Samenvatting Pulsar Chemie (Scheikunde): boek 1

Transcriptie

1 Samenvatting Pulsar Chemie (Scheikunde): boek 1 Hoofdstuk 1: Zouten 1: Atoombouw Reactie: hergroepering van atomen van het beginmolecuul naar het eindmolecuul Elektron: negatief geladen deeltje, onderdeel van atoom (in elektronenwolk) Proton: positief geladen deeltje, onderdeel van de atoomkern Het atoomnummer geeft het aantal protonen aan (= kernlading) Neutron: ongeladen deeltje in de atoomkern. Heeft hetzelfde gewicht als een proton en zorgt voor atoommassa De massa van een neutron (en dus ook een proton) is u. U staat voor atomaire massa eenheid. Het massagetal is de som van de massa van de neutronen en de protonen, en wordt achter of linksboven het atoom geschreven ( 23 Na of Na-23). De massa van elektronen is te verwaarlozen. Isotoop: zelfde atoom (aantal protonen) maar een ander aantal neutronen. 2: Stroomgeleiding Als er meer of minder elektronen dan protonen zijn, is een atoom geladen. Geladen deeltjes heten ionen. Zouten geleiden alleen stroom als ze vloeibaar of opgelost zijn Het aantal protonen bepaald de atoomsoort: een bepaald aantal elektronen meer of minder heeft daar geen invloed op. Een binding is een kracht die verschillende deeltjes in een vast stof bij elkaar houdt. Bij moleculen heet deze binding molecuul- of vanderwaalsbinding. Bij zouten is het een ionbinding. Deze is over het algemeen sterker dan een molecuulbinding. 3: Zoutformules Als er één elektron meer is dan dat er protonen zijn, is de lading -1. Metaalionen hebben een positieve lading, niet-metaalionen een negatieve. De verhoudingsformule is de verhouding tussen het aantal positieve en negatieve ionen in een zout. Bv: Fe 2+ : Cl - = 1 : 2 4: Samengestelde ionen Een samengesteld ion is een ion met verschillende atomen. Bv: OH - of in formule: Ca 2+ (OH - ) 2 (NB: denk aan de haakjes!) 5: Zouten in water Vloeibaar zout geleid een stroom, omdat de ionen dan vrij kunnen bewegen. Hetzelfde geld voor zouten in water. De ionen binnen een zout komen los van elkaar. Bv: CaCl 2 (s) -> Ca 2+ (aq) + 2 Cl - (aq) In tabel 45A van BiNaS staat de oplosbaarheid van zouten weergeven.

2 Hoofdstuk 2: Brandstoffen 1: Fossiele brandstoffen Het vormen van fossiele brandstoffen in stappen (lager = langer geleden) Organisch materiaal (afval) Veen (door af te scheppen en te drogen ontstaat turf) Bruinkool Steenkool (voornamelijk koolstofatomen) Op eenzelfde manier ontstaan aardolie en aardgas (voornamelijk koolwaterstoffen) Koolwaterstoffen: stoffen die zowel kool- als waterstof bevatten. Ze zijn onderdeel van de grotere groep koolstofbindingen (alle moleculen met een koolstofatoom) Aardolie en aardgas bevatten zwavel, waardoor bij verbranding zwaveldioxide ontstaat, een veroorzaker van zure regen. Ook ontstaan er stikstofoxiden (schadelijk). Stikstofoxiden worden bij een auto door de katalysator uit de uitlaatgassen gefilterd. CO 2 veroorzaakt het broeikaseffect. 2: Alternatieve brandstoffen Zuiniger omgaan met energie zorgt ervoor dat we langer met de fossiele brandstofvoorraden kunnen doen. Biogas ontstaat bij de rotting van organische stoffen. Bioalcohol wordt uit biologische producten zoals rietsuiker gehaald. Ook waterstofgas is een aantrekkelijke alternatieve brandstof. Kolenvergassing is een rendabel alternatief (i.p.v. gewone mijnen) om miljarden tonnen steenkool uit de grond te halen. H 2 O (g) + C (s) -> CO (g) + H 2 (g) 2C (s) + O 2 (g) -> 2 CO (g) Het mengsel dat weer boven de grond komt wordt ook wel watergas genoemd. 3: Aardolie Voor het schema met verschillende kookfracties: zie boek. (Destillatie!) In een blokschema staat een chemisch proces weergeven. Centraal staat de ruimte waar het proces plaatsvindt. Met pijlen worden de toe- en afvoer weergeven. 4: Atoombinding Moleculaire stoffen: stoffen opgebouwd uit moleculen Molecuul: atomen die aan elkaar zijn gebonden Molecuulformule: formule die het aantal van en welke moleculen er zijn, weergeeft Atoombinding: binding tussen 2 atomen. Deze wordt gevormd door de aantrekkende kracht tussen de elektronen en atoomkernen. Een binding bestaat uit een gezamenlijk elektronenpaar. Covalentie: aantal elektronen dat beschikbaar is voor een atoombinding. Dit is een karakteristiek en voor een atoom altijd hetzelfde. Covalente binding is een andere naam voor atoombinding. Structuurformule: formule waarin atomen én bindingen worden weergeven. Bij een dubbele binding zijn er twee gemeenschappelijke elektronenparen en zijn er dus twee bindingen tussen twee atomen. 5: kraken Verzadigde koolwaterstof: koolwaterstof met alleen maar enkelvoudige bindingen. Onverzadigde koolwaterstof: koolwaterstof met één of meer dubbele bindingen Benzine is onderdeel van de kookfractie nafta van aardolie (kleine moleculen). Kraken: uit grote moleculen kleine moleculen maken. Het reactieproduct is een mengsel van verzadigde en onverzadigde koolwaterstoffen. Bv: C 12 H 26 (l) -> C 8 H 18 (l) + C 4 H 8 (l)

