Science - Wikiwijs Maken

Reactievergelijkingen
Chemische Reactie
• Beginstof
• Reactieproduct
Reactievergelijking
• Beginstof  reactieproduct
• Beginstof + beginstof  reactieproduct
• Beginstofreactieproduct + reactieproduct
In woorden
• Bij de verbranding van suiker in zuivere
zuurstof komen alleen water en
koolstofoxide gas vrij.
• Hoe zou je dit opschrijven?
Nog een paar...
• Bij de ontleding van koperjodide poeder
komt jood en koper vrij.
• Voor de vorming van vast ijzersulfide moet
je zwavel en ijzer in een mortier goed
mengen.
Fasen
• Stoffen kunnen uit verschillende fasen
bestaan:
– Vast (s)
– Vloeibaar (l)
– Gas (g)
– Opgelost in water (aq)
Nu met molecuulformules
• Bij de vorming van ijzersulfide heb je
telkens 1 atoom ijzer (Fe) en 1 atoom
zwavel (S) nodig
• Fe (s) + S (s)  FeS (s)
Regels!
• Voor de pijl moeten even veel atomen per
stof aanwezig zijn als na de pijl!!!
• Tijdens een chemische reactie verdwijnen
of ontstaan geen atomen.
• De atomen worden alleen anders
gerangschikt
Reactievergelijkingen
Beginstoffen
reactie
reactieproducten
• CH4 + 2 O2  CO2 + 2 H2O
Voorbeeld
• Bij de reactie van natrium met zwavel
ontstaat natriumsulfide (Na2S)
• Na (s) + S (s)  Na2S (s)
• Niet kloppend!!!
Kloppend maken
Na (s) + S (s)  Na2S (s)
voor de pijl
Na = 1
S=1
na de pijl
Na = 2
S=1
2 Na (s) + S (s)  Na2S (s)
Het getal 2 wordt coëfficient genoemd
Nu zelf
• Water ontleedt in waterstof (gas) en
zuurstof (gas)
Vraag
• P2O5  P + O2
• 2 P2O5  4 P + 5 O2
• H2O2  H2O + O2
• 2 H 2O 2  2 H 2O + O 2
• AgCl  Ag + Cl2
• 2 AgCl  2 Ag + Cl2
Nu iets moeilijker
• Bij de ontleding van koperjodide poeder
komt jood en koper vrij.
• 2 CuI (s)  I2 (l) + 2 Cu (s)
• Bij de verbranding van suiker in zuivere
zuurstof komen alleen water en
koolstofoxide gas vrij.
• C6H12O6 (s) + 3 O2 (g)  6 CO (g) + 6 H2O (l)
Valenties van metalen
Metaal
valentie
Na, K, Ag
(1) +
Mg, Ba, Ca, Zn, Ni
2+
Al, Cr, Au
3+
Fe
2+ en 3+
Cu, Hg
1+ en 2+
Pb, Sn
2+ en 4+
Uitzondering:
Waterstof (enige niet metaal) positieve valentie: H+
Valenties niet metalen
Niet-metaal
Valentie
F, Cl, Br, I
(1) -
O, S
2-
N, P
3-
Kruisregel
• Valentie van het ene ion wordt index van
het andere ion en omgekeerd!
• VB:
– A3+: valentie ion A = 3+, dus index B = 3
– B2-: valentie ion B = 2+, dus index A= 2
– Formule is dan: A2B3
• Wanneer je formule kan vereenvoudigen
moet je dat doen!!
– A2B2  AB
Verbrandingsreacties
• Verbranding is een reactie met zuurstof
– Als er voldoende zuurstof aanwezig is
spreken we van volledige verbranding
– Is er te weinig zuurstof, dan spreken we van
onvolledige verbranding
Volledige verbranding
• Bij volledige verbranding van verbindingen
met koolstof (C) komt koolstofdioxide
(CO2) vrij.
• Bij volledige verbranding van verbindingen
met waterstof (H) komt water (H2O) vrij.
• Bij volledige verbranding van verbindingen
met zwavel (S) komt zwaveldioxide
(SO2) vrij.
