na welke ionen in het zout aanwezig zijn. Fe2+ en Cl- ionen 2. Bepaal de verhouding waarin de ionen aanwezig zijn om een elektrisch neutraal zout te krijgen. Fe2+ : Cl- = 1 : 2 3. Schrijf de verhoudingformule op met behulp van indexcijfers, dit zijn zo klein mogelijke, hele getallen FeCl2 1.4 Samengestelde ionen Samengesteld ion: ion dat bestaat uit meerdere atomen die samen een lading hebben Samengestelde ionen NH4+ ammonium CO32- carbonaat OH- hydroxide SO32- sulfiet NO2- nitriet SO42- sulfaat NO3- nitraat SiO32- silicaat CH3COO- ethanoaat/acetaat PO43- fosfaat HCO3- watercarbonaat Opstellen zoutformule met samengestelde ionen bijv. formule van calciumhydroxide 1. Ga na welke ionen in het zout aanwezig zijn. Pagina 2 van 52

3 Ca2+ en OH- ionen 2. Bepaal de verhouding waarin de ionen aanwezig zijn om een elektrisch neutraal zout te krijgen. Ca2+ : OH- = 1 : 2 3. Schrijf de verhoudingformule op, wanneer het samengestelde ion mer dan een keer voorkomt, gebruik je haakjes om het samengestelde ion Ca(OH)2 Positieve ionen Negatieve ionen 1+ K+ kaliumion 1- F- fluoride-ion Na+ natriumion Cl- chloride-ion Ag+ zilverion Br- bromide-ion NH4+ ammoniumion I- jodide-ion OH- hydorixide-ion NO3- nitraat-ion NO2- nitriet-ion HCO3- waterstofcarbonaation CH3COO- ethanoaation 2+ Ba2+ bariumion 2- O2- oxide-ion Ca2+ calciumion S2- sulfide-ion Cu2+ koperion CO32- carbonaation Fe2+ ijzer(ii)ion SO42- sulfaation Mg2+ magnesiumion SO32- sulfietion Pb2+ loodion SiO32- silicaation Hg2+ kwikion Sn2+ tinion Zn2+ zinkion 3+ Al3+ aluminiumion 3- PO43- fosfaation Fe3+ ijzer(iii)ion 1.5 Zouten in water Vrije ionen: ionen in een gesmolten of opgelost zout, kunnen los van elkaar bewegen, hierdoor geleiding van stroom Hoe meer vrije ionen in een oplossing, hoe groter de stroomgeleiding is. Weergeven oplossen van zout in water: Zout (s) ion1 (aq) + ion2 (aq) bijv. CaCl2 (s) (water) Ca2+ (aq) + 2 Cl- (aq) Triviale naam oplossing van notatie Natronloog natriumhydroxide Na+(aq) + OH-(aq) Kaliloog kaliumhydroxide K+(aq) + OH-(aq) Kalkwater calciumhydroxide Ca2+(aq) + 2 OH-(aq) Oplosbaarheid van zouten: kun je opzoeken in tabel 45A van BINAS s = slecht oplosbaar in water g= goed oplosbaar m = matig oplosbaar Pagina 3 van 52

4 HOOFDSTUK 2 BRANDSTOFFEN 2.1 Fossiele brandstoffen Fossiele brandstoffen: brandstoffen die heel lang geleden zijn ontstaan door het afsterven van levende organismen, bijv. steenkool, aardolie en aardgas Koolwaterstoffen: bevatten de elementen koolstof en waterstof, kunnen ook nog andere elementen bevatten, zijn een deel van de groep koolstofverbindingen, bijv. methaan CH4 Kolendamp: het ontstaan van giftige stoffen zoals koolstofmonooxide en roet, dit gebeurt wanneer er geen volledige verbranding is, door te weinig zuurstof Volledige verbranding van een koolwaterstof: koolwaterstof + zuurstof koolstofdioxide + water Onvolledige verbranding van een koolwaterstof: koolwaterstof + (niet genoeg) zuurstof koolstofmonooxide + roet (C) Als een fossiele brandstof het element zwavel bevat, onstaat bij verbranding zwaveldioxide, dit veroorzaakt zure regen. Door stikstof in de lucht word ook stikstof verbrand, daarbij ontstaan stikstofoxiden, NOx (nitreuze dampen) die schadelijk zijn voor het milieu, door gebruik van een katalysator in de uitlaat worden de stikstofoxiden verwijderd. Broeikaseffect: bij de volledige verbranding van de fossiele brandstoffen ontstaat o.a. koolstofdioxide, dat zorgt voor het broeikaseffect, vormt een deken om de aarde waardoor de aarde geen warmte kan afstaan, methaan (CH4), lachgas (N2O) en ozon (O3) helpen hier ook aan mee, het CO2 gehalte in de atmosfeer stijgt, daardoor warmt de aarde op, met als gevolg klimaatveranderingen 2.2 Alternatieve brandstoffen Alternatieve brandstoffen: andere brandstoffen dan fossiele brandstoffen, moeten worden gezocht omdat de fossiele brandstoffen in korte tijd word opgemaakt, bijv. biogas (ontstaat door rotting van organisch afval), bio-alcohol (alcohol die gehaald word uit biologische producten) en waterstofgas Kolenvergassing: winning van energie door middel van ondergrondse kolenvergassing Bij de productie van biogas en bio-alcohol wordt CO2 gebruikt, daardoor draagt het verbranden van deze brandstoffen niet bij aan het broeikaseffect. 2.3 Aardolie Gefractioneerde destillatie van aardolie: destillatie waarbij een aardolie wordt gescheiden in een aantal mengsels van de stoffen, ontstaan verschillende fracties met kooktrajecten, deze verschillende fracties hebben allerlei belangrijke toepassingen De kookpunten van de stoffen in een fractie liggen dicht bij elkaar. Fractie Toepassing < 5 C gasvormige bestanddelen (lpg) 20 C tot 180 C gasolie ( autobrandstoffen) 180 C tot 260 C kerosine (vliegtuigen) 260 C tot 340 C diesel (autobrandstof) 340 C tot 600 C smeermiddelen > 600 C zware stookolie residu bitumen, asfalt Pagina 4 van 52

