Samenvatting Scheikunde Hfst. 6 Chemie en sch Samenvatting door een scholier 2120 woorden 23 november 2010 4,5 9 keer beoordeeld Vak Scheikunde Natuurkunde hoofdstuk 6: Chemie en sch 6.1 Elementen Indelen stoffen: 1. mengsels 2. zuivere stoffen Mengels - Scheidingsmethoden om uit mengsels zuivere stoffen te halen: bezinken filtreren destilleren extraheren Zuivere stoffen, indeling: Elementen (niet-ontleedbare stoffen) o Metalen o Niet-metalen o Edelgassen Verbindingen (ontleedbare stoffen) o Zouten o Moleculaire stoffen Metalen - overeenkomsten Natuurkundige eigenschappen: Vaste stoffen (bij kamertemperatuur). Uitzondering is kwik Hoog smeltpunt Geleiden warmte en elektriciteit goed Glimmend oppervlak Kunnen breken zonder te vervormen Scheikundige eigenschappen: Vormen positieve ionen door 1 of meer elektronen af te staan. Daardoor reageren ze met niet-metalen. Metalen - verschillen van elkaar Pagina 1 van 7
Edele metalen goud, zilver, platina reageren niet met water en zuurstof Halfedele metalen koper en kwik reageren wel met zuurstof, maar niet met water Onedele metalen ijzer, nikkel, aluminium en andere reageren met zuurstof en heel traag met water Zeer onedele metalen natrium, kalium en andere reageren met water en zuurstof Metaalbinding Rooster: de deeltjes in een vaste meestal zijn gerangschikt volgens een bepaald patroon Ontstaan metaalbinding: 1. Elektronen raken los van atoomkern en bewegen vrij rond 2. De positieve metaalionen ontstaan en gaan om een vaste plaats heen trillen 3. Aantrekkingskracht tussen negatieve elektronen en positieve metaalionen houden het rooster in stand. 4. De vrije elektronen zorgen dat het metaal warmte en elektriciteit goed geleidt. Niet metalen: Geen goede geleiding warmte en elektriciteit Geen vrije elektronen 1. Halogenen (fluor, chloor, broom, jodium) a. Twee-atomige moleculen b. Halogenen vormen verbindingen met sommige metalen = zouten 2. Edelgassen (helium, neon, argon, krypton) a. Een-atomige moleculen b. Reageren niet of nauwelijks met andere elementen. Namen en symbolen van de elementen Chemisch symbool: eerste letter (soms twee) van de Latijnse naam van het element Voorbeeld: IJzer = Ferrum: Fe Bouw van een atoom Metalen reageren niet met andere metalen Niet-metalen reageren onderling wel. Atoom ( = neutraal deeltje): Kleine kern: positief geladen protonen en ongeladen neutronen Massa proton gelijk aan massa neutron Om de kern heen bewegen negatief geladen elektronen Massa elektron ca 2000 x kleiner dan massa proton Aantal elektronen om de kern is gelijk aan aantal protonen in de kern Grootte negatieve lading elektron = grootte positieve lading proton Atoomnummer = aantal protonen in de kern van een atoom Massagetal = aantal neutronen en protonen in de kern Elementen verschillen door aantal protonen in de kern (natuurkundige eigenschappen). Elektronen: Bepalen chemische eigenschappen van het element Belangrijk bij reacties tussen de elementen. Periodiek systeem (Mendelejev) Het atoomnummer van het element is bepalen voor de plaats in het periodiek systeem. Pagina 2 van 7
Alle elementen met vergelijkbare chemische eigenschappen zitten in dezelfde groep. Schillenmodel (Bohr) Lagen rondom de atoomkern = schillen o Eerste schil (K): maximaal 2 elektronen o Tweede schil (L): maximaal 8 elektronen o Derde schil (M): maximaal 18 elektronen Zeer onedele metalen elektronenverdeling: Heftige reactie met water 1 elektron in buitenste schil Uitzondering waterstof (H) in groep 1, maar hoort niet bij niet-metalen Halogenen (niet-metaal) elektronenverdeling Twee-atomige molecule Reageren heel goed met metalen (er ontstaan dan zouten) 7 elektronen in de buitenste schil Edelgassen elektronenverdeling Reageren niet of nauwelijks met metalen of niet-metalen, ook niet met andere edelgassen (alleen bij extreme omstandigheden verbinding met halogeen) 8 