Samenvatting Scheikunde Hoofdstuk 2: De aarde, onze hofleverancier

Transcriptie

1 Samenvatting Scheikunde Hoofdstuk 2: De aarde, onze hofleverancier Samenvatting door D woorden 3 november ,1 12 keer beoordeeld Vak Methode Scheikunde Chemie overal 2.1 De aarde Opbouw aarde - kern (binnenste kern = ijzer en nikkel) (buitenste kern = vloeibaar) - mantel (overal zelfde samenstelling) - aardkorst (samenstelling niet overal gelijk) Mineralen = delfsstoffen die in de aardkorst voorkomen Niet -ontleedbare stof goud, zilver en zwavel Ontleedbare stof siliciumdioxide SiO 2 (s), calciumcarbonaat CaCo 3 (s) Natriumchloride NaCl (s) of ijzeroxide Fe 2 O 3 (s) Gesteentes op aarde = vaak mengsels van ontleedbare stoffen In zeewater zitten allerlei opgeloste stoffen, die gewonnen kunnen worden Fossiele brandstoffen - Energierijke stoffen - Zijn miljoenen jaren geleden ontstaan - aardgas, aardolie en steenkool - Ontstaan uit afgestorven levend materiaal Pagina 1 van 8

2 - Verbranden van fossiele brandstoffen is schadelijk voor milieu - Voorraad is eindig Zonne-energie fotosynthese planten sterven energierijke plantenmateriaal in bodem wordt vermengd met klei en zand er ontstaat veen grond zakt verder in bruinkool zakt nog dieper in bodem ontstaat steenkool, aardolie, aardgas Aardgas en aardolie bestaan voornamelijk uit koolwaterstoffen Koolwaterstoffen = stoffen die enkel bestaan uit de elementen koolstof en waterstof Ertsen - Gesteente waarin een bepaald metaal is opgeslagen - Moet voldoende metaal bevatten om winning economisch haalbaar te maken Bauxiet is het erts waaruit aluminium wordt gewonnen Hematiet is het erts voor ijzerwinning Uraniumerts is het erts voor uranium 2.2 Atomen Model - Vereenvoudigde afspiegelingen van de werkelijkheid - Begrijpen hoe stoffen zijn opgebouwd Het atoom volgens Rutherford - Massa zit geconcentreerd in een kern - In de kern zitten positief geladen protonen en neutrale neutronen. Beide deeltjes hebben een gelijke massa (massa van 1 deeltje = 1u) - Buiten de kern zit een wolk waarin de negatieve elektronen bewegen (verwaarloosbare massa) - Atoom voornamelijk leeg Atoomnummer = geeft het aantal protonen in de kern aan en daarmee ook de lading van de kern (bepalen het meest de chemische eigenschappen van een atoomsoort) Pagina 2 van 8

3 Massagetal =geeft het aantal protonen plus neutronen in de kern aan Isotopen = atomen met hetzelfde atoomnummer maar een ander aantal neutronen Aantal neutronen = massagetal(protonen + neutronen) atoomnummer (aantal protonen) Kernreactie - Samenstelling verandert de kern van het atoom door radioactieve straling - Komt veel energie bij vrij ontstaat andere isotoop of andere atoomsoort Kernfusie - Atoomkernen smelten samen - Aantal protonen en neutronen vóór en na de reactie gelijk gebleven Kernsplijting - Atoomkern splitst een atoomkern in twee of meer lichtere kernen - Verhouding protonen en neutronen niet meer goed kern niet stabiel - Kern veranderd spontaan in een ander isotoop of zelfs in de kern van een andere kern Periodiek systeem der elementen - Elementen staan gerangschikt op atoomnummer - Elementen die chemisch op elkaar lijken staan onder elkaar - horizontale regel = periode - verticale kolom = groep Groep 1 = alkalimetalen Groep 17 = halogenen Groep 18 = edelgassen 2.3 Aardolie of aardgas? Aardgas en aardolie Aardoliewinning en aardgas winning lijk op elkaar Pagina 3 van 8

4 - aardolie door boor = staat al veel druk op olie - Bij minder druk zijn er jaknikkers nodig Steenkool - Uit kolenmijn - Gangen moeten stevig zijn om tegen de druk van bovenliggende lagen te kunnen Kolenvergassing Steenkool wordt met stoom en zuurstof omgezet in een mengsel van koolstofmonooxide en waterstofgas Chemische reactie ontstaat synthesegas Door kolenvergassing zijn de verontreinigingen makkelijker te verwijderen uit het gasmengsel Aardolie - Belangrijkste energieleverancier - Vloeibaar mengsel van honderden verschillende koolwaterstoffen - Niet in de ruwe vorm maar eerst word het door destillatie in verschillende delen gescheiden = fracties ontstaan fracties met verschillende kooktrajecten - Ook belangrijke grondstoffen in chemische industrie Aardgas bestaat 81,9% uit methaan CH 4 (g) Propaangas C 3 H 8 (g) Butaangas C 4 H 10 Alle gassen hierboven bestaan uit de elementen koolstof en waterstof - Koolwaterstoffen Alkanen = een groep koolwaterstoffen met de algemene formule C n H 2n+2 Homologe reeks = Groep koolwaterstoffen waarvan ieer volgend lid een CH 2 groep groter is Hoe groter de moleculen van een stof, hoe groter de onderlinge aantrekkingskracht: de vanderwaalsbinding (sterke vanderwaalsbinding leidt tot hogere kookpunten) Verbranden Verbranden van brandstoffen is nodig om de opgeslagen energie vrij te krijgen - Verbrandingen zijn exotherm Volledige verbranding er ontstaat koolstofdioxide en water als reactieproduct Pagina 4 van 8