3 Hoofdstuk 3: Koolstofverbindingen 1: Alkanen Alkanen: onderdeel van de koolwaterstoffen, algemene formule is: C n H 2n+2 Homologe reeks: groep stoffen die dezelfde algemene formule hebben. De stoffen hebben ongeveer dezelfde eigenschappen. Structuurformule: 2D tekening van een molecuul. Koolstofskelet: structuurformule waarin alleen de koolstofatomen staan (bv: c-c-c) Isomeer: atoom met dezelfde molecuul- maar een andere structuurformule 2: Systematische naamgeving Zie boek voor tabellen. 3: Onverzadigde koolwaterstoffen Als er één of meer dubbele of driedubbele verbindingen tussen C-atomen zijn, dan is een koolwaterstof onverzadigd. Alkenen: C n H 2n (dubbele binding, achtervoegsel een) Alkynen: C n H 2n-2 (driedubbele binding, achtervoegsel yn) 4: additiereactie Als een dubbele binding openspringt kan er een nieuw atoom aan de C-atomen binden. Die heeft een additiereactie. Dit kan alleen met H 2, F 2, Cl 2, Br 2 en I 2, HCl en Hbr, en H 2 O (er ontstaan twee nieuwe lege plaatsen dus er is geen reststof). 5: Substitutiereactie Als onder bepaalde omstandigheden een H-atoom wordt vervangen door een ander atoom bij een koolwaterstof spreekt men van een substitutiereactie. Dit kan alleen met halogenen. Er ontstaan een H-atoom gebonden aan een halogeenatoom en de nieuwe koolwaterstof. Bv: CH 4 (g) + 2 Cl 2 (g) -> CH 2 Cl 2 (g) + 2 HCl (g) 6: Ringvormige koolwaterstoffen Cycloalkaan: alkanen waarbij het eerste en het laatste molecuul binden, waardoor er een afgesloten cirkel ontstaat. Benzeen (C 6 H 6 ) is een bijzonder cycloalkaan omdat het lijkt alsof er zes bindingsplaatsen over zijn. Deze elektronenparen zijn gebruikt om de ringstructuur te versterken. (voor afbeelding: zie boek). Aromaten: stoffen die een benzeenring bevatten. Deze groep stoffen heeft een sterke geur. Alifatische stoffen: alle koolwaterstoffen zonder benzeenring. 7: Alcoholen en aminen Alcohol: molecuul met een hydroxylgroep (-OH) Alcanol: alkaan waarbij één H-molecuul is vervangen door OH Amine: molecuul met een amine (-NH 2 ) Alkaanamine: alkaan waarbij één H-molecuul is vervangen door NH 2. Het voorvoegsel is amino-, het achtervoegsel ol.

