Scheikunde samenvatting H1 t/m H4

Transcriptie

1 samenvatting H1 t/m H4 Hoofdstuk 1 Als je stoffen bij elkaar doet, kunnen er verschillende dingen gebeuren: 1) De vaste stof waarbij een vloeistof wordt gedaan, lost op oplossing helder. 2) Wanneer we 2 stoffen bij elkaar doen, kan er ook niets gebeuren (water en bloem suspensie troebel) 3) Wanneer we 2 stoffen bij elkaar doen, ontstaat er soms een reactie: Er ontstaat een nieuwe stof. Als je 2 stoffen mengt, kunnen er 2 verschillende soorten mengsels onstaan: 1) Homogeen mengsel: Mengsel is heel goed gemengd, zoals een oplossing (ook wel moleculair gemengd) 2) Heterogeen mengsel: Mengsel bevat verschillende soorten fasen. Verschillende soorten mengsels: Mengsel: Soort mengsel: Homo-/Heterogeen Oplossing Vaste/vloeistof of gas Homogeen mengsel opgelost in een vloeistof Suspensie Vaste stof gemengd met een Heterogeen mengsel vloeistof Emulsie Vloeistof gemengd in een Heterogeen mengsel vloeistof (bijv. Olie) Rook Vaste stof gemengd in een Heterogeen mengsel gas Nevel Vloeistof gemengd in een Heterogeen mengsel gas Schuim Gas gemengd in een vaste stof (bijv. Piepschuim)/Gas gemengd in een vloeistof (bijv. Badschuim) Heterogeen mengsel Een concentratie is hetzelfde als een gehalte. Het geeft informatie over hoeveel er van de ene stof in een andere stof zit. Rekenen met concentraties Bij massapercentages staan boven en onder de deelstreep massa s! Bij volumepercentage hetzelfde, maar dan in de grootheid van liters. Bij concentratie in g/l staat boven de deelstreep het massa deel in gram, en onder de streep totale volume in liters. Hieronder staan alle berekeningen: Massa%=

2 Volume%= Concentratie in g/l= Als je met kleine hoeveelheden gaat rekenen, gebruik je massa ppm of volume ppm. PPM staat voor Parts per Million. Berekening massa ppm= Oplosbaarheid beïnvloeden Oplosbaarheid kun je beïnvloeden, door bijvoorbeeld de temperatuur hoger te maken. Want in een warmer oplosmiddel kun je meer oplossen. Als je de maximale hoeveelheid bij een hoge temperatuur oplost, en daarna afkoelt, krijg je neerslag. Als de maximale hoeveelheid in een stof is opgelost, spreek je van een verzadigde oplossing. Als er minder dan de maximale hoeveelheid is opgelost, is de oplossing onverzadigd. Oplosbaarheid geef je aan in g/l. Het ene oplosmiddel kun je beter oplossen dan het andere. Als je van een stof poeder maakt, lost het ook sneller op dan wanneer je er een stukje van gebruikt. Ook kun je in de stof roeren waardoor het oplossen sneller gaat. Van veel stoffen is bekend in welke hoeveelheid het schadelijk voor ons is. MAC-waarde = Maximale aanvaardbare Concentratie. Deze wordt aangegeven in mg/m3 of ml/m3 Methode: Berust op: Werkt bij: Bezinken/Afschenken Verschil in dichtheid Suspensie en emulsie Filtreren Verschil in deeltjesgrootte Suspensie Adsorberen Verschil in aanhechting Oplossing met kleur Destilleren Verschil in kookpunt Oplossing Extraheren Verschil in oplosbaarheid Alle mengsels Indampen Verschil in kookpunt Oplossing Centrifugeren Verschil in dichtheid Suspensie en emulsie Chromatografie Verschil in oplosbaarheid en aanhechting Oplossing

3 Hoofdstuk 2 Een mengsel bevat meerdere moleculen. Bij zuivere stoffen is dat juist niet, die bevatten maar één molecuul. Er zijn verschillende methodes om mengsels te scheiden: Scheidingsmethode Principe Type mengsel Bezinken/Afschenken Verschil in dichtheid Suspensie en emulsie Filtreren Verschil in deeltjesgrootte Suspensie Adsorberen Verschil in aanhechting Oplossing met kleur Destilleren Verschil in kookpunt Oplossing Extraheren Verschil in oplosbaarheid Alle mengsels Indampen Verschil in kookpunt Oplossing Centrifugeren Verschil in dichtheid Suspensie en emulsie Chromatografie Verschil in oplosbaarheid en aanhechting Oplossing Bij filtreren: -Residu: Zit in het filter - Filtraat: Loopt door het filter heen. Bij destilleren: -Residu: Stof met het hoogste kookpunt -Destillaat: Stof met het laagste (door koeler heen gegaan) kookpunt Het plaatje hiernaast is een destillatieapparaat. De enige nummers die je daarvan moet kennen zijn: 4. De Temperatuur 5. De koeler 8. Rondbodemkolf aangesloten, omdat de warmte opstijgt. De koeler wordt van beneden naar boven De thermometer meet de temperatuur van de damp, niet van de vloeistof!

