Hoofdstuk 1: Chemie rondom ons 1.1 Natuurwetenschappen In de eerste graad leerde je de natuurwetenschappen op te delen in biologie, chemie (of scheikunde) en fysica. Hoe kan je deze 3 wetenschappen omschrijven? Biologie:...... Chemie:...... Fysica:...... In heel veel beroepen heb je deze natuurwetenschappen nodig: Sterrenkundige:... Zeepfabrikant:... Dokter:... Elektricien:... Weerman:... Schilder:... Kan je een wereld zonder chemie voorstellen? Dat zou een wereld zijn zonder kunstoffen, zonder veel kleurstoffen, zonderauto s en vliegtuigen, zonder de meeste geneesmiddelen, zonder efficiënt isolatiemateriaal, zonder goede verpakkingen, zonder elektronica, geen film en foto, geen zeep of reinigingsmiddelen, geen tandpasta, geen tandvullingen, geen wit papier, geen muurverf, geen vuurwerk, geen rubber, geen nylon, zelfs geen ijzer en aluminium,... 1.2 Materie Materie is de verzamelnaam van alle stoffen, dus alles wat massa heeft. In de chemie bestuderen we: de samenstelling en bouw van materie de verandering van de samenstelling van materie de energie-uitwisseling bij de verandering van materie Chemie 3 2u 1
Hoofdstuk 2: Veiligheid 2.1 Afspraken We werken in een laboratorium en dat kan soms heus wel wat risico s met zich meebrengen. Daarom zijn er enkele vaste regels in een labo: lang haar hoort tijdens proeven in een staart gebonden te zijn we dragen geen juwelen we eten of drinken niet in het labo een labojas beschermt jou en je kledij indien nodig je ogen, handen, haar en longen kan je beschermen met een veiligheidsbril, handschoenen, een mutsje en een mondmasker we ruiken enkel indirect aan stoffen we luisteren aandachtig naar de veiligheidstips spelen, rondlopen, gooien en ander risicovol gedrag is uit den boze we lezen de etiketten van de stoffen steeds aandachtig en kijken naar de waarschuwingslogo s 2.2 Oefening Hieronder staan een aantal gevaarlijke situaties vermeld. Noteer telkens het correcte gedrag: Jantje giet wat vloeistof in een fles met een andere vloeistof. Er ontstaat meteen een hevige reactie met warmteontwikkeling en de fles barst open. De spatten op zijn broek terecht. Pas s avonds merkt hij de gaten.. Zou dit bloemsuiker of zout zijn? dacht Nicole, en ze proefde eens van het witte poeder. De rest van de dag was ze misselijk door de bijzonder bittere smaak. De dokter liet haar zo vlug mogelijk een tegengif nemen.. Peter wou van het experiment met natrium en water niets missen, maar de veiligheidsbril bleef in zijn zak zitten. Ellendig lang moest hij met de ogen onder de kraan hangen.. Annabel merkte niet dat haar mouw boven de bunsenvlam vuur vatte. Gelukkig lag er een branddeken klaar.. Kim las aandachtig de richtlijnen voor een proef toen hij een hete vloeistof uit een reageerbuis in zijn gezicht kreeg. De klasgenoten die naast hem aan het werk waren, hadden de reageerbuis wat te hevig verhit, zodat de inhoud eruit vloog, net in zijn richting.. Chemie 3 2u 2
Nieuwsgierig plaatste Marie haar neus boven de pas geopende fles en snoof de damp op. Een dag later had ze nog hoofdpijn.. 2.3 Etiketten van chemische producten 2.3.1 Etiketten Op alle chemische producten moeten van de wetgever etiketten staan met verplichte informatie: Ammoniak (oplossing) NH 3 10-35% Gevaar CAS 1336-21-6 H 314-335-400 P 280.1+3+7-273-301+330+331-305+351+338-309-310 WGK 2 Lyceum Martha Somers Bijlokaal/Base nkast 12/2 Duidt aan: de benaming van de stof, het identificatienummer van de stof, de hoeveelheid of concentratie, de waarschuwingspictogrammen, de chemische formule, de P- en H-zinnen 2.3.2 H-zinnen De H-zinnen (H van het Engelse hazard) geven de gevaaraanduidingen of risico s. Oefening: zoek op internet de betekenis van de H-zinnen op bovenstaand etiket op. 2.3.3 P-zinnen De P-zinnen (P van het Engelse precaution) geven de veiligheidsaanbevelingen Oefening: zoek op internet de betekenis van de P-zinnen op bovenstaand etiket op. 2.3.4 Gevaarpictogrammen Geef de betekenis van de volgende pictogrammen: corrosief giftig explosief irriterend of schadelijk brandbevorderend gevaarlijk voor het milieu ontvlambaar lange termijn gezondheidsgevaarlijk Chemie 3 2u 3
