Scheikundige begrippen Door: Ruby Vreedenburgh, Jesse Bosman, Colana van Klink en Fleur Jansen Scheikunde begrippen 1
Chemische reactie Ruby Vreedenburgh Overal om ons heen vinden er chemische reacties plaats. Dit heb je bijvoorbeeld bij het koken, verbranden, verzuren, fotosynthese, ademhaling, het starten van een motor, rotten van voedsel en nog veel meer. Tijdens een chemische reactie gaan atomen of moleculen chemische bindingen aan en/of worden er chemische verbindingen verbroken. De beginproducten van een reactie worden reagentia genoemd, en de eindproducten worden reactieproducten genoemd. Er zijn Voorbeeld van een chemische reactie. verschillende soorten chemische reacties. Zo zijn er reacties waarbij energie vrijkomt. Dat noemen ze exotherm. Er zijn ook reacties waar energie voor nodig is. Dat noemen ze endotherm. Ontledingsreactie Ruby Vreedenburgh Een ontledingsreactie is een chemische reactie waarbij een chemische verbinding wordt afgebroken. Het omgekeerde van een ontledingsreactie is een combinatiereactie. Bij elke chemische reactie worden de reactianten (beginstoffen) afgebroken en producten (eindstoffen) gevormd. Daarom wordt het begrip ontledingsreactie meestal gebruikt voor reacties waarbij een enkele reactant meerdere producten vormt. Voorbeeld van een ontledingsreactie. Reactiesnelheid Ruby Vreedenburgh De reactiesnelheid van een bepaalde stof geeft aan hoeveel van een stof verdwijnt of ontstaat in een bepaalde tijd. Zoals ik bij de chemische reactie al had vertelt zijn er verschillende chemische reacties. Al deze reacties hebben verschillende snelheden. De reactiesnelheid wordt gegeven in mol per L/s. Dus de hoeveelheid stof (in mol), die per Liter in 1 seconde ontstaat of verdwijnt. Je ziet de verschillen in de snelheid van een reactie bijvoorbeeld bij het roesten van ijzer. Dit gaat zeer langzaam en kan jaren duren. Ook de fermentatie, wat een gistingsproces is, van suiker tot alcohol duurt lang. maar Scheikunde begrippen 2
je kunt wel zien dat er bubbels van koolstofdioxide ontstaan. Verbrandingsreacties met lucht of zuurstof, zijn snelle reacties. Explosieve reacties zou je kunnen omschrijven als supersnel. De reactiesnelheid hangt af van een aantal factoren. De factoren heb ik hieronder neergezet. Factoren die van invloed zijn op de reactiesnelheid: De temperatuur: meestal geldt, dat bij een verhoging van het mengsel met 10 C, de reactie 2-3 keer zo snel verloopt. De concentratie van de stoffen: hoe groter de concentratie van (een van) de stoffen is, des te sneller zal de reactie verlopen. Dit principe wordt bij 'het botsende-deeltjes model' verder uitgelegd. De verdelingsgraad: Hoe groter het oppervlak van de stof is, des te meer ruimte is er om te reacties aan te gaan, en de stof zal dus een hogere reactiesnelheid krijgen. De katalysator: een katalysator is een stof die ervoor kan zorgen dat een stof sneller reageert, zonder dat de stof zelf verbruikt wordt. De katalysator verlaagt de activeringsenergie (de energie die nodig is om de reactie te laten verlopen). Katalysator Colana van Klink Deze stof kan de snelheid bepalen van een chemische reactie. Soms zorgt de katalysator er ook voor dat de reactie langzamer wordt. Dan is het een negatieve katalytische werking. Deze stof zal niet verbruikt worden tijdens de chemische reactie. De stof wordt dus wel gebruikt maar zal niet opraken tijdens de chemische