5 Blokschema: een (chemisch) proces verkort weergegeven in een schema, met pijlen geef je aan welke stoffen er worden aangevoerd en afgevoerd Hoe hoger de pijl uit het blok komt, hoe lager het kookpunt of kooktraject is 2.4 Atoombinding Moleculaire stoffen: opgebouwd uit moleculen, ze geleiden de stroom zowel in de vaste én de vloeibare toestand niet, een aantal atomen die aan elkaar zijn gebonden De molecuulformule geeft aan welke atoomsoorten en hoeveel atomen van elke soort in een molecuul aanwezig zijn Atoombinding (covalente binding): een binding tussen atomen, een gemeenschappelijk negatief elektronenpaar houdt de twee positieve atoomresten bij elkaar, geef je aan met een streepje tussen de atomen Covalentie: geeft aan hoeveel atoombinding een niet-metaalatoom kan vormen, het aantal elektronen dat een atoom beschikbaar heeft voor de atoombinding, is voor elke atoomsoort karakteristiek, de covalentie van: -H - Cl F - Br - I = 1 -O - S = 2 -P - N = 3 -C = 4 Structuurformule: een formule waarin de atoombindingen met streepjes tussen de elementsymbolen zijn weergegeven, hierin kun je dus aflezen welke atomen op welke manier aan elkaar vastzitten, is een ruimtelijke voorstelling 2.5 Kraken Verzadigde koolwaterstoffen: moleculen waarin uitsluitend enkelvoudige bindingen aanwezig zijn, bijv. butaan C C C C Onverzadigde koolwaterstoffen: moleculen waarin ook dubbele bindingen tussen de koolwaterstoffen voorkomen, bijv. buteen C = C C C Kraken: uit een koolwaterstof (groot molecuul) ontstaan meerdere soorten kleinere moleculen, het reactieproduct is altijd een mengsel van verzadigde en onverzadigde koolwaterstoffen, dit komt doordat er te weinig waterstofatomen zijn bijv. C12H26 (l) C8H18 (l) + C4H8 (l) HOOFDSTUK 3 KOOLSTOFVERBINDINGEN 3.1 Alkanen Alkanen: deelverzameling van de koolwaterstoffen, verzadigde koolwaterstoffen, bevatten het maximale aantal waterstofatomen, algemene formule: CnH2n+2 Formule naam CH4 methaan C2H4 ethaan C3H8 propaan Pagina 5 van 52

6 C4H10 butaaan C5H12 pentaan C6H14 hexaan Homologe reeks: een groep stoffen met dezelfde algemene formule, de stoffen daarbinnen hebben vrijwel gelijke chemische eigenschappen Structuurformule: tekening van het molecuul waarin je in een plat vlak schematisch aangeeft hoe de verschillende atomen aan elkaar vastzitten Kortere notatie van structuurformule: bijv. propaan CH3-CH2-CH3 Koolstofskelet: hierin teken je alleen de koolstofatomen, bijv. propaan C-C-C Isomeren (vertakt of onvertakt): stoffen met dezelfde molecuulformule maar een andere structuurformule, verschillende stoffen met verschillende eigenschappen De C atomen zitten aan maximaal twee andere C atomen gebonden bij onvertakte keten. Bij een vertakte keten zijn aan een C atoom drie andere C atomen gebonden. Hoeveel en welke isomeren zijn er? teken de isomen van C5H12 1. Tekent het onvertakte koolstofskelet C C C C C 2. Maak daarna het koolstofskelet een koolstofatoom korter, kijk waar je het losse koolstofatoom aan de keten kunt plaatsen (niet aan de buitenste atomen), plaats het atoom steeds op een andere plaats C C C C C 3. Maak de hoofdketen nog een koolstofatoom korter en kijk waar je de twee losse koolstofatomen kunt plaatsen C C C C C 4. Om de structuurformules te krijgen zet je alle waterstofatomen erbij CH3 CH2 - CH2 CH2 - CH3 of CH3 CH CH2 CH3 CH3 of CH3 CH3 C CH3 CH3 3.2 Systematische naamgeving Stamnaam: geef je aan met de hoofdketen (de langste ononderbroken koolstofketen) Aantal koolstofatomen in hoofdketen stamnaam 1 methaan 2 ethaan 3 propaan Pagina 6 van 52

7 4 butaan 5 pentaan 6 hexaan Zijtak: wanneer er aan een koolstofatoom van de hoofdketen iets anders zit dan een waterstofatoom Karakteristieke groep: wanneer de zijgroep andere atomen dan C of H bevat, bijv. broomatomen Structuurformules zijtakken naam van de zijtak - CH3 methyl - CH2 - CH3 ethyl - CH2 - CH2 - CH3 propyl - CH - CH3 methylethyl CH3 Plaatsnummer: plaats die je geeft aan de koolstofatomen van de hoofdketen, je nummert in één richting zodat het plaatsnummer of de som van de plaatsnummers zo laag mogelijk is, wanneer er geen verwarring mogelijk is, mag je het plaatsnummer ook weglaten. Numeriek voorvoegsel: als aan een hoofdketen twee of meerde dezelfde zijtakken/groepen zitten 2 = di 3 = tri 4 = tetra Systematische naamgeving bijv. systematische naam van de stof (zie plaatje) 1. Zoek de hoofdketen (de langste ononderbroken koolstofketen) en geef de stamnaam. butaan 2. Kijk welke en hoeveel zijgroepen er zijn, geef de juiste naam (let op di-, tri-, tetra-) dibroom-jood-chloorbutaan 3. Kijk aan welke koolstofatomen deze zijgroepen vastzitten, geef de plaatsnummers, zet tussen de plaatsnummers een komma en zet voor en achter deze getallen een streepje (je gaat bij het nummeren van de hoofdketen zo laag mogelijk te werk) 1,1-dibroom-2-jood-3-chloorbutaan 4. De volgorde van de zijgroepen moet alfabetisch zijn. (let hierbij niet op de numerieke voorvoegsels) 1,1-dibroom-3-chloor-2-joodbutaan Van naam naar een structuurformule bijv. structuurformule van 1-chloor-2-methylbutaan 1. De stamnaam levert het aantal koolstofatomen C C C C 2. Zet de zijtakken en karakteristieke groepen op de juiste plaats aan de hoofdketen. C C C C Cl CH3 3. Vul de rest aan met waterstofatomen H H H H H C C C C H Cl CH3 H H 3.3 Onverzadigde koolwaterstoffen Pagina 7 van 52

