5.8. Boekverslag door D woorden 8 november keer beoordeeld. Scheikunde. Samenvatting Scheikunde, Hoofdstukken 1 7

Transcriptie

1 Boekverslag door D woorden 8 november keer beoordeeld Vak Methode Scheikunde Curie Samenvatting Scheikunde, Hoofdstukken 1 7 Niet alles is samengevat! Lees daarom het boek door! Stofeigenschappen Smeltpunt Kookpunt Dichtheid -> P = massa / volume Geleidbaarheid Giftigheid Smaak (zuurgraad) Oplosbaarheid Kleur Filtreren -> hangt af van de grootte (grote stoffen = raken vast, kleine stoffen gaan erdoor) Het doorgelopen vloeistof bij filteren = filtraat, het achtergebleven = residu. Hyperfiltratie / membraanscheiding = poriën van de filter zijn zo klein dat alleen water word gefilterd Destillatie -> kookpunt. Kristallisatie Chromatografie = experiment van vorig jaar met het gras, de lichtste kleur stijgt sneller. Indampen -> kookpunt. Centrifugeren -> bezinken dichtheid. Absorberen -> hechten van 1 stof op de andere. Extractie -> het oplossen van bepaalde stoffen. Voorbeeld = thee/koffie Mengsel = iets dat uit meerdere stoffen bestaat. Oplossing = meerdere stoffen die opgelost zijn en een heldere stof vormen. Suspensie = meerdere stoffen die niet mengden en een troebele stof vormen. Emulsie = twee of meer vloeistoffen die niet mengden. Zuivere stof = iets met maar een soort molecuul. Pagina 1 van 9

2 Sommige scheidingsmethodes zijn effectiever dan anderen; ze hebben een hoger rendement. Rendement = (verkregen hoeveelheid stof / totale hoeveelheid stof) * 100% Reactie: Beginstof(fen) -> reactieproduct(en) Synthese (uit 2+ stoffen 1 stof maken) = beginstof + beginstof(en) -> product. (als er meerdere producten uit komen dan noem je de stoffen die ontstaan naast de gewenste stof bijproducten, bijv CO2 bij de interne verbranding van motoren) Ontledingsreactie: 1 beginstof -> 2+ reactieproducten. Thermolyse: ontledingsreactie via warmte. Elektrolyse: ontledingsreactie via een elektrische stroom. Fotolyse: ontledingsreactie via licht (zon) Iets verbranden betekent dat iets met zuurstof reageert. Koolstof verbranden geeft altijd CO2 en H2O als bijproducten. Onvolledige verbranding geeft CO en niet CO2. Waterstof verbranden geeft water. Reagens = een stof die je gebruikt om de aanwezigheid van andere stoffen te testen (drugs test bijv) 1 PPM = 1 deel per 1 miljoen. 1 PPH = 1 deel per honderd. Gefractioneerde destillatie van aardolie tot fracties. C1-C12 bij <150 graden Celsius C1-C4 LPG / butagas C9-16 bij graden Celsius Benzine (nafta) C15-C25 bij graden Celsius Kerosine C20-C30 bij graden Celsius Stookolie >C25 bij >375 graden Celsius Smeerolie / asfalt Onvertakte koolstofketens (nafta) produceren een onregelmatige verbranding (pingelen), in raffinaderijen word nafta omgezet in koolstofketens met vele takken. De hoeveelheid koolstofatomen per molecuul veranderd niet. Moleculen > Atomen > Neutronen & Protonen > Elektronen Een molecuul die uit meerdere atomen bestaat noem je een ontleedbare stof. Een molecuul die uit 1 soort atoom bestaat noem je een ontleedbare stof. Tabel 40A = een lijst met veel namen/eigenschappen van atomen. Proton = gewicht 1U = positieve lading. Elektron = gewicht 0,00055U = negatieve lading. Neutron = gewicht 1U = neutrale lading. Stoffen een naam geven: Natrium Chloor +ide aan het einde van chloor Pagina 2 van 9

