Eenheid INHOUDSOPGAWE Bladsy A KWANTITATIEWE CHEMIE 11 Eenheid 1 GEBALANSEERDE CHEMIESE VERGELYKINGS 11 1.1 Chemiese formules en poli-atomiese ione 11 Oefening 1 17 1.2 Gebalanseerde chemiese reaksievergelykings 19 Oefening 2 22 1.3 Interpretasie van reaksie-vergelykings 23 1.3.1 Wet van konstante samestelling 23 1.3.2 Wet van behoud van massa 24 1.3.3 Wet van volumeverhouding in gasreaksies 24 Eksperiment 1 25 Eksperiment 2 25 Oefening 3 27 Opsomming van Eenheid 1 29 Breinkaarte van Eenheid 1 30 Eenheid 2 KWANTITATIEWE ASPEKTE 31 2.1 Mol-konsep 32 2.1.1 Mol 32 2.1.2 Molêre massa 33 Oefening 4 34 2.1.3 Verwantskap tussen mol, massa en molêre massa 36 Oefening 5 37 2.2 Molêre gasvolume 39 2.2.1 Avogadro se wet 39 2.2.2 Molêre volume in gebalanseerde reaksievergelykings 40 Oefening 6 41 2.3 Konsentrasie van oplossings 42 2.3.1 Oplossings 42 2.3.2 Berekeninge 43 2.3.3 Standaardoplossing 45 Praktiese demonstrasie 45 2.3.4 Verdunning 46 Oefening 7 47 2.4 Stoïglometriese berekeninge 52 2.4.1 Berekeninge gebaseer op gebalanseerde vergelykings 52 2.4.2 Beperkte reaktanse 56 2.4.3 Massa neerslag gevorm tydens neerslagreaksie 59 2.4.4 Persentasie opbrengs 60 Eksperiment 3 61 2.4.5 Toepassings 65 Oefening 8 66 Opsomming van Eenheid 2 79 Breinkaarte van Eenheid 2 82 B CHEMIESE BINDINGS 83 Eenheid 1 INTRAMOLEKULÊRE BINDINGS 83
1.1 Chemiese bindings 83 1.2 Bindingsmodelle 84 1.2.1 Kovalente binding 84 1.2.2 Ioniese binding 84 1.2.3 Metaalbinding 85 1.3 Elektronegatiwiteit 85 Aktiwiteit 1 90 1.4 Reuse-kovalente strukture 91 1.5 Reuse-ioniese strukture 92 Oefening 9 92 Opsomming van Eenheid 1 96 Breinkaarte van Eenheid 1 98 Eenheid 2 INTERMOLEKULÊRE KRAGTE 99 2.1 Soorte intermolekulêre kragte 100 2.1.1 Ioon-dipoolkragte 101 2.1.2 Dipool-dipoolkragte 102 2.1.3 Geïnduseerde dipoolkragte (dispersie- of Londonkragte 103 2.1.4 Waterstofbindings 104 2.2 Verskil tussen intermolekulêre kragte en intramolekulêre bindings 105 Oefening 10 106 2.3 Kook- en smeltpunte 108 Eksperiment 4 108 Oefening 11 111 Opsomming van Eenheid 2 113 Breinkaarte van Eenheid 2 114 C ENERGIEVERANDERING EN TEMPO VAN REAKSIES 115 Eenheid 1 ENERGIEVERANDERING IN REAKSIES 115 1.1 Ekso- en endotermiese reaksies 115 1.2 Breking en vorming van bindings 117 1.3 Aktiveringsenergie 117 1.3.1 Geaktiveerde kompleks 118 1.3.2 Energieprofiel vir reaksies 119 1.3.3 Katalisators 119 Eksperiment 5 121 Oefening 12 122 Opsomming van Eenheid 1 131 Breinkaarte van Eenheid 1 133 Eenheid 2 TEMPO VAN REAKSIES 135 2.1 Wat is reaksietempo? 136 2.2 Wat is nodig om reaksies te laat plaasvind? 139 2.3 Faktore wat reaksietempo beïnvloed 140 2.3.1 Aard van reaktanse 140 2.3.2 Konsentrasie 140 Eksperiment 6 141 2.3.3 Toestand van verdeeldheid (reaksieoppervlakte) 144 Eksperiment 7 145 2.3.4 Temperatuur 147 Eksperiment 8 147