8 Onverzadigde koolwaterstoffen: koolstofketen met een dubbele binding tussen twee koolstof atomen C = C Alkenen: onverzadigde koolwaterstoffen met een dubbele binding, kun je met broomwater aantonen (bruine kleur verdwijnt), algemene formule is CnH2n Achter de stamnaam van een alkeen zet je de uitgang een, als in een molecuul twee of drie dubbele bindingen voorkomen, wordt de uitgang dieen of trieen. Alkynen: onverzadigde koolwaterstof met een drievoudige binding tussen twee koolstofatomen, algemene formule is CnH2n Additiereactie Additiereactie: reactie waarbij dubbele binding openspringt, onverzadigde verbindingen reageren met andere stoffen waardoor er een ander atoom of atoomgroep aan kan binden 2 beginstoffen 1 reactieproduct Additie reacties kunnen plaatsvinden met de halogenen (H2, F2, Cl2, Br2, I2) waterstofhalogenen (HCl, HBr) en H2O (H-OH) 3.5 Substitutiereactie Substitutiereactie: vervangingsreactie waarbij koolwaterstof onder invloed van licht reageert met andere stoffen, een waterstofatoom wordt dan vervangen door een ander atoom Substitutiereacties kunnen plaatsvinden met halogenen (F2, Cl2, Br2) 2 beginstoffen 2 reactieproducten bijv. stap 1 CH4 (g) + Cl2 (g) CH3Cl (g) + HCl (g) stap 2 CH3Cl (g) + Cl2 (g) CH2Cl2 (g) + HCl (g) opgeteld = CH4 (g) + 2 Cl2 (g) (licht) CH2Cl2 (g) + 2 HCl (g) 3.6 Ringvormige koolwaterstoffen Cycloalkanen: koolwaterstof waarbij de koolstoffen zich in een ring bevinden, voor de stamnaam zet je het voorvoegsel cyclo- Benzeen: C6H6 (l), in vergelijking met cyclohexaan ontbreken er 6 H atomen, er is geen dubbele binding maar de elektronen die overblijven worden gebruikt voor versterking van de ringstructuur Aromaten: stoffen waarvan de moleculen een benzeenring bezitten Alifaten: alle koolwaterstoffen die in hun moleculen geen benzeen bezitten 3.7 Alcoholen en aminen Alcoholen: stof waarvan de moleculen een OH (hydroxyl)groep bevatten 1 H atoom vervangen door OH alkanol 2 H atomen vervangen door OH alkadiol Aminen: stof waarvan de moleculen een NH2 (amino)groep bevatten 1 H atoom vervangen door NH2 alkaanamine 2 H atomen vervangen door NH2 alkaandiamine 2 H atomen vervangen door NH2 + OH aminoalkanol Pagina 8 van 52

9 HOOFDSTUK 4 REACTIES MET ZOUTOPLOSSINGEN 4.1 Zouten in water Zouten: stoffen die zijn opgebouwd uit positieve en negatieve ionen, in vaste stof zijn de ionen op vaste plaats gerangschikt, opgelost in water verlaten ionen hun vaste plaats Bij oplossen in water komen de atomen waaruit het zout is opgebouwd los van elkaar bijv. CaCl₂(s) (water) Ca2+ (aq) + 2 Cl (aq) Hoe meer vrije ionen in een oplossing aanwezig zijn, hoe beter de oplossing de stroom geleid, de vrije ionen (deeltjes met lading) kunnen bewegen naar de positieve of negatieve elektrode. Tijdens indampen worden de ionen weer op een vaste plaats gerankschikt bijv. Ca2+ (aq) + 2 Cl (aq) (verwarmen) CaCl₂(s) 4.2 Zoutoplossingen bij elkaar Neerslag: een vaste stof die (fijn) verspreid door een vloeistof zit, suspensie, ontstaat door twee goed oplosbare zoutoplossingen bij elkaar te voegen, positieve ionen van de ene stof vormen ionbindingen met de negatieve ionen van de andere stof, er ontstaat een zout dat slecht oplost in water Opstellen neerslagreactie bijv. oplossingen ijzer(ii)nitraat en natriumfosfaat 1. Schrijf op welke ionen in de oplossing voor komen Fe2+ (aq), NO₃ (aq), Na+ (aq) en PO₄ 3- (aq) 2. Ga na welke combinatie van ionen een slecht oplosbaar zout oplevert, maak een neerslagtabel NO₃ PO₄ 3- Fe2+ g s Na+ g g 3. Schrijf, als een neerslag ontstaat, de reactievergelijking op, voor de pijl komen de ionen die een neerslag vormen, achter de pijl de formule van het vaste zout, maak de reactievergelijking kloppend 3 Fe2+ (aq) + 2 PO₄3- (aq) Fe₃(PO₄)₂ (s) 4.3 Het maken van een zout Bereiding van een slecht oplosbaar zout bijv. maak slecht oplosbaar bariumsulfaat 1. Maak oplossing A, deze moet bariumionen bevatten, alle nitratenzouten zijn goed oplosbaar bariumnitraat 2. Maak oplossing B, deze moet sulfaat-ionen bevatten, alle natriumzouten zijn goed oplosbaar natriumsulfaat 3. Filtreer de oplossing na filtreren heb je de zuivere stof bariumsulfaat in het residu (in filtraat natrium en nitraat ionen) Bereiding van een goed oplosbaar zout bijv. maak goed oplosbaar bariumchloride 1. Maak oplossing A, deze moet bariumionen bevatten en een negatief ion die met het positieve ion B een neerslag vormt Pagina 9 van 52

10 bariumhydroxide 2. Maak oplossing B: deze moet sulfaat-ionen bevatten en een positief ion die met het negatieve ion A een neerslag vormt magnesiumchloride 3. Filtreer de oplossing na filtreren heb je de zuivere stof magnesiumhydroxide in het residu (in het filtraat zit het goed oplosbare zout bariumchloride) Lichte metalen: metalen met een kleine dichtheid, bijv. natrium, kalium aluminium en titaan Zware metalen: metalen met een grote dichtheid, bijv. koper, barium, lood, kwik, cadmium en ijzer Kwik, cadmium, lood en zilver zijn bij kleine hoeveelheden al heel schadelijk Verwijderen van ionen uit een oplossing bijv. verwijder loodionen uit het oppervlaktewater. 1. Zoek een oplossing die een ionsoort bevat, die samen met de ionsoort die je wilt verwijderen een neerslag vormt. Maak een neerslag tabel: Neem een natriumsulfaat oplossing. SO₄2- Pb2+ s Na+ g 2. Voeg de zoutoplossing toe. Er vindt een neerslag reactie plaats: Pb2+ (aq) + SO₄2- (aq) PbSO₄ (s) 3. Filtreer de suspensie die ontstaat. het residu is loodsulfaat dus de loodionen zijn uit de oplossing verwijdert, daarvoor in de plaats zitten nu wel natriumionen in het oppervlaktewater 4.4 Ionsoorten aantonen TABEL 65B overzicht van de kleuren van deeltjes -Cu2+ ionen, koper blauw -ionsoorten die je geleerd hebt en niet in de tabel voorkomen kleurloos Aantonen ionsoort bijv. toon aan of een oplossing chloride of sulfaationen bevat -Zoek een zoutoplossing, waarbij het positieve ion met sulfaat wel en met chloride geen neerslag vormt of zoek een zoutoplossing, waarbij het positieve ion met chloride wel en met sulfaat geen neerslag vormt Cl SO₄ 2- of Cl SO₄ 2 X+ g s X+ s g Aantonen verontreiniging in een vaste stof bijv. kaliumsulfaat is misschien verontreinigd met kaliumhydroxide. 1. Voeg water toe en kijk of het troebel of helder wordt zout oplosbaar en verontreining niet oplosbaar troebel, verontreiniging is aanwezig Zout oplosbaar en verontreiniging: oplosbaar helder 2. Voeg een zoutoplossing toe die alleen met de verontreiniging een neerslag geeft SO₄2- OH Cu+ g s dus bijv. kopernitraat Pagina 10 van 52