4 Hoofdstuk 4: Reacties met zoutoplossingen 1: Zouten in water Als je een zout oplost in water verlaten de ionen hun vaste plaats. Bv. CaCl 2 (s) -> Ca 2+ (aq) + 2 Cl - (aq) Hierdoor kan stroom worden geleid. Bij indampen gebeurt er het omgekeerde. 2: Zoutoplossingen bij elkaar Als je twee zouten bij elkaar voegt, waarvan de ionen samen een slecht oplosbaar zout vormen ontstaat er een neerslag/suspensie (zie tabel 45A). Dit kan je zien door een verkleinde versie van die tabel te maken. 3: Het maken van een zout Maak slecht oplosbaar zout A + D -. Begin: A + (aq) + B - (aq) en C + (aq) + D - (aq) Bij het samenvoegen ontstaat er een neerslag. Let erop dat ion B - en C + samen goed oplosbaar moeten zijn. Verder mogen deze ionen vrij worden gekozen. Maak slecht oplosbaar zout. Dit gaat precies hetzelfde als een slecht oplosbaar zout, maar nu moeten B - en C + juist wel neerslaan. Filtreren en het filtraat met het gewenste zout indampen. Sommige metalen (vooral zware) zijn giftig. 4: Ionsoorten aantonen In tabel 65A staat een overzicht van kleuren van oplossingen. Als een oplossing niet is genoemd, mag je ervan uitgaan dat deze kleurloos is. Voor het aantonen van ionsoorten moet je een zout toevoegen dat met één ion wel maar met het andere geen neerslag veroorzaakt. Daarnaast moet je uitkijken dat de extra ionen genen storende reactie kunnen opleveren (kies bv. een nitraat). Als je een verontreiniging bij een vast zout moet aantonen, doe je het op dezelfde manier, na het zout te hebben opgelost. 5: Zorgvuldig omgaan met afval MAC-waarde: maximaal aanvaardbare concentratie van een gas, nevel of damp.

5 Hoofdstuk 5: Meten en weten 1: Periodiek systeem - Gerangschikt op atoomnummer (oplopend) - Horizontale rij = periode (oplopend atoomnummer) - Verticale rij = groep (chemische gelijkenissen) 2: Soorten bindingen Metalen: geleiden zowel in vloeibare als in vaste fase stroom (metaalatomen) Moleculaire stoffen: geleiden nooit stroom (niet-metaalatomen) Zouten: geleiden alleen in vloeibare en opgeloste fase stroom (metaal + nietmetaalatomen) Ionbinding: positieve en negatieve ionen trekken elkaar aan (in een zout). Dit is een zeer sterke binding en heeft dus een hoog smeltpunt. Metaalbinding: vrije elektronen bewegen door de elektronen wolken tussen en om de verschillende positieve atoomresten (= -kernen) heen. Hierdoor ontstaat een sterke binding. Vanderwaalsbinding: moleculen trekken elkaar aan (vanderwaalskracht). Deze kracht leidt tot een zwakke binding. Hoe groter het molecuul, hoe sterker de vanderwaalskracht en hoe hoger het kookpunt. 3: Roosters Kristalrooster: regelmatig rooster van een verdeling bij een vaste stof - metaalrooster (metaalatomen) - atoomrooster (niet-metaalatomen) - ionrooster (ionen, zie afbeelding boek) Moleculerooster: kristalrooster bij moleculen 4: Significante cijfers Gebruik kennis van natuurkunde (NB: verschil tussen meet- en telwaarden!) 5: Atoommassa en molecuulmassa u = atomaire massa-eenheid (1,67 x kg, tabel 40A en 99) Moleculemassa = som van de aanwezige atoommassa s (in u!) Ionmassa = atoommassa (Na = Na + = 22,99u) In BiNaS staat de gemiddelde atoommassa: isotopen hebben verschillende atoommassa s. 6: De chemische hoeveelheid Chemische hoeveelheid is in mol: 1,00 mol = het massagetal in gram Bv: Natrium: 1,00 mol = 22,99 g Molaire massa = g/mol, is gelijk aan de grote van u in gram (Na: M = 22,99 g/mol) 7: Molair volume Molair volume: het volume alle gassen zijn even groot bij dezelfde hoeveelheid mol. De stof doet er hierbij niet toe, alleen de druk en de temperatuur. Bij T = 273 K en p = p 0 : V m = 22,4 dm 3 /mol Dit geldt voor alle gassen.