reactie. Aan het einde is dus nog evenveel toegevoegde katalysator over. Dit is een hulpstof voor de chemische reacties. Je hoeft maar een klein beetje katalysator te gebruiken omdat de katalysator altijd door zal blijven gaan met zijn reactie. Biokatalysatoren en enzym Colana van Klink Biokatalysatoren zijn een specifieke chemische reactie of ander biologische verbindingen Die een chemische oorlog voeren en dit zorgt ervoor dat de afbraak van die stoffen versnellen. Een enzym is eigenlijk een eiwit. Deze eiwit zorgt dat een bepaalde reactie in of buiten de cel kan katalyseren (de reactie versnelt dan maar de stof raakt niet op). De enzymen bevinden zich in voedsel als het niet verhit is geweest. Dit moet dan wel langdurig verhit zijn. Ook worden ze in cellen van organismen zelf gemaakt. Een organismen is bijvoorbeeld een dier, een plant, schimmels en micro-organismen. Er zijn soms vitaminen nodig voor de opbouw van een enzym. Na de reactie is et zo dat de enzym weer terug gaat naar zijn oorspronkelijke toestand. Zo kan het weer 3
een nieuwe reactie versnellen. Het enzym klemt zich dan op een plaats op het substraat. Het deel dat omklemd is wordt dan los gemaakt van een groter geheel. Hierna komt de enzym ook weer vrij. Nu kan de enzym weer verder gaan met de volgende molecuul. Zo worden dan alle voedingsstoffen verwerkt. Zuurgraad (ph) Colana van Klink De p staat voor het Duitse Potenzen de H staat voor waterstofion. Ph is een maat voor de zuurgraad. Dit is van een waterige oplossing. De normale ph is rond de 7. Maar dit is wel zo bij de kamertemperatuur. De zure oplossingen hebben ph lager dan 7 rn basische oplossingen hebben een ph hoger dan 7. Dit is geïntroduceerd in 1909 dit werd gedaan door schoren sorensen. De formule is de mact van de concentratie aan waterstofionen. Je kunt de Ph ook meten met papier (lakmoespapier of indicatorpapier) Je hebt rood lakmoes papier, blauw lakmoespapier en universeel indicator papier de kleur hiervan is geel/oranje. Je kan de zuurgraad aantonen met een proefje. Dit proefje kun je doen met huishoudazijn, zoutzuur, water, soda oplossing, zeepsop en natronloog. Als je de papier soorten in het reageerbuisje doet met de bepaalde stof dan kan de kleur veranderen. De kleur die het aangeeft is dan de zuurgraad. Bijvoorbeeld zeepsop kun je gebruiken. Met rood lakmoespapier kreeg je een zuurgraad van ph 9 en de kleur was een beetje paars. Met blauw lakmoespapier kreeg je een ph van 11 en de kleur was donker blauw. Met universeel indicator papier kreeg je een ph van 9 en de kleur was groen. De kleur met rode koolsap werd een ph van ongeveer 10 en de kleur was licht groen. Hoe kun je de biokatalysator verkleinen dat is de vraag die je tegen kunt komen. De biokatalysator is eigenlijk een thermostaat. We nemen als voorbeeld griep. Als je ziek bent dan wordt de activiteit van de biokatalysator verkleint. Het komt door de temperatuur. Molecuul Jesse Bosman Stoffen bestaan uit hele kleine deeltjes genaamd moleculen, een molecuul op zijn beurt is opgebouwd uit atomen. Als een stof een zuivere stof is bestaat hi uit 1 soort moleculen. Als de stof een mengsel is bestaat hij uit 2 of meerdere moleculen Atoom Jesse Bosman Moleculen zijn opgebouwd uit nog kleinere deeltjes, namelijk atomen. Dit is bedacht door Dalton rond 1805. Er zijn ongeveer 110 verschillende soorten 4