4 Bij extraheren: -Je hebt een extractiemiddel (oplosmiddel) nodig. Bij adsorberen: -Je hebt een adsorptiemiddel nodig (bijv. norit). Bij chromatografie: -Verschil in oplosbaarheid van de (kleur)stof in de loopvloeistof en het verschil in aanhechting van de (kleur)stof aan het chromatografiepapier. Zuivere stoffen ontleden Er zijn 2 verschillende soorten zuivere stoffen: Zuivere stoffen bestaan uit 1 soort molecuul (= een ontleedbare stof) Moleculen bestaan weer uit meerdere atomen. Zuivere stoffen die uit 1 atoom soort bestaan (=een niet ontleedbare stof) Bijv. IJzer, aluminium, goud, enz. Andere woorden voor moleculen zijn: Verbindingen, Samengestelde stof. Zuivere stoffen zijn te ontleden, mengsels moeten we scheiden. Scheiden= Sorteren van moleculen Ontleden=Moleculen kapot maken. Alle atomen hebben een symbool. Dit symbool bestaat uit óf 1 hoofdletter, óf 1 hoofdletter en 1 kleine letter. Moleculen hebben een combinatie van deze symbolen: Aardgas (methaan): CH 4 Glucose: C 6 H 12 O 6 Suiker: C 12 H 22 O 11 Ontleedbaar Ammoniak: NH 3 Niet ontleedbare stoffen: IJzer: Fe Goud: Au Fluor: F 2 Chloor: CI 2

5 Hoofdstuk 3 Om een goed wasmiddel te hebben, heb je vier factoren nodig: Water Een was actieve stof Beweging Een temperatuur die hoog genoeg is Er zijn verschillende soorten zepen: Natuurlijke zepen Synthetische zepen (=detergens) Een zeepmolecuul heeft een kop en een staart. De kop is hydrofiel (=water minnend), de staart is hydrofoob (=water vrezend). Hydrofiel mengt goed met hydrofiel en hydrofoob goed met hydrofoob. Hierdoor kan kleding worden ontdaan van vuil. Water heeft een oppervlaktespanning. Hierdoor kun je een glas tot de rand toe vullen. Als je bij het water zeep doet, wordt de oppervlaktespanning verbroken. Dit komt door de zeepmoleculen. Hard water Op sommige plaatsen in Nederland is het water hard. Dit betekend dat er veel calciumdeeltjes aanwezig zijn. We drukken de hardheid uit in Duitse Hardheidsgraden: D 1 D = 7,1 mg calciumionen per liter water 2 D = 14,2 mg calciumionen per liter water Als het water een hardheidsgraad van 16 D of hoger heeft, noemen we het water hard. Als je hard water verwarmt, krijg je ketelsteen. Als je het mengt met zeep, ontstaat er een neerslag: kalk zeep. Verschillende schoonmaakmiddelen Er zijn verschillende stoffen, van zuur tot basisch. Hieronder staat een tekeningetje waarop je dat kan zien. Dat heet de ph schaal: 7 Cola Azijn Bloed Zeep Zuur Neutraal Basisch De ph van zure oplossingen is lager dan 7. Hoe lager de ph, hoe zuurder de oplossing. Basische oplossingen hebben een ph hoger dan 7. Hoe hoger de ph, des te basischer de oplossing is.

6 Neutrale oplossingen hebben een ph van 7. dat noem je ph-neutraal. Er zijn verschillende manieren om de ph waarde te meten: - ph meter - Universeel papier (indicator) - Lakmoes papier (rood of blauw) Schoonmaken is eigenlijk niets anders dan chemische reacties. Soms zijn die reacties zelfs gevaarlijk voor ons! Sommige schoonmaakmiddelen bevatten een schuurmiddel. Dit werkt krachtiger dan water en zeep alleen. Een voorbeeld van een schoonmaakmiddel met schuurmiddel is Cif. Sommige schoonmaakstoffen zijn naast dat ze een schuurmiddel bevatten, ook nog desinfecterend. Veilig schoonmaken Veel schoonmaakmiddelen zijn schadelijk. Flessen met gevaarlijke schoonmaakmiddelen hebben vaak een kind veilige dop. Gevaarlijke schoonmaakmiddelen hebben ook altijd een veiligheidssymbool er op staan. Je mag nooit schoonmaakmiddelen mengen! Irriterend Dit schoonmaakmiddel is irriterend of bijtend. Ze tasten je huid aan. Licht ontvlambaar Deze stoffen zijn licht ontvlambaar, dat wil zeggen dat ze snel vlam vatten. Giftig Deze stoffen zijn giftig.