3 Na CI Natriumchloride (NaCI) (natrium heeft een positieve lading = die gaat vooraan) Wet van behoud van massa = De totale massa van de stoffen voor het proces is gelijk aan de massa van de stoffen na het proces. Wet van elementbehoud = De massa van een element voor het proces is gelijk aan de massa van dat element na het proces. Wet van behoud van energie = De totale energie voor een proces is gelijk aan de totale energie na het proces. Exotherme reactie = energie komt vrij. Endotherme reactie = energie wordt opgeslagen. Koolstof / stikstof kringloop = lees op bladzijde 25 van je werkboek. Formules Massapercentage = (massa deel / massa geheel) * 100% Volumepercentage = (volume deel / volume geheel) * 100% Massa PPM = (massa deel / massa geheel) * 10^6 PPM Volume PPM = (volume deel / volume geheel) * 10^ 6 PPM Dichtheid = massa / volume ADI = aanbevolen dagelijks inname. MAC-Waarde = maximale aanvaardbare concentratie (waar je je hele leven gedurende een 8 uur durende werkdag bloot gesteld mag worden) Mutagene stoffen = stoffen die mutaties in je lichaam kunnen brengen, ze kunnen geen kanker veroorzaken dus je kan ze ook carcinogeen stoffen noemen. Kraken = grote koolwaterstoffen kraken tot lichtere koolwaterstoffen. Duurzame brandstoffen = de natuurlijke voorraden raken niet op. Structuurformule = geeft aan hoe de atomen in een molecuul door atoombindingen zijn verbonden. Bindingshoeken: binas tabel 54. Molecuulformule = geeft aan uit welke atomen een molecuul is opgebouwd en uit hoeveel atomen per atoomsoort. De atomen in een molecuul zijn met elkaar verbonden via atoombindingen, oftewel covalente bindingen Covalenties = hoeveel verbindingen de molecuul aan kan, covalenties komen alleen bij niet-metalen voor. Bij zouten & metalen zijn er andere bindingstypen. Pagina 3 van 9

4 H, F, CI, Br, I = 1 covalentie. O, S = 2 covalenties. N, P = 3 covalenties. C, Si = 4 covalenties. Binas Tabel 66A,B,CD; Binas Tabel 42A; Binas Tabel 67 B1, 2; Alkanen hebben de formule CnH2n+2 (Ethaan) (1 verbinding) Alkenen hebben de formule CnH2n (Etheen) (2 verbindingen) Alkynen hebben de formule CnH2n-2 (Ethyn) (3 verbindingen) Alkylgroep = zijtak (methyl, ethyl, propyl, butyl etc) Halogeenalkanen (halogenen) zijn koolwaterstoffen waar een waterstof atoom vervangen is door F, CI, Br of I. Isomeren zijn stoffen die dezelfde molecuul formule hebben maar een andere structuur. Vertakte Alkanen zijn alkanen met een tak of meer. (C C C) Onvertakte Alkanen zijn alkanen zonder takken. Alkanen zijn verzadigde koolwaterstoffen, alkenen/alkynnen C Zijn onverzadigd Alcoholen (of alkanolen) krijg je wanneer je een waterstof atoom vervangt door OH. (CH3OH) Alkaanaminen krijg je wanneer je een waterstof atoom vervangt door een NH2 groep. (CH3NH2) Alkaanzuren krijg je wanneer je een waterstof atoom vervangt door een COOH groep. De formule voor alkaanzuren is CnH2n+1COOH Cycloalkanen zijn koolwaterstoffen waar de koolstoffen in een kring zitten en behoort bij de cyclische verbindingen normale koolwaterstoffen behoren tot de alifatische verbindingen. Aromaten zijn koolwaterstoffen waar de koolstoffen in een kring zitten en waar de dubbele verbindingen steeds naar andere koolstoffen bewegen (bijv benzeen C6H6) Naamgeving (binas tabel 66A,B,C,D) Woordenlijst Een koolwaterstof tak = methyl, ethyl, propyl etc. Een OH groep veranderd de stam naam (ethaan bijv) tot (ethanol) tenzij er een zuur (COOH) groep in de molecuul zit, dan krijgt het de naam hydroxy. Een NH2 groep krijgt de naam amine tenzij er in de molecuul een zuur groep is, dan krijgt het de naam amino. Alles wat meerdere keren voorkomt krijgt di, tri, tetra etc (tabel 66C) Zuren die verbonden zijn aan een benzeenring noemen we carbonzuren. Alle zijgroepen moeten op alfabetische volgorde. H3 De kern van een atoom is 100,000 keer kleiner dan een elektronenwolk. Atoomnummer = aantal protonen in de kern & elektronen in de elektronenwolk. Massagetal = aantal protonen + aantal neutronen in de kern. Pagina 4 van 9