Hoofdstuk 3: indeling van de materie 3.1 Voorwerpen, stoffen en mengsels 3.1.1 Voorwerpen en stoffen Voorwerpen zijn gemaakt van materie of stoffen. We maken dus een onderscheid tussen de eigenschappen van voorwerpen en van de stoffen waaruit ze gemaakt zijn: Voorwerp Voorwerpeigenschappen Stofeigenschappen Gordijn in de klas De labotafels Je geodriehoek De gouden ring van je mama Het glas in de klasramen Poedersuiker Veel stofeigenschappen kunnen we ook meten: smelt- en kookpunt, massadichtheid, elektrische geleidbaarheid, oplosbaarheid,... 3.1.2 Zuivere stoffen en mengsels Neem een pot zout en een beker water. Is het zout een zuivere stof?... Is het water een zuivere stof?... Los nu wat van het zout op in het water. Is zout water een zuivere stof?... Is azijn een zuivere stof?... Is ontsmettingsalcohol een zuivere stof?... Is suiker een zuivere stof?... Is het kwik in een thermometer een zuivere stof?... Is cola een zuivere stof?... Is een koperdraad een zuivere stof?... Is sneeuw een zuivere stof?... Is lucht een zuivere stof?... We kunnen de materie dus opsplitsen in (zuivere) stoffen en mengsels (die bestaan uit meerdere stoffen). Chemie 3 2u 4
3.1.3 : we willen het zout uit het water terugwinnen. Bedenk een methode om dit snel te doen. Doel:... Hypothese:... Benodigdheden:... Werkwijze:... Waarneming:... Besluit:... Ook het water dat verdampt is zouden we terug kunnen opvangen. Daarvoor zouden we in een gesloten systeem moeten werken en de waterdamp door een gekoelde buis leiden waar het weer condenseert. Dit proces noemen we destillatie. Gedestilleerd water is een zuivere stof: het bevat geen andere bestanddelen dan water. 3.1.4 Materiaal: 4 vuurvaste proefbuizen 1 lepel bunsenbrander en lucifers proefbuisstang Stoffen: gedestilleerd water kraantjeswater water met opgelost zout mineraal water (flessenwater) Werkwijze: Doe in elke proefbuis een milliliter van een van de vier watersoorten. Laat het water boven de vlam uitkoken, beweeg de proefbuis daarvoor zacht heen en weer. Waarneming:... Besluit: Welke soort water is een zuivere stof? Motiveer je antwoord. Chemie 3 2u 5
3.2 Soorten mengsels 3.2.1 We maken diverse mengsels en bestuderen de eigenschappen van de mengsels: kan je verschillende componenten nog onderscheiden of niet? Zand en water:... Zout en water:... Olie en water:... Kalkmelk:... 3.2.2 Homogene en heterogene mengsels Homogene mengsels: we kunnen de verschillende samenstellende stoffen niet onderscheiden: suikerwater, verdunde alcohol, zeewater, Heterogene mengsels: ongelijkmatig verdeelde samenstellende bestanddelen die men met het blote oog of de microscoop kan waarnemen: melk, olie en water, zand en water, kalkmelk, sinaasappelsap, Oplossingen zoals zeewater zijn homogene mengsels. Bij zo n vloeibaar oplosmiddel (bv. water) kan de opgeloste stof zowel een vaste stof (bv. zout) als een vloeistof (bv. alcohol) als een gas (bv. ammoniak) zijn. Heterogene mengsels worden nog verder opgedeeld in: Suspensies: vaste deeltjes in een vloeistof. vb: zand in water, kalkwater, Emulsie: vloeistofdruppels in een andere vloeistof. vb: olie in water, melk, mayonaise, 3.2.3 Oefening: zuivere stof, homogeen mengsel, heterogeen mengsel, suspensie of emulsie? koffie, muntstuk, ijzerdraad, chocomelk, goud, plastic, vinaigrette, cola, fruitsap, lucht, butaangas, ontsmettingsalcohol, keukenzout, helium in een gasfles, shampoo, verf 3.2.4 Oefening: vul het schema aan: Materie Chemie 3 2u 6