elektronen in de buitenste schil (uitzondering: helium, buitenste schil 2 elektronen) Edelgasconfiguratie = 8 elektronen in de buitenste schil NB: bij afstaan van elektronen of gemeenschappelijk gebruiken van elektronen, kunnen andere atomen ook edelgasconfiguratie krijgen. Uitzonderingen: Lithium: atoomnummer 3. K-schil 2 elektronen, L-schil 1 elektron. Indien dat ene elektron afgestaan wordt dan toch een edelgasconfiguratie = elektronenverdeling van edelgas Helium. Valentie Periodiek systeem: groepsnummer = aantal elektronen in buitenste schil Valentie = het aantal elektronen dat een element moet afstaan of opnemen om een edelgasconfiguratie te krijgen. Valentie van een metaal is positief (omdat metalen elektronen afstaan) Valentie van een niet-metaal is negatief (omdat ze elektronen opnemen) 6.2 Verbindingen en binding Verbindingen: 1. zouten 2. moleculaire stoffen Ontleding (van verbindingen): 1. warmte (thermolyse) 2. elektrische energie (elektrolyse) 3. licht (fotolyse) Zouten en moleculaire stoffen onderscheiden zich door: Het soort deeltjes waaruit de beide verbindingen bestaan Door de manier waarop de deeltjes aan elkaar vastzitten: de binding in de stof. Pagina 3 van 7
Zouten ionbinding: Positief geladen metaalionen en negatief geladen niet-metaalionen Ionbinding = negatieve en positieve ionen worden bij elkaar gehouden door elektrische krachten Voorbeeld: keukenzout natriuumatoom staat elektronen af en chloor neemt elektronen op. De elektrische aantrekkingskracht maakt de verbinding. Voorbeelden zouten: gips, kalk, zeep en allerlei kunstmeststoffen Moleculaire stoffen atoombinding: Bestaan uit verschillende soorten niet-metaalatomen Atoombinding = elektronen van verschillende atoomsoorten houden elkaar samen. Voorbeelden: water, methaan, ammoniak, koolstofdioxide en stikstofdioxide Voorbeeld: waterstofchloride Waterstof neemt 1 elektron op en Chloor neemt 1 elektron op. Waterstof krijgt dan een edelstofconfiguratie met 2 elektronen in de buitenste schil, Chloor 8 elektronen in de buitenste schil. Ze werken samen om beide een edelgasconfiguratie te krijgen. ( = gemeenschappelijk elektronenpaar) 6.3 Taal van chemie Formules Molecuulformule = uit welke atomen de moleculen van een stof bestaan en hoeveel atomen van elk soort er per molecuul zijn. Voorbeeld: H2O 2 atomen waterstof en een atoom zuurstof Fasen: s (vast) l (vloeibaar) g (gasvormig) Formules van zouten Zie boek blz. 192 voor uitleg twee voorbeelden. Ionen van zouten zijn in de vaste fase gerangschikt in een regelmatig patroon: ionrooster. Zouten hebben vaak een hoog smeltpunt. In gesmolten toestand of in oplossing kunnen ze elektriciteit geleiden (omdat in de vloeibare fase de ionen door elkaar heen bewegen). Formules van moleculaire stoffen Bestaan uit moleculen Atoombinding, door gemeenschappelijke elektronenparen (van der Waalskrachten) Formules kun je afleiden uit de chemische naam van de stoffen Voorbeeld: H2O di-waterstof-mono-oxide o Mono (1) o Di (2) o Tri (3) o Tetra (4) o Penta (5) 6.4 Taal van chemie Reactieschema: beginstof reactieproducten Voorbeeld kommaformule: Magnesium + zuurstof magnesiumoxide Mg(s) + O(g) Mg,O(s) Pagina 4 van 7
Totale massa reactieproduct = totale massa beginstof (er verdwijnen geen en er komen dus ook geen atomen tijdens de reactie) Reactievergelijking Reactievergelijking = het aanpassen van de kommaformule door: 1. Vervangen van kommaformule door molecuulformule 2. Controleer of er geen atomen van elke soort verdwijnen of bijkomen. Zorg er voor dat het aantal atomen van elke atoomsoort voor en na de reactie gelijk is (= maak de reactie kloppend). Voorbeeld: Mg(s) + O(g) Mg,O(s) 1. Mg(s) + O2 (g) Mg,O(s) 2. Mg(s) + O2 (g) 2Mg,O(s) 3. 