atomen. 2 of meer atomen samen vormen een molecuul. De atomen worden afgebeeld als een bolletje. Botsende deeltjes model Jesse Bosman Als 2 stoffen met elkaar reageren moeten de moleculen van die stoffen bij elkaar komen. Dit word ook wel botsen genoemd. niet elke botsing lijdt tot een reactie. een voorbeeld hiervan is bijvoorbeeld stikstof en zuurstof in de lucht. ook al botsen zuurstof en stikstof de hele tijd, er ontstaat geen reactie. Je kunt deeltjes sneller laten botsen door een aantal factoren waaronder de temperatuur verhogen. Reagens Fleur Jansen Als je in de scheikunde stoffen wilt aantonen, doe je dat door middel van een aantoningsreactie met behulp van een reagens. Een reagens is een stof die zichtbaar van kleur veranderd in aanwezigheid van de stof die je wilt aantonen. Op het plaatje zie je ook dat de inhoud van dit flesje van kleur veranderd. Als je een reagens gebruikt dan veranderd hij in een kleur. Het maakt hier niet uit hoeveel je er in doet. Het gaat om de kleur. Ze moeten ook aan 2 eisen voldoen: 1) Het moet selectief zijn, dat wilt zeggen dat het alleen verandert als de stof die je wilt aantonen er ook echt is. 2) Het moet gevoelig zijn. Het moet al veranderen als er maar een heel klein beetje van de stof aanwezig is. Voorbeeld 1: Witkopersulfaat is een reagens op water. Als het in contact komt met water dan krijgt het een blauwe kleur. Voorbeeld 2: Kalkwater is een reagens op koolstofdioxide. Het is een heldere kleurloze vloeistof. Als koolstofdioxide wordt opgelost in kalkwater dan ontstaat er een witte kleur. Indicator Fleur Jansen Reagens lijkt op een indicator, alleen bij een indicator gaat het er om hoeveel je er van iets in doet. Hoe meer oplossing hoe donkerder de kleur. Indicator is een stof die in een zure oplossing een andere kleur heeft dan in een basische oplossing. Een voorbeeld is Jodium. Als jodium in aanraking komt met zetmeel dan zal de oplossing donkerpaars verkleuren. 5
De stof die het verkleuren van een andere stof veroorzaakt noem je de indicator. Bij het vorige voorbeeld was Jodium de indicator. Want jodium zorgde voor de verandering. Links op het plaatje zie je speeksel met jodium. Hierdoor kan je zien waar er zetmeel bevindt. Het donker paarse is dus het zetmeel. Ze komen op veel manieren voor in de scheikunde, maar ze hebben altijd het doel om de aan- of afwezigheid van een bepaalde stof aan te tonen. Zoals in dit geval het zetmeel. Je kan ook nog andere dingen aantonen zoals: water, jood en koolstofdioxide. Dit kan je ook doen doormiddel van stoffen te mengen. Scheikunde begrippen 6
Bronnen Boeken Chemie overal VWO 3 blz. 20, 21, 91, 95, 108 NaSk 2 Pulsar blz. 183 Internet v http://nl.wikipedia.org/wiki/indicator_(scheikunde) v http://www.encyclo.nl/begrip/fermentatie v http://cmascience.nl/lesmateriaal/coach6/ictforist/cr/ictforist_chemische_reacties.pdf v http://www.encyclo.nl/begrip/katalysator v http://nl.wikipedia.org/wiki/katalysator v http://t2.gstatic.com/images?q=tbn:and9gcscmyhupcxg1ypdk3afzb0sl1yzquj5v9acfdcptoxbomc0iz2biokatalysator/enzym v http://www.encyclo.nl/begrip/biokatalysatoren v http://nl.wikipedia.org/wiki/enzym v http://glastuinbouw.agriholland.nl/plantsensoren_basis/images/zuurgra ad.jpg v http://nl.wikipedia.org/wiki/ph v http://nl.wikipedia.org/wiki/chemische_reactie v http://wetenschap.infonu.nl/scheikunde/42565-chemischereacties.html v http://nl.wikipedia.org/wiki/ontledingsreactie 7