3.3 Scheidingstechnieken Een van de belangrijke werkterreinen van de chemie is het scheiden van stoffen. Van daar ook de andere naam voor chemie: scheikunde. Er zijn meerdere redenen om stoffen te willen scheiden: we willen bv. zuivere stoffen maken of winnen, denk maar aan geneesmiddelen, voedingswaren, chemische producten voor experimenten, edelmetalen, brandstoffen, of we willen een stof isoleren uit een mengsel om ze te kunnen identificeren: DNA, gifstoffen, doping, Naar gelang van de aard van de stoffen en het mengsel zullen we verschillende scheidingstechnieken toepassen. 3.3.1 Destillatie We hebben het bij de zuivering van water al over destillatie gehad: we laten een vloeibaar mengsel koken. De meest vluchtige stoffen verdampen eerst en die laten we condenseren door afkoeling. Daarvoor wordt vaak een dubbelwandige buis gebruikt waarin steeds vers aangevoerd koelwater in tegenstroom loopt, een zogenaamde liebigkoeler. Duid op de figuur de verschillende items aan: koelwater, bunsenbrander, statief, destillaat (zuiver), liebigkoeler, damp, kolf, kookvloeistof (mengsel) De restfractie die in de kookkolf achterblijft na de destillatie noemen we het residu. Destillaties worden veelvuldig gebruikt, onder meer in de alcoholindustrie, de petrochemie (raffinage van ruwe olie die gescheiden wordt in verschillende fracties), gedestilleerd water, Chemie 3 2u 7
3.3.2 Decantatie Decanteren is afgieten van een vloeistof waarin een vaste stof is bezonken. Werkwijze: meng een hoeveelheid water en zand, roer goed en wacht tot je het mengsel kan afgieten. Opstelling: Waarnemingen:... Besluit: niet opgeloste vaste stoffen kunnen van een vloeistof worden gescheiden door ze te laten bezinken en dan de vloeistof af te gieten. Dit noemen we decantatie. 3.3.3 Extractie Doel: extraheren van olie uit pinda s of chips met het extractiemiddel ether Materiaal: 2 horlogeglazen, 2 reageerbuizen, 3 pipetten, 5 cm³ pinda s of chips, diethylether Werkwijze: - verbrijzel de pindanoot of chips in stukjes en doe ze in een reageerbuis - voeg enkele ml ether toe - schud enkele seconden krachtig - laat de pindastukjes of chips bezinken en giet de ether af op een horlogeglas - blaas horizontaal over de ether tot die verdampt is Waarnemingen:... Besluit:... Doel: extraheren van de groene kleur uit gras met het extractiemiddel aceton Materiaal: 2 glazen schaaltjes, 2 reageerbuizen, 3 pipetten, 5 cm³ gras, aceton Werkwijze: - versnipper wat gras en doe het in een reageerbuis - voeg enkele ml aceton toe - schud enkele seconden krachtig - giet de aceton door een zeefje af op een horlogeglas - blaas horizontaal over de aceton tot die verdampt is Waarnemingen:... Besluit:... Chemie 3 2u 8
Doel: extraheren van de rode kleur uit rode biet met het extractiemiddel ethanol Materiaal: 2 glazen schaaltjes, 2 reageerbuizen, 3 pipetten, 5 cm³ gras, ethanol Werkwijze: - plet een beetje rode biet en doe het in een reageerbuis - voeg enkele ml ethanol toe - schud enkele seconden krachtig - giet de ethanol door een zeefje af op een horlogeglas Waarnemingen:... Besluit:... Extractie wordt veel gebruikt. Het zetten van koffie en thee, of het maken van parfum is bijvoorbeeld op het principe van extractie gebaseerd. 