Voorbeelden
• 2C2H6 + 7O2  4CO2 + 6H2O
• CS2 + 3O2  CO2 + 2SO2
• 2H2S + 3O2  2SO2 + 2H2O
Onvolledige verbranding
• Bij onvolledige verbranding van
koolwaterstoffen komt vrij:
– koolstof (C of roet)
– Koolstofmono-oxide
– allerlei andere verbindingen zoals CxHy.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
De verbranding van suiker.
De ontleding van koper(I)jodide.
Het vormen van vast ijzer(II)sulfide.
Verbranding van methaan.
Bij de reactie van natrium met zwavel ontstaat
natriumsulfide.
De ontleding van water.
De verbranding van Magnesiumsulfide.
De vorming van koper(II)chloride.
De ontleding van aluminiumsulfide.
De vorming van Ijzer(III)oxide.
Scheikunde
Kelly van Helden
Planning
•
•
•
•
Huiswerk bespreken
Reactievergelijkingen zelf opstellen
Hoofdstuk 4 moleculaire stoffen
Huiswerk maken
Huiswerk
34.Index is het getal wat de hoeveelheid
atomen in een molecuul aangeeft en de
coëfficiënt is het getal dat de hoeveelheid
moleculen aan geeft.
35. Een reactievergelijking is een verkorte
weergave van een reactie in formules.
37. a. hierbij komt altijd zuurstof voor de pijl
b. is een beginstof en meerdere
reactieproducten
38. Alleen de coëfficiënt
Opdracht 39 en 40 samen!
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
De verbranding van suiker.
De ontleding van koper(I)jodide.
Het vormen van vast ijzer(II)sulfide.
Verbranding van methaan.
Bij de reactie van natrium met zwavel ontstaat
natriumsulfide.
De ontleding van water.
De verbranding van Magnesiumsulfide.
De vorming van koper(II)chloride.
De ontleding van aluminiumsulfide.
De vorming van Ijzer(III)oxide.
Herhaling
• Er zijn 3 verschillende groepen stoffen
– Metalen
– Zouten
– Moleculaire stoffen
Hoofdstuk 4 Moleculaire stoffen
Wie zou dit drinken?
4.1 Water, een bijzondere stof
• Film:
http://www.youtube.com/watch?feature=play
er_embedded&v=ivu4nlvD_90
Vanderwaalskrachten
• Aantrekkingskrachten tussen moleculen
• Cohesie: aantrekkingskrachten tussen
dezelfde moleculen
• Adhesie: aantrekkingskrachten tussen
verschillende moleculen
Vanderwaalskrachten
Bij welke stof is de vanderwaalskracht het
grootst?
a.Alcohol
b.Suiker
c.Koolstofdioxide
Bij welke stof het kleinst?
Zelf aan de slag
• Opdracht 1 a t/m e (blz 105)
• Opdracht 1 h (blz 105)
• Opdracht 2, 4, 6 a t/m d, 8, 9
Extra informatie voor de opdrachten:
273 K = 0 ⁰C
Hoofdstuk 4
Hydrofiel/hydrofoob
• Hydro = water
• Fiel = houden van
• Foob = vrezen
• Hydrofiel = houdt van water
– Lost dus makkelijk op in water (zout)
• Hydrofoob = Houdt niet van water
– Lost dus niet makkelijk op in water (Olie)
pH
• Maat voor aantal H+-ionen wat in een
oplossing aanwezig is
• pH van 1 tot 14
– 1 = zuur
– 7 = neutraal
– 14 = basisch (tegenovergestelde van zuur)
Geleidbaarheid
• Mate waarin een waterige oplossing
stroom geleid
• Hoeveelheid H+ deeltjes (dus zuur)
• Hoeveelheid zouten
• In μS/cm (microSiemens per centimeter)
Hardheid
• De hoeveelheid kalk opgelost in water
– In hard water veel kalk opgelost
– In zacht water weinig kalk opgelost
• Bij verhitten slaat kalk neer
• In graden Duitse hardheid
– (°dH)
4.3 waterstofbruggen
• -OH of –NH groepen
• Waterstofbruggen zijn sterker dan
vanderwaalsbindingen
• Hoe meer –OH en/of –NH groepen hoe
meer waterstofbruggen en hoe hoger het
kookpunt
Stoffen die je moet kennen!!!