11 3. Kijk of er een neerslag ontstaat neerslag wel verontreinigd met kaliumhydroxide geen neerslag niet verontreinigd met kaliumhydroxide 4.5 Zorgvuldig omgaan met afval MAC-waarde: de Maximaal Aanvaarde Concentratie van een gas, damp of nevel van een stof die bij herhaalde blootstelling de gezondheid niet schaadt, zie TABEL 97A HOOFDSTUK 5 METEN EN WETEN 5.1 Periodiek systeem Periodiek systeem: elementen staan naar opklimmend atoomnummer gerangschikt -perioden: horizontale regels, atoomnummers nemen toe -groepen: verticale kolommen, bevatten de elementen die chemisch gezien op elkaar lijken groep 1 = alkalimetalen, groep 17 = halogenen, groep 18 = edelgassen 5.2 Soorten bindingen 3 groepen stoffen: -Metalen: stoffen die zowel in vaste als in vloeibare fase stroom geleiden, zijn opgebouwd uit metaalatomen metaalbinding: het bijeenhouden van positieve atoomresten door negatieve vrije elektronen, bij stroomgeleiding door metaal verplaatsen vrije elektronen zich -Moleculaire stoffen: stoffen die zowel in vaste als in vloeibare fase als in oplossing geen stroom geleiden, zijn opgebouwd uit niet-metaalatomen vanderwaalsbinding: aantrekkingskracht tussen de moleculen die voor een zwakke binding zorgt, naarmate de moleculen waaruit de stof is opgebouwd groter zijn, is de vanderwaalsbinding sterker en het smeltpunt dus hoger -Zouten: stoffen die niet in vaste fase maar wel in de vloeibare fase en in oplossing stroom geleiden, zijn opgebouwd uit een combinatie van een metaal en een niet-metaalatoom ionbinding: binding tussen positieve en negatieve ionen die elkaar sterk aantrekken in de vaste fase, in vloeibaar en oplossing kunnen de ionen wel vrij bewegen 5.3 Roosters Kristalrooster: rangschikking van deeltjes in een vaste stof die regelmatig op elkaar zijn gestapeld, is verdeeld naar de soort deeltjes waaruit ze bestaan: -Molecuulrooster: is opgebouwd uit moleculen, hebben in vergelijking met metalen en zouten een laag smeltpunt, de vanderwaalsbinding is zwak -Metaalrooster: is opgebouwd uit metaalatomen, meeste metalen hebben een hoog smeltpunt, de metaalbinding is dus sterk -Atoomrooster: is opgebouwd uit niet-metaalatomen, de atoombinding is erg sterk Pagina 11 van 52

12 -Ionrooster: is opgebouwd uit positieve en negatieve ionen, de smeltpunten van de meeste zouten zijn hoog, de ionbinding is dus sterk Macromoleculaire stoffen: stoffen die zijn opgebouwd uit macromoleculen bestaan uit duizenden atomen, dus heel groot molecuul, sterke vanderwaalsbinding (kamertemp. vaste stof) 5.4 Significante cijfers Significante cijfers: cijfers die de betekenis hebben voor de nauwkeurigheid van de meting, nullen achter een cijfer tellen wel mee, nullen voor het eerste cijfer tellen niet mee -Vermenigvuldigen of delen: meetwaarde met het kleinste aantal significante cijfers bijv : 0.67 = 3.9 en 359 x 21 = 7.5 x 103 -Optellen of aftrekken: meetresultaat met aantal kleinste decimalen bijv = 26.2 en = 1.4 Nauwkeurig meten: ogen recht voor meetinstrument, let op eenheid en schaalindeling, meting tussen 2 strepen schatten 5.5 Atoommassa en molecuulmassa Atoommassa: wordt uitgedrukt in atomaire massa-eenheid u In tabel 40A en 99 in Binas, vind je gemiddelde atoommassa s van alle atoomsoorten Molecuulmassa: de som van de atoommassa s bijv. massa van koolstofdioxide 1. Wat is de formule van de stof CO2 2. Zoek de atoommassa s op C = u en O = u 3. Bereken de molecuulmassa (2 x 16.00) = u Ionmassa is gelijk aan de atoommassa Gemiddelde atoommassa = massa isotopen aantal isotopen Massapercentage = massa-aandeel element * 100% molecuulmassa bijv. massapercentage van het element waterstof in water 1. Wat is de formule van de stof H2O 2. Bereken de molecuulmassa (2 x 1.008) = Bereken het massa- aandeel van het element 2 x = Bereken massapercentage x 100 = % Pagina 12 van 52

13 5.6 De chemische hoeveelheid Chemische hoeveelheid: basisgrootheid waarmee we de hoeveelheid stof aangeven, eenheid is mol, 1.00 mol = aantal gram hele molecuul Molaire massa: massa van een mol stof, eenheid is gram/mol Rekenen met mol bijv. hoeveel gram komt overeen met 1.60 mol ammoniak? 1. Wat is de formule van de stof NH3 2. Bereken de molaire massa (3 x 1.008) = gram g/mol 3. Vul de molaire massa in de verhoudingstabel in en bereken het bevraagde in het juiste aantal significante cijfers aantal mol aantal gram ?? = gram sign = 27.2 gram Chemische hoeveelheid = massa x molaire massa mol = gram x (gram/mol) 5.7 Molair volume Molair volume Vm: is afhankelijk van de temperatuur en de druk (dus niet van de soort gas), 1.00 mol gas neemt bij dezelfde temperatuur en druk eenzelfde volume in bij T = 273 K en p0, Vm = 22.4 dm3/mol Volume gas = chemische hoeveelheid x molair volume dm3 = mol x (dm3/mol) HOOFDSTUK 6 WATER 6.1 Water in het dagelijks leven Koolhydraten: moleculen van koolstof met water, algemene formule is Cn(H2O)m Fotosynthese: het door planten omzetten van water + koolstofdioxide glucose + zuurstof door zonneenergie, hiervoor zijn chlorofyl, zonlicht en beginstoffen nodig Bij reacties en faseovergangen is sprake van een energie-effect, dat effect kan exo/endotherm zijn. 6.2 Polaire stoffen Intermoleculaire bindingen: bindingen tussen de moleculen van een stof (vb. vanderwaalsbinding), Bij smelten worden de bindingen ten dele verbroken, moleculen verlaten hun plaats en bewegen langs elkaar heen Bij verdampen worden de bindingen geheel verbroken, moleculen bewegen onafhankelijk van elkaar door de ruimte Hoe groter het molecuul, hoe meer energie nodig is om het molecuul van elkaar los te maken, hoe hoger het smelt/kookpunt ligt Polaire binding: binding die voorkomt tussen twee verschillende niet-metaalatomen, overgang tussen Pagina 13 van 52