7 Hoofdstuk 4 Stoffen mengse ls zuivere stoffen Ontleedbaar (verbindingen) Zijn opgebouwd uit verschillende atoomsoorten Nietontleedbaar Een atoomsoort Moleculaire stoffen Zouten Metalen Nietmetalen Edel Half edel Onedel Zeer onedel Overige Halogeen Edelgassen 4.2 Stoffen worden ingedeeld op grond van hun eigenschappen. Er zijn niet-ontleedbare stoffen en ontleedbare stoffen. De niet-ontleedbare stoffen zijn verdeeld in metalen en niet-metalen. 4.3 Zuivere metalen zijn bij kamertemperatuur vaste stoffen (behalve kwik)/ Ze zijn glanzend, meestal vrij zacht, makkelijk te vervormen en geleiden warmte en stroom. Metalen kun je rangschikken naar edelheid op grond van hun chemische reactiviteit. De meeste metalen worden op den duur door vochtige lucht aangetast. Hierbij ontstaan metaaloxiden en metaalhydroxiden. Deze aantasting van metalen heet corrosie, bij ijzer noem je dit roesten. Met een beschermlaag wordt een metaal tegen corrosie beschermd. Wanneer metalen met zuurstof reageren ontstaat er een oxidehuidje op het metaal. Dit oxidehuidje kan het metaal versterken (bij bijv. Al) of verzwakken (bij bijv. Fe) IJzer wordt gewonnen uit ijzererts, aluminium wordt gewonnen uit bauxiet.

8 Omdat zuivere metalen vrij zacht zijn, smelt men ze samen met andere metalen. Het ontstane mengsel noem je een legering of alliage. Bekende legeringen zijn staal, brons en soldeer(tin). De gemeenschappelijke eigenschappen/kenmerken van de metalen. - Een glanzend oppervlak - Goed stroom- en warmtegeleiding - Buigzaam/vervormbaar - Hoog smeltpunt - In gesmolten toestand goed mengbaar legering (= mengsel van metalen) Het reactieschema Wanneer een zuivere stof reageert met een andere zuivere stof en er ontstaat een andere zuivere stof uit deze reactie dan noemt men zo n reactie een chemische reactie. Omdat het beschrijven van zo n reactie veel schrijfwerk omvat, heeft men een schematische manier om een chemische reactie te beschrijven. Het schematisch beschrijven welke stoffen je voor de reactie hebt en welke stoffen er ontstaan uit die beginstoffen noemt met een reactieschema. Beginstof ( ) + beginstof ( ) reactieproduct ( ) + ( ) fases Op basis van gemeenschappelijke chemische eigenschappen kan je de groep metalen verdelen in 4 subgroepen. Deze chemische eigenschappen van de verschillende metaalgroepen zijn: - Het metaal reageert nergens mee - Het metaal reageert alleen met zuurstof - Het metaal reageert met zowel zuurstof als een zuur-oplossing - Het metaal reageert met zuurstof, een zuur-oplossing en water. De edele metalen: Deze metalen reageren nergens mee. Deze metalen zijn: Au (goud), Ag (zilver), Pt (platina) De half edele metalen: Deze reageren alleen met zuurstof. Deze metalen zijn: Hg (kwik) en Cu (koper) Het reactieschema: Koper (s) + zuurstof (g) koperoxide (s) Kwik (l) + zuurstof (g) kwikoxide (s) Algemeen reactieschema: Metaal (s) + zuurstof (g) metaaloxide (s) De onedele metalen: Deze reageren niet met zuurstof en met een zuur-oplossing. Zink (s) + zoutzuur (aq) zinkchloride (aq) + waterstof (g)

9 Metaal (s) + zuur (aq) zout (aq) + waterstof (g) De zeer onedele metalen: Deze metalen reageren met zuurstof, een zuur-oplossing en met water. Deze groep metalen bestaat uit: Na, K, Ca, Mg, Ba Natrium (s) + water (l) natriumhydroxide (aq) + waterstof (g) 4.4 Lucht bevat 78 volumeprocent stikstof, 21 volumeprocent zuurstof en 1 volumeprocent edelgassen als helium, neon en argon. Net als zuurstof bestaat ook ozon uitsluitend uit zuurstofatomen. Waterstof is een licht en brandbaar gas. Grafiet en diamant zijn twee vormen van koolstof. Zwavel is een gele vaste stof. Bij verbranding ontstaat zwaveldioxide. Er bestaan rode en witte fosfor. Fluor, chloor, broom, en jood worden halogenen genoemd. Edelgassen: reageren nergens mee. He, Ne, Ar (Kr (krypton) Xe (xenon) Rn (radon)) Halogeen: reageren overal mee, en snel ook F, Cl, Br, I (At (astaat)) 4.5 Ontleedbare stoffen worden verdeeld in zouten en moleculaire stoffen. Eenvoudige zouten bestaan uit een metaal en een niet-metaal. Zouten zijn vaste stoffen met een hoog smeltpunt. Zouten geleiden de elektriciteit in gesmolten toestand en in oplossing. Moleculaire stoffen zijn opgebouwd uit niet-metalen. Moleculaire stoffen geleiden de elektriciteit niet in gesmolten toestand en (met enkele uitzonderingen) ook niet in oplossing. Moleculaire stoffen: - Zijn ontleedbaar - Bestaan alleen uit meerdere niet-metalen (min. 2 verschillende) - Geleiden geen stroom Zouten: - Zijn ontleedbaar - Bestaan uit een metaal + niet-metaal - Geleiden de stroom in gesmolten en opgeloste fase - Alle zouten zijn bij kamertemperatuur vast (hoog smeltpunt)