•
•
•
•
•
•
Koolstofdioxide CO2
Koolstofmonoxide CO
Water H2O
Ammoniak NH3
Suiker C6H12O6
Methaan CH4
Zelf aan de slag
•
•
•
•
Opdracht 1 a t/m e (blz 105)
Opdracht 1 h (blz 105)
Opdracht 2, 4, 6 a t/m d, 8, 9
10 en 11, 14, 16, 17, 18a
Extra informatie voor de opdrachten:
273 K = 0 ⁰C
Huiswerk
1. a. In zuiver water zitten geen zouten.
Zouten zorgen ervoor dat water stroom kan
geleiden.
b.Water bestaat uit waterstof en
zuurstof, dit zijn beide niet-metalen dus een
moleculaire stof.
c. De covalentie van O is 2 en de
covalentie van H is 1
d. H-O-H
e. Door het delen van een
elektronenpaar
1. h. 2 H2O  2 H2 + O2
2. De vanderwaalsbinding bij moleculen
ontstaat door de vanderwaalskrachten
4. De temperatuur heeft invloed op de
sterkte van de vanderwaalsbinding
b. De vanderwaalsbinding wordt
verbroken wanneer een stof verdampt.
Dus bij het kookpunt van een stof.
6. a. C en S zijn beide niet-metalen dus is
CS2 een moleculaire stof
b. S=C=S
c. 273 K = 0 ⁰C
(273+20) 293 = 20 ⁰C
Dus deze stof is vloeibaar
d. de vanderwaalsbinding verbreekt bij
koken
8. Als een stof oplost worden de
vanderwaalsbindingen verbroken en
ontstaan er nieuwe vanderwaalsbindingen
tussen de moleculen van de opgeloste stof
en het oplosmiddel.
6
273 K
=
0 ⁰C
168 K
=
-105 ⁰C
353 K
=
80 ⁰C
b. De covalentie moet dus 4 zijn.
c. De vanderwaalsbindingen verbreken bij
SOCl2 en bij benzeen en ze maken nieuwe
vanderwaalsbindingen aan tussen deze twee
stoffen.
d. De atoombindingen en de
vanderwaalsbindingen.
9.
a.
2.5 Massa’s van atomen
moleculen en ionen
Kelly van Helden
2.5 grootheden en eenheden
• Grootheden
– Massa
– Volume
• Eenheid
– Gram
– Liter
SI (internationaal stelsel van eenheden)
Massa van een atoom
• De massa van een proton is ontzettend
klein
• Grootheid: atoommassa
• Eenheid: u (atomaire massa eenheid)
deeltjessoort
Massa (u)
Proton
1,0
Neutron
1,0
Elektron
0,00055
Atoom
• Een atoom bestaat uit:
– Protonen
– Neutronen
– Elektronen
• Deze bepalen de massa van een atoom
deeltjessoort
Massa (u)
Proton
1,0
Neutron
1,0
Elektron
0,00055
Vuistregel
• Bij optellen en aftrekken met decimalen
kijk je naar het aantal decimalen van je
som
• In de uitkomst staan net zo veel decimalen
als in je beginwaarde met het kleinst
aantal decimalen
• 1,0 + 1,0 + 0,00055 = 2,0
voorbeeld
deeltjessoort
Massa (u)
Proton
1,0
Neutron
1,0
Elektron
0,00055
Atoom
Aantal
protonen
Aantal
neutronen
Aantal
elektronen
Massa atoom
H
1
0
1
1,0u + 0,00055u = 1,0 u
O
8
8
8
8,0u + 8,0u + 0,0044u =
16,0 u
C
6
8
6
6,0u + 8,0u + 0,0033u=
14,0 u
• De massa van een proton is gelijk aan de
massa van een neutron 1,0u
• De massa van een elektron is hiermee
vergeleken heel erg klein
• Hierdoor is de massa van een elektron
verwaarloosbaar
Massa van een atoom
• De massa van een atoom is dus de som
van je protonen en neutronen.