2.3.5 Katalisator 149 Eksperiment 9 150 Oefening 13 152 2.4 Maxwell-Boltzmann-verspreiding 159 2.4.1 Temperatuurverandering 160 2.4.2 Konsentrasie 160 2.4.3 Katalisator 161 Oefening 14 162 2.5 Eksperimentele bepaling van reaksietempo 167 2.5.1 Kleurverandering 167 2.5.2 Volume en massaveranderinge 167 2.5.3 Temperatuurveranderinge 168 2.5.4 Verandering in ph 168 2.5.5 Troebelheid 168 Eksperiment 10 168 Eksperiment 11 173 Eksperiment 12 175 Eksperiment 13 178 Oefening 15 180 Opsomming van Eenheid 2 185 Breinkaarte van Eenheid 2 187 D CHEMIESE EWEWIG 189 Eenheid 1 EWEWIG 189 1.1 Verskillende sisteme 189 1.2 Dinamiese ewewig 191 1.2.1 Fisiese veranderinge 191 1.2.2 Chemiese reaksies 192 1.3 Ewewigstoestande 195 1.4 Katalisator 195 1.5 Ewewigskonstante 195 Oefening 16 197 1.6 Berekeninge van ewewigskonsentrasies 202 Oefening 17 206 Opsomming van Eenheid 1 217 Breinkaarte van Eenheid 1 218 Eenheid 2 TOEPASSING VAN EWEWIGSBEGINSEL 219 2.1 Dinamiese chemiese ewewigsisteem 219 2.2 Le Chatelier se beginsel 220 2.3 Dinamiese chemiese ewewig in oplossings 223 Eksperiment 14 225 Eksperiment 15 228 Oefening 18 232 2.4 Ewewig- en reaksietempografieke 240 2.4.1 Ewewig in n geisoleerde sisteem 240 2.4.2 Reaktanse verander 240 2.4.3 Produkte verander 241 2.4.4 Temperatuur verander 242 2.4.5 Druk verander 243 2.4.6 Katalisator 245 Oefening 19 246
2.5 Industriële chemiese prosesse 254 2.5.1 Haberproses 254 2.5.2 Kontakproses 256 2.5.3 Ostwaldproses 258 Oefening 20 260 Opsomming van Eenheid 2 271 Breinkaarte van Eenheid 2 273 E SURE EN BASISSE 275 1 Eienskappe 276 1.1 Sure 276 1.2 Basisse 277 Aktiwiteit 2 278 2 Suur-basisteorieë 278 2.1 Arrhenius 278 2.2 Brønsted-Lowry 279 3 Mono- en poliprotiese sure 280 Oefening 21 281 4 Amfoliete 282 5 Sterk en swak sure en basisse 283 5.1 Sure 283 5.2 Basisse 284 6. Gekonsentreerde en verdunde sure en basisse 285 7 Ewewigskonstantes 285 7.1 K a -waardes 285 7.2 K b -waardes 286 7.3 Verwantskap tussen K a - en K b -waardes 286 8 Onderskeid tussen sterk en swak sure 287 8.1 ph 287 8.2 Geleidingsvermoë 288 8.3 Reaksietempo 288 Oefening 22 288 9 Water 291 9.1 Outoïonisasie 291 9.2 Ioonproduk, K w 292 9.3 ph-skaal 292 9.4 Indikators 295 Oefening 23 296 10 Reaksies van sure 301 10.1 Suur-metaalreaksies 301 10.2 Suur-metaaloksiedreaksies 301 10.3 Suur-metaalhidroksiedreaksies 301 10.4 Suur-metaalkarbonaatreaksies 302 11 Neutralisasie-reaksies 302 Eksperiment 16 303 Eksperiment 17 305 Eksperiment 18 308 Eksperiment 19 310 12 Hidrolise 312 Oefening 24 315