14 gewone atoombinding en de ionbinding, deze trekken niet even sterk aan het bindende elektronenpaar, een atoom trekt harder aan het bindende elektronenpaar waardoor het andere atoom negatief wordt, een atoom dat minder sterk aan de elektronen trekt zal wat positief worden bijv. H2O Elektronegativiteit: grootte van de aantrekkende kracht van een bepaald atoom, mate waarin een atoom elektronen naar zich toetrekt, BINAS 40A Dipoolmolecuul: molecuul met aan de ene zijde wat positief en aan de andere zijde wat negatief, molecuul heeft dus 2 polen, bevat dus een polaire binding Polaire stof: stof die uit dipoolmoleculen bestaat Door binding tussen polaire stoffen (dipoolaantrekkingen), ontstaan sterkere vanderwaalsbindingen en dus een hoger kook en smeltpunt dan bij apolaire stoffen Apolaire stof: stof die opgebouwd is uit moleculen die geen dipool zijn Ruimtelijke bouw dipool: er is sprake van dipoolmolecuul als in het molecuul polaire bindingen zijn én de ruimtelijke bouw de effecten van de polaire bindingen niet opheft, dus niet horizontale aan elkaar atomen, maar met hoeken Als een molecuul symmetrisch is, heffen de effecten van polaire bindingen elkaar op. 6.3 Waterstofbruggen Waterstofbrug: ook wel H-brug genoemd, sterke dipool-dipool aantrekking tussen de positieve H van het ene molecuul en de negatieve atoom van het andere molecuul, komt voor tussen moleculen met een OH / NH / HF groep 6.4 Proeven met water Verdampingsenergie: benodigde energie om een stof te verdampen, afhankelijk van de grootte van de intermoleculaire bindingen Hoe sterker de intermoleculaire bindingen zijn, hoe meer energie er nodig is om om de binding te verbreken, de stof heeft hierdoor ee nhoger smelt en kookpunt. Sterkte van de binding tussen de moleculen wordt beïnvloed door: (belangrijkheid neemt van boven naar beneden toe) -de grootte van het molecuul + -de aanwezigheid van dipoolkrachten ++ -de aanwezigheid van waterstofbruggen +++ Hydrofiel: stoffen die mengen met water Hydrofoob: stoffen die niet mengen met water Apolaire stoffen mengen met apolaire stoffen, maar wel met polaire stoffen. Een stof mengt met water als de moleculen van die stof waterstofbruggen vormen. Moleculen van stoffen die onderling geen waterstofbruggen vormen, mengen ook goed. Oplossen van een stof: de moleculen van het oplosmiddel moeten uit elkaar gaan (intermoleculaire bindingen moeten worden verbroken), de moleculen van de stof moeten daar tussen gaan zitten (er kunnen nieuwe bindingen ontstaan tussen moleculen van het oplosmiddel en de opgeloste stof), bij mengen van water met andere vloeistof verbreken de waterstofbruggen Hydratatie: omhulling van ionen door watermoleculen, de losse ionen in een zoutoplossing worden omringd door watermoleculen en worden zo in oplossing gehouden Pagina 14 van 52

15 Kristalwater: water dat in het kristalrooster van een zout is ingebouwd Hydraten: zouten die kristalwater bevatten, formule zouthydraat = zout * n H₂O (s) 6.5 Zeep en waswerking Zeep: ook wel stearaat ion, C₁₇H₃₅COO, wordt opgebouwd uit twee delen: een hydrofiele kop (is oplosbaar in water, COO, word gehydrateerd door de watermoleculen) en een hydrofobe staart (is niet oplosbaar in water, de lange koolwaterstofketen, blijven vooral aan het wateroppervlak zitten) Micel: dit vormen zeepdeeltjes in water, de hydrofobe groepen kruipen bij elkaar, de hydrofiele groepen zijn naar buiten gekeerd en houden de micel in water opgelost, een vuildeeltje kan in een micel oplossen (het hydrofobe deeltje wordt in het hydrofobe gebiedje van de micel opgenomen) Oppervlaktespanning: de spanning over het oppervlak van een vloeistof, is heel hoog bij water daardoor kunnen voorwerpen op water drijven Detergens: een stof die de oppervlakte spanning verlaagt, voor water is dit zeep, dit komt omdat de waterstofbruggen verbroken worden om de polaire koppen van de zeepmoleculen in het water te laten steken HOOFDSTUK 7 CHEMISCH REKENEN 7.1 Dichtheid Dichtheid: eenheid massa per volume Omrekenen binasnotaties bijv. reken de dichtheid van alcohol om in g/ml 1. Zoek de dichtheid op in BINAS 0.80 * 103 kg/m3 2. Reken de massa en het volume om in de gevraagde eenheden: massa 0.80 * 103 kg 0.80 * 10⁶ g 0.80 g volume 1.00 m * 10⁶ ml 1.00 ml De dichtheid is dus 0.80 * 103 kg/m3 = 0.80 g/ml Rekenen met dichtheid bijv. hoeveel gram is 56 ml alcohol? 1. Zoek de dichtheid op in BINAS 0.80 * 103 kg/m3 2. Reken de dichtheid om in de gevraagde eenheden 0.80 g/ml 3. Vul de gegeven dichtheid en het gevraagde in een verhoudingstabel in aantal gram 0.80? aantal ml Reken het gevraagde uit:? = 56 * 0.8 = 44.8 g 5. Geef het antwoord in het juiste aantal significante cijfers 45 g Pagina 15 van 52

16 Massa = volume x dichtheid gram = ml x (g/ml) 7.2 Reactie en verhouding in mol Molverhouding: de coëfficiënten in de reactie vergelijking geven de molverhouding aan waarin de stoffen verdwijnen en ontstaan 7.3 Concentratie Concentratie: de verhouding tussen de hoeveelheid opgeloste stof en de hoeveelheid oplosmiddel, Hoe meer stof je oplost in een bepaalde hoeveelheid oplosmiddel, hoe geconcentreerder de oplossing is. Molariteit = aantal mol (of mmol) opgeloste stof per liter (of ml) oplossing, je gebruikt hiervoor de eenheid M, bijv. molariteit natrium [Na+] = 0.20 M Rekenen met molariteit bijv. bereken de molariteit van de oplossing, als in 500 ml oplossing 2.5 g natriumchloride is opgelost 1. Bereken de chemische hoeveelheid van de stof die is opgelost in mol aantal g ? = (2.5 * 1.00) = * 10-2 mol aantal mol 1.00? Bereken de hoeveelheid vloeistof waarin deze is opgelost in L 500 ml = L 3. Vul de gegevens in een verhoudingstabel in en bereken de molariteit aantal mol * 10-2?? = * 10-2 * 1.00 = * 10-2 M Aantal L Geef je antwoord in het juiste aantal significante cijfers 8.6 * 10-2 M 7.4 Gehaltes Massapercentage = massa gevraagde stof * 100% totale massa Volumepercentage = volume gevraagde stof * 100% totaal volume bijv. 100 ml spiritus, 200 ml vloeibare zeep en 10 L water, bereken volumepercentage spiritus 1. Hoeveel van de gevraagde stof bevat het mengsel, vermeld de eenheid 100 ml spiritus 2. In welke hoeveelheid mengsel of in hoeveel oplosmiddel zit deze hoeveelheid? Gebruik dezelfde eenheid als bij stap ml spiritus is opgelost in ( ) = ml = 10.3 * 10⁴ ml 3. Bereken het volumepercentage = (100 : 10.3 * 10⁴) * 100 % = % 4. Geef het antwoord in het juiste aantal significante cijfers: 0.97 % Pagina 16 van 52