5 Ionen zijn atomen die elektronen hebben afgegeven of hebben opgenomen (atoomnummer is niet gelijk aan het aantal elektronen) Positieve Ionen hebben elektronen afgegeven, negatieve Ionen hebben elektronen opgenomen. Bijvoorbeeld koperion, die heeft de lading 2+ (2 elektronen afgegeven) de formule is. Ionaire stoffen of zouten zijn stoffen die opgebouwd zijn uit Ionen. Isotopen zijn atomen met hetzelfde aantal protonen maar met verschillende aantallen neutronen. Een paar Isotopen staan in Binas tabel 25. Atoommassa s zijn de gemiddelde massa s van alle in de natuur voorkomende isotopen van dat element. Molecuulmassa is de som van de atoommassa s van alle atomen van het molecuul. Massa percentages kun je krijgen door naar tabel 98 te gaan en deze berekening doen: (gewicht atomen) / (totale gewicht) * 100% = XX,XX% Atomaire massaeenheid = gegeven in U (Binas tabel 7) Atoommassa = massa van de atoom, wordt bepaald door gemiddeldes te nemen (blz 74) Molecuulmassa = de som van de atoommassa s Ionmassa = som van de bijbehorende atoom(en) (electronen massa is te verwaarlozen) Alkalimetalen zijn Lithium Li, natrium Na, kalium K. Het zijn zeer onedele metalen die snel verbranden (oxideren), ze verbranden in de lucht en reageren heftig met water. Daarom komen ze niet in de natuur als niet-ontleedbare stoffen in olie voor. Alkalimetalen vormen eenwaardige positieve Ionen: Li+, Na+ & K+. Halogenen zijn fluor, chloor, broom en jood. Deze halogenen komen in de natuur ook niet als nietontleedbare stoffen voor. Halogenen hebben een eenmalige negatieve lading. F-, CI-, Br-, I-Edelgassen zijn helium He, neon Ne en argon Ar. Edelgassen komen in kleine hoeveelheden in de atmosfeer voor en reageren erg moeilijk met andere stoffen; ze zijn dus onbrandbaar. In het periodiek systeem heten de (horizontale) rijen perioden. De (verticale) kolommen heten groepen, elke groep bevat elementen die dezelfde chemische eigenschappen hebben. Eigenschappen van metalen: Geleiden stroom goed Goed vervormbaar door walsen & smeden Hebben een typische metaalglans Hebben in het algemeen een hoog smeltpunt Voelen koud aan (goede warmte geleiding) Zijn in gesmolten toestand goed met elkaar mengbaar Vormen positieve ionen (in verbindingen) Mengsels van metalen noem je alliages of legeringen (zie Binas tabel 9) Metalen kan je indelen in: Edele Metalen (goud, zilver, platina) Half edele metalen (koper & kwik) Onedele metalen(de meeste andere metalen) Zeer onedele metalen (natrium, kalium, calcium & barium) Pagina 5 van 9