Relatieve atoommassa
• Gemiddelde massa van de isotopen
• Isotopen zijn atomen met hetzelfde aantal
protonen maar met een verschillend aantal
neutronen
• Grootheid relatieve atoommassa: Ar
Massa van ionen
• Een ion ontstaat doordat een atoom
elektronen kwijt raakt of opneemt
• Massa van elektronen mag je
verwaarlozen
• Dus de massa van een ion is gelijk aan de
massa van een atoom
Molecuulmassa
• Massa van alle atomen uit een molecuul
samen
• Mr
• Voorbeeld:
H2O
H= 1,008
O= 16,00
2* 1,008 + 16,00= 18,02
Huiswerk
• Opdracht: 45 t/m 60
• Alles wat niet af is, is huiswerk
Scheikunde
Kelly van Helden
Planning
• Huiswerk nakijken
• Theorie
• Huiswerk maken
Huiswerk nakijken
45. a. grootheid is iets wat je kunt meten
(bijvoorbeeld massa)
b. een grootheid uitgedrukt in een getal
waarde is een eenheid (bijv kg)
c. Internationaal stelsel van eenheden
46. a. grootheden zijn: 2 energie, 3 tijd, 6
dichtheid, 9 volume
b. eenheden zijn: 1 kg, 4 meter, 5
kelvin, 7 ton, 8 lichtjaar
46. b.
1. kg
4. m
7.t
2. E
5. K
8.3. t
6. p
9.V
c. meter, kilogram, Kelvin
47. a. massa: kilogram
volume: kubieke meter m3
b. µg, mg, g, kg, ton
c. :1000 of *1000
d. µL,
mL,
L
cm3,
dm3,
m3
e. 1000
48. a. 0,0043 kg of 4,3*10-3
b. 6,1*10-5 µg
c. 4*1012 mg
d. 5,7*10-3 ton
e. 8,9*10-3 g
f. 4,9*10-6 m3
g. 7,1 ml
h. 4,5 ml
i. 1,25*10-1 dm3 of 0,125 dm3
49. Proton = 1u, neutron = 1u,
elektron = 0,00055 u
50. 1,0 + 1,0 + 0,00055= 2,0 (het laagst
aantal decimalen komt bij de uitkomst)
51. Je kunt beter u gebruiken voor een
atoom omdat de massa zo ontzettend klein
is waardoor je anders in g of kg een heel
laag getal krijgt 0,00000000000000 enz
52. a. De relatieve atoommassa is de
gemiddelde atoommassa van het isotopen
mengsel zoals het in de natuur voorkomt.
52. b. Ar
c. in het periodiek systeem staat de
relatieve atoommassa
53. Relatieve atoommassa is het
gemiddelde en het massagetal is hetzelfde
of er wordt molecuulmassa mee bedoeld
54. Nee want dit is het gemiddelde. Mg
bestaat uit 12 protonen en 12 neutronen dus
dat is 24 u. dit komt door de isotopen van
Mg. Mg-24, Mg-25 en Mg-26
55. a.
B-10 : 10,01 u
B11: 11,009u
b. 19,8 % is B-10 atomen en 80,2% is
B-11 atomen dus als je 1000 B atomen hebt
heb je 198 B-10 atomen
c. dan heb je 802 B-11 atomen
d. 198* 10,01 = 1981,98 u
e. 802* 11,009 = 8829,218 u
f. 1981,98 + 8829,218 = 10811,198 u
g.10,81 dus klopt!
56. a. Mr
b. Voorbeeld:
H2O
H= 1,008
O= 16,00
2* 1,008 + 16,00= 18,02
57. Omdat het verschil tussen een atoom en
een ion de elektronen zijn en deze worden
verwaarloosd bij het berekenen van de
massa
58. a. (3*1,008)+ 30,97 + (4*16,00) = 97,99u
b. (6*12,01) + (12*1,008) + (6*16,00)=
180,156u
c. (16* 12,01) + (18*1,008) + (2* 14,00)
+ (4* 16,00) + 32,065 = 334,369u
d. (2* 30,97) + (5*16,00) = 141,94u
59. 291,60- (3*16,00)= 243,60
243,60/2= 121,80u
60. a.145 - (2*1,008) - (4* 16,00)= 78,98
b. seleen
2.6 De hoeveelheid van een stof
De massa van een hoeveelheid stof reken je
om in volume met behulp van de dichtheid
van de stof.
Daarvoor gebruik je een verhoudingstabel
en kruisproducten.
significantie
• Bij delen en vermenigvuldigen rond je af
op het laagst aantal significante cijfers van
de getallen in de som:
• 1,234 * 0,0045 * 123
• Aantal significante cijfers:
• 4
2
3
• Dus afronden op 2 significante cijfers!