17 MAC-waarde: maximaal aanvaarde concentratie, hoeveel mg van een schadelijke stof per kubieke meter lucht maximaal mag voorkomen, BINAS 97A ADI-waarde: Acceptable Daily Intake, hoeveelheid stof je dagelijks binnen mag krijgen zonder dat deze schade oplevert, BINAS 95B Procent (%) = honderdste delen promille ( ) = duizendste delen Bij zeer kleine concentraties gebruik je ppm, miljoenste delen (parts per million): bijv. 5.0 m^3 lucht waarin 7.8 cm^3 koolstofmonooxide zit, hoeveel ppm is dit? 5.0 m3 = 5.0 * 10⁶ cm3 (7.8 : 5.0 * 10⁶) * 10⁶ = 1.6 ppm 7.5 Rekenen aan reacties Berekeningen voor de hoeveelheden van stoffen die verdwijnen en ontstaan bijv. bereken hoeveel gram chloorgas nodig is voor de bereiding van 37.8 gram aluminiumchloride uit de niet ontleedbare stoffen 1. Stel de reactievergelijking op 2 Al (s) + 3 Cl₂ (g) 2 AlCl₃ (s) 2. Welke stof is gegeven en welke is gevraagd? Gegeven: aluminiumchloride, gevraagd: chloor 3. Leid uit de reactievergelijking de molverhouding af tussen de gegeven en gevraagde stof 2 mol aluminiumchloride : 3 mol chloor 4. Reken de gegeven stof om in mol aantal mol 1.00? aantal gram ? = mol aluminiumchloride 5. Bereken uit het aantal mol gegeven stof en de molverhouding het aantal mol gevraagde stof aantal mol AlCl₃ ? = * 3 = mol chloor aantal mol Cl₂ 3? 2 6. Reken het aantal mol gevraagde stof om in de gevraagde eenheid aantal mol ? = * = gram chloor aantal gram 70.90? Controleer je antwoord en geef het in de juiste aantal significante cijfers 30.2 gram chloor 7.6 Rekenen aan reacties in oplossingen Berekeningen met molverhoudingen bij neerslagreacties bijv. overmaat zilvernitraatoplossing met 25.0 ml 0.10 M aluminiumchloride oplossing, bereken hoeveel gram neerslag ontstaat. 1. Stel de reactievergelijking op Ag+ (aq) + Cl (aq) AgCl (s) (Ag+ (aq) + NO₃ (aq) en Al3+ (aq) + Cl (aq)) 2. Welke stof is gegeven en welke is gevraagd? Gegeven: aluminiumchloride, gevraagd: zilverchloride 3. Leid de molverhouding af tussen de gegeven en gevraagde stof Pagina 17 van 52

18 1 mol Cl : 1 mol AgCl nodig. 4. Bereken hoeveel mol van de reagerende ionsoort aanwezig is aantal mmol 0.10?? = 0.10 * 25.0 = 2.5 mmol aluminiumchloride aantal ml mmol * 3 = 7.5 mmol chloride 5. Bereken uit het aantal mol gegeven stof en de molverhouding het aantal mol gevraagde stof 7.5 mmol chloride levert 7.5 mmol zilverchloride 6. Reken het aantal mol gevraagde stof om in de gevraagde eenheid aantal mmol ? = * 7.50 = mg zilverchloride aantal mgram 143.3? mg zilverchloride = g AgCl (s) 7. Controleer je antwoord en geef het in de juiste aantal significante cijfers 1.1 g AgCl (s) 7.7 Gassen Molair volume is afhankelijk van de temperatuur en de druk. Algemene gaswet Verband tussen de vier grootheden: druk (p), volume (V), chemische hoeveelheid (n) en temperatuur (T), volume van 1.00 mol gas is bij dezelfde temperatuur en druk voor alle gassen hetzelfde, bij standaardomstandigheden Vm = 22.4 dm3 TABEL 7 p x V = n x R x T R = gasconstante TABEL 7 p1 * V1 = p2 * V2 n1 * T1 n2 * T2 omstandigheid 1 = standaardomstandigheden, voor omstandigheid 2 weet je de druk, de chemische hoeveelheid en de temperatuur uitrekening molair volume bij omstandigheid 2 HOOFDSTUK 8 HOE SNEL EN HOE VER 8.1 Reactiesnelheid Reactiesnelheid: snelheid in mol per seconde, hangt af van: soort stof, de temperatuur (hoe hoger, hoe sneller), verdelingsgraad (hoe groter, hoe sneller), concentratie (hoe hoger, hoe sneller), eventuele katalysator (versnelt de reactie) Katalysator: vergroot de snelheid van de reactie, wordt daarbij wel gebruikt maar niet verbruikt Biologische katalysatoren heten enzymen. 8.2 Kwantitatieve proeven over reactiesnelheid Als je de invloed van een factor op de reactiesnelheid wilt meten, moet je de andere factoren constant houden. Isotherme reactie: een reactie die bij constante temperatuur verloopt De snelheid van een reactie kun je bepalen door het aantal mol stof dat verdwijnt of ontstaat bij een reactie te meten. Pagina 18 van 52

19 8.3 Het botsende deeltjesmodel Botsende deeltjesmodel: model dat beschrijft hoe de reactiesnelheid afhangt van het aantal effectieve botsingen dat per seconde tussen de deeltjes plaatsvindt, hiermee kun je de invloed van temperatuur, concentratie en verdelingsgraad beschrijven, helaas niet de soort stof en de katalysator Effectieve botsingen: botsingen waarbij de atomen waaruit de moleculen zijn opgebouwd, hergroeperen tot nieuwe moleculen Reactiemechanisme: model waarin je beschrijft hoe een reactie verloopt met een aantal tussenstappen 8.4 Omkeerbare reacties Omkeerbare reactie: twee reacties die precies elkaar omgekeerde zijn en allebei kunnen verlopen bijv. ontleden van water 2 H2O (l) 2 H2 (g) + O2 (g) en verbranden van waterstof 2 H2 (g) + O2 (g) 2 H2O (l) beide reacties kun je in een reactievergelijking weergeven 2 H2 (g) + O2 (g) en 2 H2O (l) reactie naar rechts is de heengaande reactie, reactie naar links is de teruggaande reactie Evenwichtstoestand: toestand waarbij de heengaande en teruggaande reactie even snel verlopen 8.5 Dynamisch evenwicht 2 soorten evenwichten: Statisch: er treden geen reacties op, er verandert niets, hierbij zijn vaak krachten aan elkaar gelijk Dynamisch (altijd bij sk): zichtbaar verandert er niets maar er vinden wel reacties plaats, omkeerbare reacties gaan even snel zodat de hoeveelheden stof constant blijven bijv. chemische evenwichten en fase-overgangen, hierbij geldt: -de snelheden van de heen en teruggaande reacties zijn aan elkaar gelijk -alle stoffen die aan de evenwichtsreacties deelnemen, zijn in het reactiemengsel aanwezig -de concentraties van alle stoffen in het reactiemengsel veranderen niet meer na de insteltijd Insteltijd: tijd die nodig om de snelheid van de heengaande en de teruggaande reactie gelijk te laten worden 8.6 Soorten evenwichten 3 soorten chemische evenwichten: -homogeen evenwicht: alle stoffen zijn bij dit evenwicht in dezelfde fase -heterogeen evenwicht: stoffen zijn in verschillende fase aanwezig -verdelingsevenwicht: heterogeen evenwicht maar er is een stof aanwezig die oplosbaar is in twee verschillende oplosmiddelen, oplosmiddelen zijn niet mengbaar, stof verdeeld zich over twee vloeistoffen vb. jood in water en wasbenzine Aflopende reactie: krijg je door één van de stoffen uit het evenwichtsmengsel te verwijderen HOOFDSTUK 9 ZUREN EN BASEN 9.1 Indicatoren en ph Pagina 19 van 52