3.3.4 Adsorptie Sommige stoffen, zoals actieve kool hebben een speciale poreuze structuur. Daardoor zijn ze in staat om andere stoffen in hun poriën vast te houden. Deze methode wordt gebruikt voor het zuiveren van water in aquariumfilters of drinkwaterfilters, voor medische toepassingen (ingeslikte gifstoffen) of geurvreters voor schoenen. Doel: Met actieve kool inkt uit een waterige oplossing adsorberen. Materiaal: actieve kool, water, inkt, erlenmeyer Werkwijze: Doe in een erlenmeyer een beetje water en enkele druppels inkt. Voeg een lepeltje actieve kool toe, roer langzaam om en laat het mengsel even rusten voor het af te filteren of te decanteren. Waarnemingen:... Besluit:... Doel: Met actieve kool stoffen uit cola adsorberen. Materiaal: maatbeker, actieve kool, cola Werkwijze:... Waarnemingen:... Besluit:... Chemie 3 2u 9
3.3.5 Scheitrechter Doel: scheiden van olie en water Materiaal: olie, water, scheidtrechter Opstelling: Werkwijze:... Waarneming: olie en water mengen niet, er vormen zich twee fasen: olie boven en water onderaan. Met een glazen scheitrechter kan men het kraantje dichtdraaien aan het scheidingsoppervlak van de twee fasen. Besluit: een heterogeen mengsel van twee niet-mengbare vloeistoffen kan men scheiden met behulp van een scheidtrechter 3.3.6 Filtratie Het scheiden van een vaste stof en een vloeistof door decantatie geeft meestal geen totale scheiding omdat er ofwel vaste stof meekomt met de vloeistof tijdens het afgieten. Er moeten dus betere methodes bestaan. Doel: het scheiden van een mengsel van water en zand met een filter Materiaal: 2 erlenmeyers, trechter, filterpapier, water, zand Werkwijze:... Waarnemingen: het zand blijft achter in de filter en het water loopt door de poriën van de filter Besluit: door filtratie kan men onopgeloste vaste stoffen van een vloeistof scheiden De vaste stof die achterblijft in de filter noemen we: het residu De vloeistof die door de filter is gelopen noemen we: het filtraat 3.3.7 oefeningen a) Welke soorten mengsels kan men scheiden door decanteren en filtreren? b) Hoe kan men best een oplossing van alcohol en water scheiden? c) We hebben een oplossing van zout water en zand dat men in de 3 afzonderlijke componenten wil scheiden. Hoe kan men dan te werk gaan? d) Hoe kunnen we een mengsel van zand en zout scheiden? Chemie 3 2u 10
Hoofdstuk 4: Chemische reacties 4.1 Fysische en chemische verschijnselen Bij fysische stofveranderingen is...... Bij chemische stofomzettingen is dat niet steeds het geval: het proces is soms onomkeerbaar: er kunnen bijvoorbeeld nieuwe chemische stoffen ontstaan die niet onmiddellijk terug in de beginstoffen kunnen worden omgezet. 4.1.1 Oefening Zijn de volgende processen chemisch of fysisch: een ei bakken, van water ijsblokjes maken, olie en water mengen, een blad papier verbranden, kaarsvet smelten, vuurwerk afschieten, koffiebonen malen, olie opwarmen, ijzer laten roesten, een bruistablet oplossen, een batterij opladen, groen uit gras extraheren. 4.1.2 Mengsels en samengestelde stoffen Hoe kunnen we ijzer poeder identificeren?... We mengen ijzerpoeder en zwavelpoeder. Kunnen we deze twee stoffen weer scheiden? Zo ja, hoe? We verwarmen een deel van het ijzer-zwavelmengsel boven een vlam. Wat neem je waar?... Kunnen we het ijzer nog scheiden van het zwavel met een magneet?... Beide stoffen zijn niet meer te scheiden omdat ze niet fysiek zijn gemengd, maar chemisch aan elkaar zijn geboden. Er heeft een chemische reactie plaatsgevonden, waarbij zwavel en ijzer aan elkaar zijn gebonden als ijzersulfide, een nieuwe stof. Er zijn geen ijzer en geen zwavel meer als afzonderlijke stoffen. IJzersulfide is een samengestelde stof die bestaat uit ijzer en zwavel en dus geen mengsel dat in diverse componenten kan gescheiden worden. IJzer en zwavel zijn enkelvoudige stoffen. Een samengestelde stof maken vanaf enkelvoudige stoffen noemen we een synthese. 4.1.3 Samengestelde en enkelvoudige stoffen We doen een beetje kristalsuiker in een vuurvaste proefbuis en verwarmen deze stof boven een vlam. Waarnemingen:... Chemie 3 2u 11