Hoeveelheid stof in mol
• Hoeveelheid stof (n) in mol
• Mol is een maat voor een bepaalde
hoeveelheid moleculen namelijk:
– 6,02 * 1023
• In 1 mol suiker zitten dus net zo veel
moleculen als in 1 mol water
• Alleen het gewicht is verschillend!!!
Samenvatting
• De molaire massa (M) van een stof is in
getalwaarde gelijk aan de molecuulmassa
of atoommassa van de stof
• De molaire massa is in gram (g)
• De molecuulmassa of atoommassa is in u
Hoe bereken je dat?
• Water: H2O
• H weegt 1,008u
• O weegt 16,00u
• Dus 1 molecuul water weegt:
• 2*1,008 + 16,00 = 18,02 u
• Dus is 1 mol H2O = 18,02 g
Omrekenen van gram naar mol
• 1 mol water is 18,02 g
• Hoeveel mol is dan 25,9 gram water
mol H2O 1,000
gram H2O 18,02
1,000 * 25,9
18,02
x
25,9
= 1,44 mol
Omrekenen van mol naar gram
• Hoeveel gram water komt overeen met
2,6 mol water?
mol H2O 1,000
gram H2O 18,02
18,02 * 2,6
1,000
2,6
y
= 47 gram
2.7 De samenstelling van een
verbinding in massaprocenten
• Een percentage is een getal dat het aantal
delen per 100 aangeeft
• We gaan nu berekenen hoeveel een deel
van een stof in % is.
Berekenen
• H2O = 2*1,008 + 16,00 = 18,02 u
• De massa van de atoomsoort H in een
H2O molecuul is dan:
• 2 * 1,008 = 2,016u
• De massa van de atoonsoort O in een
H2O molecuul is dan:
• 1* 16,00 = 16,00u
• In 18,02 u zit dus 2,016 u H en 16,00 u O
• In 18,02 u zit dus 2,016 u H en 16,00 u O
• We willen weten hoeveel u H in 100,0 u
H2O zit
Massa H2O (u) 18,02
100
Massa H (u)
x
2,016
• X= 2,016* 100 = 11,19u
18,02
• Dus 11,19 % H in 100u H2O
Huiswerk
• Blz 62 en 63
– Opdracht 62, 69, 70,72 t/m 80
• Blz 66 en 67
– Opdracht 86 t/m 89
Nakijken
62. a. 2 b. 2 c. 2 d. 4
69. a. 1 *10-1
d. 4,49*101
b. 1,9*101
e. 4,88*104
c. 2,32*10-1
f. 2 *105
70. a. 4* 1,008 = 4,032 u
b. 100* 1,008 =100,8 u
72. Een maat voor een bepaalde
hoeveelheid moleculen
73.a. Door de molecuulmassa of
atoommassa te berekenen
b. M
74. Molecuulmassa is de massa van 1
molecuul en de Molaire massa is de
massa van 1 mol stof
75. De massa van 1 mol ijzer is zwaarder
dan de massa van 1 mol natrium omdat de
molecuul massa van ijzer zwaarder is dan
die van natrium
76. a. 58,44 g
c. 33,02 g
b. 30,07 g
d. 107,9 g
77. Hoeveel 1 mol weegt
78. a. 38,4 g
c. 309,636 g
b. 156,87 g
d. 5,26*10-3
79. a. 16,42 mol
c. 0,184 mol
b. 2,92 *10-5 mol
d. 3,00*10-5 mol
80. a.192 g
b. 192 u
86. Dit betekend dat 30 % van de stof
bestaat uit die atoomsoort en 70 % uit een
(of meerdere) andere atoomsoort(en)
87. C: 12,01 *12= 144,12 u
H: 1,008 * 22= 22,176 u
O: 16,00 * 11= 176 u
Totaal: 144,12 + 22,176 + 176,00= 342,296
100*144,12 = 42,1 % C
342,296
88. (C= 12,01 H= 1,008 *4 = 4,032)= 16,042
74,9 % is C en 25,1% is H
89. a. C: 86 u H: 14u
b. C: 48,16 u H: 7,84u
c. C: 12,01u H: 1,008u
d. C: 48,16/12,01= 4
H: 7,84/1,008= 7,78
Dus 4 C atomen en 8 H atomen
e. C4H8