20 3 oplossingen met ph: -zure oplossingen: hebben een ph kleiner dan 7, hoe zuurder de oplossing, hoe lager de ph is -basische oplossingen: hebben een ph groter dan 7, hoe basischer de oplossing, hoe hoger de ph is -neutrale oplossingen: hebben een ph van 7, in praktijk tussen 6 en 8 Zuur-base indicator: is een stof waarmee je kunt bepalen of een oplossing zuur/basisch/neutraal is, dit kan omdat bij lagere ph waarden een andere kleur heeft dan bij hogere ph waarden Om de ph van een oplossing ongeveer te kunnen bepalen heb je altijd 2 indicatoren nodig, omdat je bij 1 indicator alleen weet of het groter of kleiner is dan een bepaalde ph, dus is er een groot verschil mogelijk, bij 2 indicatoren kun je de waarde tussen 2 getallen kleiner waardoor het verschil kleiner is want je hebt een boven en ondergrens omslagtraject: het geleidelijk veranderen van de kleur van de indicator in een bepaald ph-gebied, de indicator heeft de mengkleur van beide kleuren Binas 52A indicatoren met omslagtrajecten ph-meter is nauwkeuriger dan een universeel indicator 9.2 Zuren en zure oplossingen Gemeenschappelijke eigenschappen van zure oplossingen: -ph kleiner dan 7 -kleuren lakmoes rood -geleiden stroom -na toevoegen Mg ontstaat waterstof Mg (s) +. (aq) Mg2+ (aq) + H₂ (g) Verdunnen: toevoegen van water aan een zure of basische oplossing Geconcentreerd: zuur of base toevoegen of water weg halen uit de oplossing De notatie van oplossingen van geconcentreerd en verdund is hetzelfde. De ph stijgt als je een zure oplossing verdunt en een basische oplossing geconcentreerder maakt. Zuur: een deeltje dat een H+ ion kan afstaan Als een zuur in water wordt gebracht, staan de moleculen van het zuur hun H+ ionen af aan de watermoleculen. Zure oplossingen bevatten H₃O+ (aq) ionen (oxonium ionen). Zuurrestion: het ion dat overblijft als een zuurmolecuul het H+ ion (de H+ ionen) heeft afgestaan Naam zuur Zuurformule Formule zuurrestion Naam zuurrestion waterstofchloride HCl Cl chloride waterstofbromide HBr Br bromide waterstofjodide HI I jodide (di)waterstofsulfide H₂S S 2- sulfdie zwavelzuur H₂SO₄ SO₄ 2- sulfaat salpeterzuur HNO₃ NO₃ nitraat fosforzuur H₃PO₄ PO₄ 3- fosfaat koolzuur H₂CO₃ CO₃ 2- carbonaat ethaanzuur CH₃COOH CH₃COO ethanoaat -(di)waterstofsulfide, zwavelzuur, koolzuur kunnen 2 H+ ionen en fosforzuur kan 3 H+ ionen afstaan -ethaanzuur kan alleen H+ ion afsplitsen van COOH Pagina 20 van 52

21 -koolzuur is CO₂ + H₂O H₂CO₃ -zout zuur staat er niet bij wat het is geen zuur maar een zure oplossing van HCl in water dat wil zeggen dat hij niet zuiver is, H₃O+ (aq) + Cl (aq) 9.3 Basen en basische oplossingen Gemeenschappelijke eigenschappen van basische oplossingen: -ph is groter dan 7 -kleurt lakmoes blauw -voelen glibberig aan -zijn geschikt om te ontvetten Base: deeltje dat een H+ kan opnemen Als een base in water wordt gebracht, neemt de base een H+ ion op van een watermolecuul Basische oplossingen bevatten OH (aq) ionen, oftewel hydroxide ionen. Base zijn vaak dipoolmoleculen of negatieve ionen omdat base H+ deeltje kan opnemen, met de negatieve kant kun je H+ deeltje aantrekken. Basische oplossingen ontstaan: -door een zout op te lossen die OH ionen bevat -door een stof op te lossen die H+ ion kan opnemen Waterstofmoleculen zijn bijzonder omdat ze een H+ ion kunnen opnemen of een H+ ion kunnen afstaan Naam base Baseformule Na opname H+ ionen ammoniakmolecuul NH₃ NH4+ hydroxide-ion OH H2O oxide-ion O2- OHcarbonaation CO₃ 2- HCO3 waterstofcarbonaation HCO₃ H2CO3 H2O + CO2 ethanoaation CH₃COO CH3COOH Triviale naam notatie toevoegen aan water natronloog Na+ (aq) + OH (aq) Na₂O (s) of NaOH (s) kaliloog K+ (aq) + OH (aq) K₂O (s) of KOH (s) kalkwater Ca OH (aq) CaO (s) of Ca(OH)₂ (s) 9.4 De ph van zure oplossingen ph = zuurgraad van de oplossing, wordt bepaald door concentratie H₃O+ ionen ph = -log [H₃O+] of [H₃O+] = 10-pH Bereken van [H₃O+] naar ph bijv. bereken de ph van een zure oplossing die 1.37 * 10-3 mol H3O+ (aq) per 250 ml bevat 1. Bereken de [H₃O+] in mol per liter 1.37 * 10-3 x 1000 = 5.48 * 10-3 mol/l Bereken de ph met de formule ph = -log(5.48 * 10-3) = Pagina 21 van 52