13 Titrasie 321 13.1 Wat is n titrasie? 321 13.2 Hoe word titrasie uitgevoer? 321 13.3 Berekeninge 322 Eksperiment 20 324 Eksperiment 21 327 Oefening 25 330 Opsomming van Eenheid 334 Breinkaarte van Eenheid 336 F ELEKTROCHEMIE 337 Eenheid 1 REDOKSREAKSIES 337 1.1 Oksidasie en reduksie 337 1.2 Halfreaksies 338 Eksperiment 22 343 Eksperiment 23 345 Oefening 26 347 Opsomming van Eenheid 1 354 Breinkaarte van Eenheid 1 355 Eenheid 2 ELEKTROCHEMIESE SELLE 357 2.1 Soorte elektrochemiese selle 358 2.1.1 Galvaniese of voltaïese selle 358 2.1.1.1 Soutbrug 360 2.1.1.2 Selnotasie 361 Oefening 27 362 2.1.2 Elektrolitiese selle 369 2.1.2.1 Elektrolise van n gesmelte ioniese stof 370 2.1.2.2 Elektrolise van n ioniese oplossing 370 Eksperiment 24 372 Oefening 28 374 2.1.2.3 Toepassings van elektrolise 380 Oefening 29 389 2.2 Standaard elektrode potensiale 398 2.2.1 Standaardtoestande 398 2.2.2 Standaardwaterstofelektrode 399 Eksperiment 25 401 2.2.3 Voorspelling van selpotensiaal 403 Oefening 30 404 2.2.4 Verhouding van stroom en potensiaalverskil tot tempo en ewewig 411 2.2.4.1 Stroom en reaksietempo 411 2.2.4.2 Potensiaalverskil en ewewig 412 Oefening 31 412 Opsomming van Eenheid 2 416 Breinkaarte van Eenheid 2 419 G ORGANIESE CHEMIE 423 Eenheid 1 ORGANIESE VERBINDINGS 423 1.1 Uniekheid van koolstof 424 1.2 Organiese molekulêre strukture 424 Eksperiment 26 430 1.3 Isomere 433
Oefening 32 434 1.4 IUPAC-benaming en -formules 439 1.4.1 Alkane 441 Oefening 33 442 1.4.2 Alkene 446 Oefening 34 448 1.4.3 Alkielhaliede (haloalkane) 452 Oefening 35 453 1.4.4 Alkohole 456 Oefening 36 458 1.4.5 Karboksielsure 459 1.4.6 Esters 460 Aktiwiteit 3 461 Oefening 37 461 Opsomming van Eenheid 1 464 Breinkaarte van Eenheid 1 468 Eenheid 2 STRUKTUURVERWANTSKAPPE EN FISIESE EIENSKAPPE 469 2.1 Kookpunte 472 2.2 Smeltpunte 476 2.3 Viskositeit 480 2.4 Oplosbaarheid 480 Oefening 38 481 Opsomming van Eenheid 2 489 Breinkaarte van Eenheid 2 491 Eenheid 3 ORGANIESE CHEMIESE REAKSIES 493 3.1 Verbranding 494 3.2 Bereiding van esters 495 Eksperiment 27 496 Oefening 39 499 3.3 Substitusie-reasies 504 3.3.1 Alkane na haloalkane 504 3.3.2 Haloalkane (alkielhaliede) na alkohole 505 3.4 Addisie-reaksies 506 3.4.1 Hidrohalogenering 506 3.4.2 Halogenering 507 3.4.3 Hidrasie 508 3.4.4 Hidrogenasie 509 3.4.5 Toepassing van addisie-reaksies 509 3.5 Eliminasie 510 3.5.1 Dehidrohalogenering 510 3.5.2 Dehidrering 512 3.5.3 Kraking 513 Oefening 40 514 Opsomming van Eenheid 3 525 Breinkaarte van Eenheid 3 528 Oefening 41 532 Inligtingsbladsye 548 Bronnelys 551