De samengestelde stof suiker splitst chemisch in water en koolstof. We doen een hoeveelheid water met wat opgelost zout om de elektrische geleiding te verbeteren in een potje en dompelen twee grafietelektroden in het water en zetten elektrische stroom op de elektroden. Waarneming:... Water is een samengestelde stof die chemisch splitst in twee gassen: zuurstofgas en waterstofgas. Waterstofgas en zuurstofgas zijn enkelvoudige stoffen. In water is geen zuurstofgas en geen waterstofgas aanwezig, water is een zuivere stof, maar het zuurstofgas en waterstofgas zijn zuivere stoffen die ontstaan tijdens de chemische reactie die zich onder invloed van elektrische stroom in het water gebeurt. Een reactie waarbij een samengestelde stof gesplitst wordt in enkelvoudige stoffen noemen we een analyse. Deze analyse is ook een elektrolyse: een chemische reactie die gebeurt onder invloed van elektrische stroom. Suiker kan chemisch gesplitst worden in water en koolstof en water kan op zijn beurt weer verder chemisch gesplitst worden in zuurstofgas en waterstofgas. Formules van stoffen Chemici gebruiken formules om stoffen aan te duiden. Ken je de formule voor zuurstofgas?... Ken je formule van water?... Bij de elektrolyse van het water ontstond nog een tweede gas, waterstofgas, heb je een voorstel voor, de formule van waterstofgas?... De formule van glucose (suiker) is C 6 H 12 O 6. dat splitst in koolstof (C) en water (H 2 O). Koolstof, waterstofgas en zuurstofgas zijn enkelvoudige stoffen:... Water en glucose zijn samengestelde stoffen:... Elk symbool staat voor een element, dat is een atoomsoort. Er zijn 92 natuurlijke atoomsoorten die allemaal op het periodiek systeem van de elementen (PSE) zijn weergegeven. Meer daarover later. Chemie 3 2u 12
4.2 Wet van behoud van elementen 4.2.1 Oefeningen: gebruik elementformules voor de notatie van de antwoorden 1) Kijk na dat bij de elektrolyse van water de wet van behoud van elementen wordt gerespecteerd. 2) Kijk na dat de wet van behoud van elementen wordt gerespecteerd bij de ontleding van glucose. 3) Kijk na dat de wet van behoud van elementen wordt gerespecteerd bij de synthese van ijzersulfide. 4) Leg uit waarom de wet van behoud van elementen eigenlijk niet van toepassing is bij het destilleren van een mengsel van water en alcohol. 5) Stel met atomen de elektrolyse van water voor. 6) Stel met atomen het smelten van ijs en verdampen van water voor. 4.3 De elementen en atomen 4.3.1 Atomen Alle materie bestaat uit atomen. Lang dacht men dat dit de kleinste bouwstenen van de materie waren. Het woord atomen is afgeleid van het oud Griekse atomos, dat ondeelbaar betekent. Ondertussen weten we evenwel beter: atomen zijn zelf samengesteld uit nog kleinere deeltjes, maar ook daarover later meer. 4.3.2 Symbolen. De verschillende soorten atomen noemen we elementen. Ze worden elk voorgesteld door een symbool. H He Li B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Cr Fe Ni Cu Zn Br Ag I Ba Au Hg Pb U Chemie 3 2u 13
Het verschil tussen de atomen van verschillende elementen is hun massa. Eigenlijk zijn alle atomen opgebouwd uit dezelfde bestanddelen, het enige verschil is het aantal bouwsteentjes, waardoor hun massa verschilt. 4.3.3 Periodiek systeem Alle 92 elementen worden gerangschikt in het zogenaamde periodiek systeem van de elementen (PSE), of de tabel van Mendeljev. De elementen staan in de tabel gerangschikt volgens stijgende atoommassa. Waar vind je de massa van elk atoom op het periodiek systeem? De rijen (horizontaal) van het periodiek systeem noemen we periodes. De kolommen (verticaal) van het periodiek systeem noemen we groepen. In een groep zijn de elementen samengebracht met overeenkomstige chemische eigenschappen. Elk van de groepen wordt voorgesteld door een codenummer en heeft een benaming: Groep Ia:... Groep IIa:... Groep IIIa:... Groep IVa:... Groep Va:... Groep VIa:... Groep VIIa:... Groep VIIIa of groep 0:... Groepen Ib tot VIIIb:... 4.3.4 Oefening Duid op het periodiek systeem hierboven de elementen aan waarvan je weet dat het metalen zijn. Chemie 3 2u 14