22 9.5 De ph van basische oplossingen poh = basegraad van oplossing, bepaald door concentratie OH ionen poh = - log [OH ] of [OH ] = 10-pOH zuiver water ph = 7 dus [H₃O+] = 1.00 * 10 ⁷ M [OH ] = 1.00 * 10 ⁷ M H₂O (l) + H₂O (l) H₃O+ (aq) + OH (aq) ph + poh = bij meer dan 1 M H₃O+ (aq) dan is de ph < 0 bij meer dan 1 M OH (aq) dan is de ph > 14 Bereken de ph van basische oplossingen: bijv. bereken de ph van een oplossing die 3.24 * 10-3 mol OH- per 360 ml bevat 1. Bereken de [OH-] in mol per liter 3.24 * 10-3 x 1000 = 9.00 * 10-3 mol/l Bereken de poh poh = -log (9.00 * 10-3) = Bereken de ph ph = 14 poh = = Verzuring van het milieu Zure depositie is een veroorzaker voor verzuring van de bodem. Natte depositie: verzuring ten gevolge van zure regen Droge depositie: verzuring ten gevolge van verzurende stoffen die vanuit de lucht in de bodem komen Veroorzakers van zure depositie: -Industrie: zwaveldioxide (SO2) + O₂ + H₂O zwavelzuur (H₂SO₄) -Verkeer: N₂ + O₂ NOx (g) NOx (g) + H₂O + O₂ salpeterzuur (HNO₃) -Landbouw: ammoniak (NH3) + H₂O + O₂ salpeterzuur, door bacteriën in de grond (HNO₃) 9.7 Zuur-base reacties Zuur-base reactie: een zuur reageert met een base, het zuur staat H+ ionen af aan de base, dit is een protolysereactie: een reactie waarbij het om een overdracht van protonen gaat Opstellen zuur-base reactie bijv. geef de vergelijking van de reactie van zoutzuur met natronloog 1. noteer welke deeltjes aanwezig zijn zoutzuur = H₃O+ (aq), Cl (aq) en H₂O (l) natronloog = Na+ (aq), OH (aq) en H₂O (l) 2. wat is het zuur en wat is de base zuur: H₃O+ (aq), base: OH (aq) 3. Hoeveel H+ kan het zuur per deeltje afstaan en hoeveel H+ kan de base per deeltje opnemen (de base bepaalt hoeveel H+ er wordt overgedragen) H₃O+ kan één H+ afstaan, OH kan één H+ opnemen Pagina 22 van 52

23 4. Stel de reactie vergelijking op H₃O+ (aq) + OH (aq) 2 H₂O (l) tribune ionen: Cl (aq) en Na+ (aq) 9.8 Een kwantitatieve analyse Kwalitatieve analyse: onderzoeken welke stoffen aanwezig zijn, aantonen dat een bepaalde stof of atoomsoort aanwezig is Kwantitatieve analyse: onderzoeken hoeveel van een bepaalde stof aanwezig is Titratie: voorbeeld van kwantitatieve analyse, bepalen hoeveel van een bepaalde stof of atoomsoort aanwezig is in een verbinding of mengsel, hiermee kun je de molariteit van een onbekende oplossing bepalen kenmerken titratie: -twee oplossingen die snel met elkaar reageren -van beide oplossingen meet je nauwkeurig de hoeveelheid die nodig is -van één van de oplossingen weet je nauwkeurig de concentratie (molariteit) -je kunt vaststellen wanneer je precies de juiste hoeveelheid oplossingen bij elkaar hebt gedaan, dat gebeurd meestal door de onbekende oplossing voorzichtig bij een bekende hoeveelheid van de andere oplossing te druppelen, als beide oplossingen precies met elkaar gereageerd hebben, is dat te zien door een plotselinge kleurverandering (eindpunt/equivalentiepunt) werkwijze titratie: 1. Voeg een bepaalde hoeveelheid vloeistof met een bekende concentratie toe aan een bepaalde vloeistof met een onbekende concentratie tot de opgeloste stoffen volledig met elkaar gereageerd hebben 2. Uit de reactievergelijking kun je bepalen in welke molverhouding de opgeloste stoffen met elkaar reageren 3. Met bovenstaande gegevens kun je de gevraagde berekening uitvoeren Berekening bij een titratie: bijv. bij de titratie van zoutzuur met natronloog is er ml zoutzuur gebruikt, voor neutralisatie is ml natronloog gebruikt, de molariteit van de natronloog is mol/l. Bereken hiermee de molariteit van het zoutzuur. 1. Geef de reactievergelijking: H₃O+ (aq) + OH (aq) 2 H₂O (l) 2. Geef aan welke stof gegeven en welke gevraagd is: Van natronloog weet je de hoeveelheid en de molariteit (gegeven stof), van zoutzuur weet je de hoeveelheid en moet je de molariteit berekenen (gevraagde stof) 3. Geef de molverhouding tussen de gegeven en gevraagde stof: H₃O+ : OH = 1 : 1 4. Bereken het aantal mol van de gegeven stof. aantal mol OH 0.106? aantal L oplossing ? = mol OH = 2.16 mmol OH- 5. Bereken het aantal mol gevraagde stof: H₃O+ : OH = 1 : 1 Pagina 23 van 52

24 dus aantal mol H₃O+ is ook 2.16 mmol 6. Reken om naar de gevraagde eenheid: aantal mmol H₃O+ 2.16? aantal ml oplossing ? = mmol/ml = mol/l 7. Controleer je antwoord en geef het in significante cijfers: 1 mol H₃O+ : 1 mol zoutzuur dus molariteit van zoutzuur = 8.64 * 10-2 M EXTR OPDRACHTEN 1. Wat wordt de ph van een oplossing die bereid is uit 2.00 gram Bariumhydroxide in ml water op te lossen? Ba(OH)₂ (water) Ba 2+ (aq) + 2 OH (aq) 2.00 gram Bariumhydroxide aantal gram aantal mol 1.00?? = mol Ba(OH)₂ 1 Ba(OH)₂ : 2 OH dus * 2 = mol OH [OH ] = aantal mol OH : aantal L = mol OH : ml - log [OH ] = poh = - log [= : ] = ph = = Wat wordt de ph van een nieuwe oplossing die verkregen is door 25.0 ml oplossing met ph=3.00 met 175 ml water te verdunnen? ph = 3, [H₃O+] = 10-3 mol/l, 25 ml oplossing * 10-3 = mol H₃O+ ph = 7, [H₃O+] = 10 ⁷ mol/l, 175 ml oplossing * 10 ⁷ = 1.75 * 10 ⁸ mol H₃O+ [H₃O+] = aantal mol H₃O+ : aantal liter = ( ⁵ * 10 ⁸) : * 10 ⁸ van ph = 7 is verwaarloosbaar Dus [H₃O+] = ⁵ : log [H₃O+] = - log [ ⁵ : 0.200] = ph = Wat wordt de ph van een oplossing met ph = 6 na 100x verdunnen? ph = 6, [H₃O+] = 10 ⁶ mol/l, 25 stel is 1 ml * 10 ⁶ = 1.00 * 10 ⁹ mol H₃O+ ph = 7, [H₃O+] = 10 ⁷ mol/l, dan is dit 99 ml * 10 ⁷ = 9.9 * 10 ⁹ mol H₃O+ [H₃O+] = aantal mol H₃O+ : aantal liter = (1.00 * 10 ⁹ * 10 ⁹) : log [H₃O+] = - log [10.9 * 10 ⁹ : 0.100] = ph = Pagina 24 van 52