6 Indeling (Edelheid): de mate waarin de metalen met zuurstof reageren. Metaalrooster: rooster van metaalionen met vrij bewegende elektronen. Doordat de bindingen steeds worden behouden door de constant bewegende elektronen breken metalen niet. Door mengsels te maken van metalen kan je ervoor zorgen dat laagjes metalen niet goed over elkaar heen schuiven, en dus harder zijn. (blz 88) H4 Zouten worden in het dagelijkse leven ook wel mineralen genoemd. Nog andere namen voor zouten zijn: ionaire of ionogene stoffen. Ionbinding = sterke binding tussen de negatieve en positieve ionen van een zout. Indeling van alle stoffen = blz 91. Zouten geleiden stroom in hun vloeibare en opgeloste vormen. Ionrooster = het kristalrooster van zouten. Ionlading = lading van ionen, de ionlading heet ook elektrovalentie. Samengestelde ionen = ionen die uit meerdere atomen bestaan met positieve of negatieve lading Tabel met elektrovalenties: blz Hydratatie = water moleculen worden aangetrokken tot het zout dat in het water zit. De water moleculen duwen de ionen uit elkaar waarna ze verder worden omringd door water moleculen. Uitkristalliseren = een zout steeds oplossen tot je een verzadigde oplossing krijgt. Door de temperatuur te verlagen of door het water te verdampen kristalliseert het zout weer. Zouthydraten = zouten die water kunnen opnemen zoals cement en gips. Het opgenomen water heet dan kristalwater. Neerslagreactie = een neerslag die word veroorzaakt wanneer 2 ionen samenkomen en een slechtoplosbare zout vormen. Tribune-ionen = ionen die niks doen (en dus niet in de reactievergelijking worden opgenomen) tijdens een neerslagreactie. Tabel v.d. Zouten: Binas Tabel 45A H5 Alle gassen, vloeistoffen bij kamertemperatuur, vaste stoffen met smeltpunt van <300 graden Celsius bestaan uit moleculen (moleculen metalen en moleculen zouten) Moleculaire stoffen geleiden in vaste, gesmolten en opgeloste toestand geen electriciteit. Vanderwaalskrachten = zwakke binding tussen moleculen, andere naam = molecuulbinding. Stoffen met grotere molecuulmassa s hebben over het algemeen sterkere vanderwaalskrachten. Molecuulrooster = regelmatige rangschikking van de moleculen. Atoombinding = binding tussen de atomen (voorbeeld = CL2, de binding tussen de 2 chloor atomen) door een gemeenschappelijke elektronenpaar. Een andere naam is covalente binding. De atoombinding komt voor tussen niet-metaalatomen in moleculaire stoffen. Pagina 6 van 9

7 Polaire atoombinding = binding die ontstaat tussen twee atomen van niet-metalen en waarvan de twee atomen niet dezelfde atoomnummer hebben. De ene atoom zal dus harder trekken dan de ander, de mate waarmee de een de andere aantrekt is de elektronegativiteit. Zie Binas Tabel 40A. Als elektronegativiteit lager dan x of hoger dan y is dan is er geen sprake van een polaire atoombinding. Dipoolmolecuul = molecuul dat 2 polen heeft door de elektronegativiteit. Het molecuul is wel elektrisch neutraal. Dipool-dipool binding = binding veroorzaakt door de aantrekkingskracht tussen de verschillende polen van een stof met meerdere dipoolmoleculen. De positieve kant van een Dipoolmolecuul is dus gericht naar een negatieve pool van een andere dipoolmolecuul. Polaire stof = moleculaire stof waarvan de moleculen dipolen zijn. Apolaire stof = moleculaire stof waarvan de moleculen geen dipolen zijn. Dipool-ion binding = gebeurt tijdens het proces: hydratatie. Zie figuur 5.8 op blz 112. Waterstofbrug = brug die gevormd word tussen OH en/of NH groepen. Hydrofoob/hydrofiel: Hydrofoben lossen wel op in hydrofobe stoffen maar niet in hydrofiele stoffen en visa versa. Alkanolen en alkaanaminen met 1-3C bindingen lossen wel in hydrofiele stoffen op. Dat komt door de waterstofbrug. H6 Mol = 1 mol van een stof is de hoeveelheid waarvan de massa in gram gelijk is aan de massa van een deeltje van een stof in u. 1 mol = 6.02x10^23 deeltjes. Molaire Massa = de massa van een mol stof, symbool = M en de eenheid is gram per mol Mol = massa / molaire massa Symbolen: n = m / M Molariteit = concentratie (mol per liter) Molariteit = mol / liter Symbolen: M = n / l Gelijke volumes van gassen bevatten onder dezelfde omstandigheden (temp + druk) evenveel moleculen en dus evenveel mol. Molair volume = volume in dm^3 / mol H7 Endotherme reactie = energie word tijdens de reactie in de stoffen opgeslagen Exotherme reactie = reactie waarbij de energie uit de stoffen vrijkomt. Reactiewarmte = E tussen de chemische energie van de beginstoffen en de reactieproducten. Voor een endotherme reactie geld E > 0 en bij een exotherme reactie geld E < 0 Activeringsenergie = energie die nodig is om een reactie op gang te brengen, bij een brandbare stof spreek je van een ontbrandingstemperatuur. Dit geld alleen voor exotherme processen. Pagina 7 van 9