4.4 Atoommodellen 4.4.1 Van de oude Grieken tot het kwantummodel Het woord atoom komt va, het Griekse woord atomos dat ondeelbaar betekent. Voor de Griekse geleerde Democritos die leefde in het jaar 400 voor onze tijdrekening waren het de kleinste en dus ondeelbare deeltjes van de materie. Begin 19 de eeuw ontdekte J. Dalton dat de atomen van verschillende elementen zich onderscheidden door hun verschillende massa. Honderd jaar later stelde J.J. Thompson vast dat er in de atomen ladingen moesten aanwezig zijn: hij veronderstelde dat ze bestonden uit een positief geladen materie met daarin negatieve bolletjes, een beetje zoals een krentenpudding. In 1911 deed E. Rutherford een experiment waarbij hij α-deeltjes op een flinterdun goudblaadje afschoot. Hij stelde vast dat het merendeel van de deeltjes ongehinderd door het goudblaadje ging en er slechts een kleine fractie afgebogen werd of teruggekaatst. Hieruit besloot hij dat atomen bestaan uit een zeer kleine positieve kern met daarrond een ijle elektronenmantel. Atomen zijn voor 99.9999999999999% lege ruimte En in 1913 stelde N. Bohr op basis van de kwantummechanica een model voor waarbij de elektronen zich in welbepaalde energieschillen om de kern bevinden: - 1 ste schil (K), maximum............. elektronen - 2 de schil (L), maximum............. elektronen - 3 de schil (M), maximum............. elektronen - 4 de schil (N), maximum............. elektronen Kortom, een elektronenconfiguratie met maximum............ elektronen op schil n, met een maximum van............ op de buitenste schil en............ op de voorlaatste schil. Chemie 3 2u 15
4.4.2 Samenstelling van atoomkernen In het periodiek systeem staan de elementen gerangschikt volgens de massa van de atomen. Atomen zijn neutraal. Voor elke negatieve lading van de elektronen in de mantel is er een positieve lading van een proton in de kern. Het aantal protonen dat gelijk is aan het aantal elektronen wordt weergegeven door het atoomgetal (Z). De massa van een atoom wordt weergegeven door de atoommassa (A). Oefeningen: Geef het atoomgetal, de atoommassa (afgerond naar het dichtstbijzijnde geheel getal) en de elektronenconfiguratie voor de volgende elementen: Element Atoomgetal Atoommassa Elemtronenconfiguratie Zwavel 16 32 2, 8, 6 Waterstof Helium Koolstof Zuurstof Argon Broom Uranium De massa van een proton bedraagt ongeveer 1,66.10-27 kg. De massa van een elektron is bijna 1800 keer kleiner en bijgevolg nagenoeg verwaarloosbaar in de massa van een atoom. Hoewel de kern dus zeer klein is bevat ze wel het grootste deel van de massa van een atoom. In het periodiek systeem zien we als atoommassa voor waterstof 1,0079 staan. Dat is de relatieve atoommassa die overeenkomt met de massa van één proton. Een heliumatoom heeft........... elektronen en dus ook........... protonen. De relatieve massa van een heliumatoom is evenwel............, dat is........... keer meer dan waterstof. Verklaring:........................................................................................................................................................................................................................................................ Dus: m proton m neutron 1,66.10-27 kg Chemie 3 2u 16