5 Onvolledige verbranding (koolstofhoudende verbindingen) er onstaat onder andere koolstofmonooxide CO (g) 2.4 Covalente binding Atoombinding = gemeenschappelijk negatief geladen elektronenpaar houdt de twee positief geladen atoomresten bij elkaar (andere naam = covalente binding) Covalentie = Aantal bindingen dat een atoom kan maken Molecuul H 2 - Bestaat uit twee waterstofatomen - Elk atoom heeft één proton in kern en één elektron in de elektronenwolk - Kern trekt aan eigen elektron (positief trekt negatief aan) - Als waterstofatoom 2 in de buurt komt van waterstofatoom 1 gaat de kern van waterstof 1 het elektron van waterstofatoom 2 aantrekken en andersom ook. - Beide kernen trekken aan dezelfde twee elektronen = atoombinding Molecuul HCl - Bestaat uit een waterstofatoom en een chlooratoom - waterstofatoom heeft maar één elektron dus kan maar één binding maken - Chlooratoom heeft maar één elektron dus kan maar één binding maken - Waterstof en chloor hebben beide covalentie van één Structuurformules - Atoombinding wordt met een streepje weergegeven Zuurstofmolecuul O 2 heeft een covalentie van 2 Waterstofmolecuul H 2 heeft een covalentie van 1 Chloormolecuul Cl heeft een covalentie van 1 Hiernaast staat formule van H 2 O Bij een diamant spreek je van een atoomrooster 2.5 Periodiek systeem Moleculaire stoffen - Stoffen die elektrische stroom niet geleiden - Bestaan uit moleculen Pagina 5 van 8

6 - Vb. water en stoffen die uit aardolie gehaald kunnen worden Metalen - Kan in vaste en vloeibare vorm stroom kan geleiden - Vb. ijzer, koper, goud en zink Zouten - Kan stroom geleiden als de stof gesmolten, vloeibaar is - Vb. keukenzout, zinkchloride - Herkennen doordat zouten bestaan uit een metaal en een niet-metaal (Kaliumfloride) - Opgebouwd uit ionen Een zout is een stof die is opgebouwd uit positief en negatief geladen ionen Ionen = Geladen deeltjes Lading 1+ Als het ion één elektron minder heeft dan het aantal protonen 2+ Als het ion twee elektronen minder heeft dan het aantal protonen 1- Als het ion één elektron meer heeft dan het aantal protonen 2- Als het ion twee elektronen meer heeft dan het aantal protonen Alle metaalionen zijn 2+ behalve KNaAg (1+) en Al (3+) K + kaliumion Al 3+ Aluminiumion Na + natriumion Ag + zilverion Zoutformule - Heet ook wel verhoudingsformule - Moet neutraal zijn (evenveel minnen en plussen) - Klein mogelijke getallen en hele getallen Pagina 6 van 8

7 Vanderwaalsbindingen - Bij moleculaire stoffen - Vanderwaalsbindingen houden moleculen bij elkaar (wordt sterker als molecuul groter wordt) - Aantrekking van positieve protonen op negatieve elektronen van ander molecuul - Molecuulrooster Ionbindingen - Bij zouten - Ionbinding sterker dan vanderwaalsbindingen - ionrooster Metaalbindingen - één of twee elektronen uit de elektronenwolk kunnen vrij bewegen tussen verschillende metaalatomen (vrije elektronen) - Als de vrije elektronen weggaan uit een atoom hou je positieve atoomrest over - Metaalrooster 2.6 Metalen Edele metalen Onedele metalen - Pure vorm in de bodem -Uit de bodem in vorm van ertsen - Goud zilver en koper -Oxide- en sulfide-ionen als negatieven ionen - Vaak vermengd met andere - Chemische reacties nodig om uit de ertsen het stoffen zuiveren metaal te bereiken IJzer (onedel) - Eén van de meest voorkomende metalen op aarde - Ongeveer 5,6% van aardkorst bestaat uit ijzer - Bijna hele vloeibare aardkern bestaat uit ijzer Pagina 7 van 8

8 - IJzererts bestaat vooral uit FeO 3 (s) - Met koolstof wordt erts omgezet in ijzer Aluminium (onedel) - Komt veel meer voor dan ijzer - Productie met koolstof niet mogelijk (te onedel) - Productie met elektrolyse van een gesmolten zout - Bereiding van aluminium is een duur proces - Lage dichtheid geschikt voor lichte constructies (vliegtuigen) Overige metalen - Titanium (hardheid en dichtheid - Lood (zacht makkelijk te bewerken) - Zink (beschermt ijzeren constructies tegen roest door oxide-laagje) - Chroom (hoge weerstand tegen corrosie geschikt tegen roesten ijzer) Corrosie = aantasting van metalen doordat hun omgeving op hun inwerkt Zeldzame aardmetalen (onedel) - Verzamelnaam scandium, yttrium en de vijftien lanthaniden - Ertsen worden vaak bij elkaar gevonden - Zuiveren moeilijk chemische gezien lijken ze veel op elkaar Pagina 8 van 8