8 Reactiesnelheid: hangt af van de concentratie, welk soort stof, de verdelingsgraad, reacties van de 1e en 2e orde, en temperatuur. Wanneer in een reactie de snelheidsbepalende stap pa + qb -> C is, dan is de vergelijking voor de reactiesnelheid: s = k * [A]^p * [B]^q De orde is gelijk aan p+q Katalysator = chemische stof die een chemische reactie versneld zonder zelf tijdens de reactie verbruikt te worden. Een katalysator verlaagt de activeringsenergie bij exotherme reacties. Enzym = biologische katalysator. Chemisch evenwicht = de heen en teruggaande reacties verlopen even snel. De concentraties van de stoffen veranderen niet meer. Dynamisch evenwicht = heen en teruggaande reacties houden niet op. Dit is altijd het geval bij een chemisch evenwicht. ma + nb qc + rd geeft de concentratiebreuk: [C]^q * [D]^r [A]^m * [B]^n De concentraties zijn in mol / dm^3 ma + nb qc + rd geeft de evenwichtsvoorwaarde: [C]^q * [D]^r = Kc [A]^m * [B]^n Kc is de evenwichtsconstante. Zodra het evenwicht zich heeft ingesteld is Qc constant geworden: Qc = Kc. Kc is alleen afhankelijk van de temperatuur. Voor het evenwicht van de gassen ma + nb qc + rd gelden de partiele drukken pa, pb, pc en pd. De breuk: Pc^q * Pd^r = Qp Pa^m * Pb^m In evenwichtstoestand geld: Qp = Kp Pagina 8 van 9

9 De algemene gaswet is: p * V = n * R * T P = druk van het gas (normaal = 1,01 * 10^5 Pa) T = temperatuur in kelvin V = Volume (m^3) n = aantal mol R = gasconstante (8,31) Homogeen evenwicht = de concentratie van iets in iets is overal hetzelfde. Heterogeen evenwicht = de concentratie van iets in iets is niet overal hetzelfde. Verdelingsevenwicht = een evenwicht waarbij een stof zich verdeeld over twee niet met elkaar mengbare vloeistoffen. Bijvoorbeeld jood dat met benzine en water mengt. Dan is de evenwichtsvoorwaarde: [I2 (benzine) ] = Kv [I2 (water) ] Een verdelingsevenwicht is een heterogeen evenwicht. Kv is de verdelingsconstante. Oplosbaarheidsproduct Ks = de constante (K) waarde voor het oplosevenwicht van een slecht oplosbare zout. Zie Binas Tabel 46. ma + nb qc + rd Ks = [C]^q * [D]^r De voorwaarde is dat er iets op de bodem moet liggen en dat het maximaal opgelost moet zijn. Bij het verhogen van de temperatuur: Verlopen alle reacties sneller Is de insteltijd van een evenwicht korter Verschuift de ligging van een evenwicht naar de kant met het grootste aantal deeltjes. Zie Binas Tabel 51 voor een lijst met evenwichtsconstantes bij verschillende temperaturen. Bij het toevoeren van warmte verschuift een evenwicht naar de endotherme kant. Dat is de kant met het grootste aantal deeltjes. Bij volumeverkleining (=druk verhoging) verschuift een gasevenwicht in de richting van de minste deeltjes. Het toevoegen van een van de reagerende stoffen (in een reactievergelijking) doet een evenwicht naar de andere kant van de pijl verschuiven. Een chemisch evenwicht reageert zodanig op een invloed van buiten, dat het effect van die invloed wordt tegengewerkt. Een katalysator zorgt ervoor dat het evenwicht zich sneller instelt maar heeft geen invloed op de ligging van het evenwicht. Pagina 9 van 9