Oefeningen: Geef het atoomgetal, de relatieve atoommassa, het aantal protonen en het aantal neutronen voor de volgende elementen: Element Atoomgetal Atoommassa Protonen Neutronen Waterstof 1 1 1 0 Helium Koolstof Zuurstof Zwavel Argon Broom Uranium 4.5 Reactievergelijkingen De wet van Lavoisier stelt dat er bij een chemische reactie geen elementen bijkomen en geen elementen verdwijnen, dat ze alleen anders worden gerangschikt. Daarnaast is er ook de wet van behoud van massa die zegt dat er bij chemische reacties geen massa ontstaat en geen massa verloren gaat: de massa van alle uitgangsproducten (beginstoffen) samen is gelijk aan de massa van alle reactieproducten (eindstoffen) samen. Kortom: bij een chemische reactie ontstaan en verdwijnen geen atomen: alle atomen die er in de beginproducten waren zijn terug te vinden in de eindproducten. Voorbeeld: de elektrolyse van water: water splitst in zuurstofgas en waterstofgas: (H 2 O) (H 2 ) + (O 2 ) Omdat er twee atomen zuurstof zijn in dizuurstof (O 2 ) en elke watermolecule maar één zuurstofatoom bevat, zullen er twee moleculen water nodig zijn (2 H 2 O). Daardoor zijn er natuurlijk 4 atomen waterstofgas. Elke molecule waterstogas die ontstaat bestaat uit 2 atomen waterstof (H 2 ). Er zullen dus 2 moleculen waterstofgas ontstaan (2 H 2 ). We bekomen dus de volgende reactievergelijking: 2 H 2 O 2 H 2 + O 2 Merk op dat we aan de formules van de stoffen zelf niets kunnen veranderen: water is nu eenmaal H 2 O, waterstofgas H 2 en zuurstofgas O 2. Chemie 3 2u 17
Oefening: bij de reactie tussen ijzer (Fe) en zwavel (S) ontstaat ijzersulfide. We kunnen dit ook di-ijzertrioxide noemen (Fe 2 S 3 ). Vul de reactievergelijking aan door rekening te houden met het aantal van elk atoom:.. Fe +.. S.. Fe 2 S 3 4.5.1 Oefeningen: vul de reactievergelijkingen aan: a. Na 2 S Na + S b. PbO 4 Pb + O 2 c. HCl H 2 + Cl 2 d. H 2 O H 2 + O 2 e. C + O 2 CO f. S + O 2 SO 3 g. P + O 2 P 2 O 5 h. Mn + O 2 Mn 2 O 7 i. N 2 + H 2 NH 3 j. H 2 O 2 H 2 O + O 2 k. NO 3 N 2 + O 2 l. NH 3 + HCl NH 4 Cl 4.6 Moleculen 4.6.1 Moleculen Uit de formule van water kunnen we vaststellen dat een deeltje water bestaat uit twee atomen........... en één atoom...................... Zo n deeltje dat samengesteld is uit meerdere atomen die met elkaar verbonden zijn, noemen we een molecule. Een molecule is..... 4.6.2 Oefening Welke andere moleculen ken je al? Schrijf hun moleculeformule. Chemie 3 2u 18
4.6.3 Te kennen stoffen en moleculeformules Water H 2 O Zuurstofgas of dizuurstof O 2 Waterstofgas of diwaterstof H 2 Stikstofgas of distikstof N 2 Zuurstofgas of dizuurstof O 2 Ozon O 3 Koolstofmono-oxide CO Koolstofdioxide CO 2 Ammoniak NH 3 Stikstofdioxide NO 2 Stikstoftrioxide NO 3 Zwaveldioxide SO 2 Zwaveltrioxide SO 3 Methaan CH 4 Ethaan C 2 H 6 Metanol CH 3 OH Ethanol CH 3 CH 2 OH Koolstoftetrachloride CCl 4 Natriumchloride of keukenzout NaCl Waterstofchloride of zoutzuur HCl Waterstofbromide HBr Di-ijzertrisulfide Fe 2 S 3 Glucose C 6 H 12 O 6 Chloorgas of dichloor Cl 2 Merk op dat voor heel veel stoffen voorvoegsels worden gebruikt om het aantal moleculen aan te duiden: mono = 1 (wordt enkel gebruikt in specifieke gevallen: verwarring mogelijk of benadrukken) di = 2 tri = 3 tertra =4 En in heel veel stoffen krijgen de niet-metaalionen ide als uitgang bij hun latijnse naam: O = -oxide Cl = -chloride S = -sulfide Br = -bromide I = -jodide N = -azide Oefening: geef de naam van de volgende molecule door gebruik te maken van voorvoegsels om het aantal aan te duiden en de ide-uitgang voor het laatste element: - CaCl 2 : - AlBr 3 : - Al 2 O 3 : - Na 2 O : Chemie 3 2u 19