2Mg(s) + O2 (g) 2Mg,O(s) 6.5 Rekenen aan reacties Protonen of neutronen = nucleonen (kerndeeltjes) Massa proton of neutron is gelijk: 1,7 x 10-27 kg (Massa neutron heel klein, daarom hoef je deze bij een berekening niet mee te nemen). Massagetal = aantal kerndeeltjes Atoommassa = massagetal x massa van 1 kerndeeltje Vb: uraniumatoom heeft 92 protonen en 146 neutronen in de kern. Het massagetal van uranium is dus 238, de atoommassa is dan 238 x 1,7 x 10-25 kg. Molecuulmassa = totale aantal kerndeeltjes van de atoom in het molecuul. Dan vermenigvuldigen met 1,7 x 10-27 kg. Atomaire massa eenheid = u 1 u = 1,7 x 10-27 vb: massa van een molecuul H2O is 18 Gemiddelde atoommassa: dit gebruik je omdat sommige atomen meer of minder neutronen hebben. Vb: Chloor heeft 3 keer zo veel atomen met 18 neutronen als atomen met 20 neutronen. Rekenen aan reacties Totale massa beginproduct = totale massa reactieproduct Reactievergelijking: massaverhouding beginstoffen tot de reactieproducten Reactievergelijkingen: 1. stel de (kloppende) reactievergelijking op 2. schrijf onder de formules van de stoffen de massaverhouding 3. reken de gevraagde massa uit zie voorbeeld pagina 201 onderaan. 6.6 zuur en basisch Zure stoffen, bv: keuken: natuurazijn lichaam: zoutzuur & verschillende aminozuren (bestanddelen van eiwitten) voedingsmiddelen: melkzuur in zuurkool en citroenzuur in citroenen Basische stoffen, bv: in schoonmaakmiddelen: gootsteenontstopper, verschillende zepen, etc Pagina 5 van 7
concentratie van een stof = de hoeveelheid stof (in gram) die opgelost is in 1 liter water Zure stoffen kunnen positieve waterstofionen afstaan (vb. de moleculen reageren met het water als ze daarin opgelost worden) Zuurgraad (ph): sterkte van een zuur geeft aan hoeveel waterstofionen in de oplossing aanwezig zijn Hoe groter het aantal waterstofionen, des te zuurder de oplossing, des te kleiner de ph. Hoe meer waterstofionen in de oplossing, des te kleiner de ph ph van zuiver water = 7 (= neutrale ph waarde) zure stoffen: ph kleiner dan 7 aantal waterstofionen in een zure oplossing is groter dan in zuiver water Indicatoren: kun je gebruiken om de sterkte van het zuur te onderzoeken Vb: lakmoes rodekoolsap broomthymolblauw (BTB) Basische stoffen Base: kan de werking & smaak van een zuur neutraliseren een stof die waterstofionen kan binden kunnen met waterstofionen reageren vb: natronloog, zepen, ammonia, etc Neutralisatiereactie / zuur-basereactie vaak negatieve OH1-: 1 waterstofdeeltje en 1 zuurstofdeeltje zure en basische oplossing bij elkaar voegen: waterstofionen van het zuur reageren met de OH-ionen van de base. Bij deze reactie ontstaat water: H1+ + OH1- H2O (l) ph van basen altijd groter dan 7 (= aantal waterstofionen in een base is altijd kleiner dan in zuiver water) 6.7 sch 1. schoonmaakmiddelen 2. onderhoudsmiddelen: beschermen tegen het vuil 3. gecombineerde middelen: sch en onderhouden Sch, altijd 3 vragen: 1. wat voor vuil moet je verwijderen? 2. welk schoonmaakmiddel gebruik je? 3. wat is d ondergrond waarop het vuil zit? Soorten vuil (tabel pagina 207 leren) Vast vuil: makkelijk verwijderen Vuil in water oplossen Vet, niet oplosbaar in water: schoonmaakmiddel gebruiken. Zeepmoleculen omringen het vet en zorgen ervoor dat het vet als bolletjes verspreid in water kan zweven. Vet lost niet op! Pagina 6 van 7
Vuile kleding: wasmiddel Sommige vlekken: vlekoplosmiddel Kalkaanslag of vetaanslag: schuurmiddel Niet oplosbare stoffen omzetten in oplosbare stoffen: zure en basische reinigingsmiddelen Ontsmettingsmiddelen: reinigen van een wond, vb jodiumtinctuur Onderhoudsmiddel: bijvoorbeeld wasverzachter Biologisch reinigen: gebruik je levende organismen om vuil af te breken, bv. water heeft zelfreinigend vermogen. Natuurkundig reinigen: geen veranderingen van de stoffen die het vuil vormen, bv. borstelen Scheikundig reinigen: vuil reageert met een stof uit een reinigingsmiddel en zet t om in een nieuwe stof. Enzymen: stoffen uit levende organismen Pagina 7 van 7