Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba Ingenieurswetenschappen

Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba Ingenieurswetenschappen: Architectuur
Onderstaand overzicht geeft in grote lijnen weer welke kennis en vaardigheden in de chemie nuttig zijn bij
aanvang van studies in de bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur, ter voorbereiding van de
eerste 5 hoorcolleges die besteed worden aan een (korte en snelle) herhaling van de basisconcepten in de
chemie zoals ze in beginsel verworven zouden moeten zijn na de humaniora. Deze worden wel aangebracht
worden met een sterkere wetenschappelijke inslag.
Inhoudstafel
1. Elementaire chemie
3
1.1 Grootheden en eenheden
3
1.2 Stoffen
3
1.3 Ideale gaswetten
4
1.4 Massawetten
5
1.5 Stofhoeveelheid
6
1.6 Concentratie-uitdrukkingen
6
2. Atoombouw
7
2.1 Atoomkern
7
2.2 Elektronenwolk
7
2.3 Periodiek Systeem
8
3. Chemische formules
8
3.1 Verscheidenheid in chemische formules
8
3.2 Samenstelling van de stof herkennen op basis van chemische formule
9
3.3 Classificeren van stoffen op basis van chemische formule
9
4. Chemische binding
4.1 Moleculen en ionen
10
10
Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur
4.2 Ionbinding
11
4.3 Covalente binding
11
4.4 Metalen en metaalnetwerken
11
5. Chemische reacties
12
5.1 Reactievergelijkingen
12
5.2 Energieoverdracht in reacties
12
6. Stoichiometrie
12
6.1 Stoichiometrie van verbindingen
12
6.2 Stoichiometrie van chemische reacties
13
7. Chemisch evenwicht
13
7.1 Omkeerbaarheid van chemische reacties en chemisch evenwicht
13
7.2 Evenwichtconstante
14
7.3 Verschuiving van het chemisch evenwicht
14
8. Oplossingen in water
15
8.1 Dissociatie evenwicht van water
15
8.2 Elektrolyten
15
8.3 Zouten in oplossing
15
8.4 Zure en basische oplossingen
16
9. Reductie en oxidaties - Redox
17
9.1 Oxidatietoestand
17
9.2 Redox halfreacties
17
9.3 Redox reactievergelijkingen
17
Voor meer informatie: contacteer [email protected]
2/18
Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur
1. Elementaire chemie
1.1 Grootheden en eenheden
Inhoud:
SI-grootheden en -eenheden: hoeveelheid stof (mol), afstand (meter, m), massa (kilogram, kg), tijd
(seconde, s), temperatuur (Kelvin, K en Graden Celsius, °C), elektrische stroom (Ampère, A).
Voorvoegsels: giga (109), mega (106), kilo (103), milli (10-3), micro (10-6), nano (10-9), pico (10-12).
Voorbeeldopgaven:
Hoeveel m3 komt overeen met 33 ml ?
Hoeveel K komt overeen met 27 °C ?
1.2 Stoffen
Inhoud:
Mengsels of zuivere stoffen; fasen en aggregaatstoestanden. Enkelvoudige stof (element) kunnen
onderscheiden van een samengestelde stof (verbinding).
Voorbeeldopgave:
Zet volgende stoffen op de juiste plaats in het schema:
azijn, ijzeren staaf, whisky, fruitsap met pulp, keukenzout, zout water.
Voor meer informatie: contacteer [email protected]
3/18
Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur
Materie
of
Chemische stof
NEE
JA
Ziet de stof er
volledig
homogeen uit ?
Heterogene stof,
meestal mengsel
Homogene
stof
NEE
Kan de stof een
veranderlijke
samenstelling aannemen ?
Homogeen mengsel
of
oplossing
Zuivere stof
NEE
Kan de stof opgesplitst
worden in meerdere
zuivere stoffen ?
Element
Enkelvoudige stof
1.3
JA
JA
Verbinding
Samengestelde stof
Ideale gaswetten
Inhoud:
Ideale gaswet, pV = nRT
Wetten van Avogadro, Charles, Boyle-Mariotte
Stelling van Gay-Lussac
Voorbeeldopgaven:
- Geef voor elke gelijkheid in onderstaande tabel aan welke grootheid in de ideale
gaswet constant is bij constant aantal mol.
Voor meer informatie: contacteer [email protected]
4/18
Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur
- Geef de bijhorende grafiek.
Gelijkheid
Constante grootheid
Grafiek
V
= constante
T
p
= constante
T
pV = constante
- Als je voor 1 mol van een ideaal gas de temperatuur verdubbelt bij constant volume, wat gebeurt
er dan met de druk ?
- Als je voor 1 mol van een ideaal gas het volume halveert bij constante druk, wat gebeurt er dan
met de temperatuur ?
- Hoeveel mol van een ideaal gas moet je aan 1 mol ideaal gas (met beginvolume Vbegin) toevoegen
om bij constante druk en constante temperatuur een 3 maal zo groot eindvolume (dus Veind =
3Vbegin) te bekomen ?
- De uitspraak: “1 mol van een willekeurig gas neemt steeds een volume in van 22,4 l” is niet juist.
Waar ligt de fout ? Corrigeer de uitspraak.
1.4
Massawetten
Inhoud:
Behoud van massa (wet van Lavoisier).
Elke massa is recht evenredig met een geheel aantal atomen.
Voorbeeldopgaven:
Gegeven dat 34 g ammoniakgas en 80 g zuurstofgas beide volledig weg reageren volgens de reactie
4NH3(g) + 5O2(g)
Voor meer informatie: contacteer [email protected]
4NO(g) + 6H2O(g)
5/18
Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur
- Welke massa H2O, uitgedrukt in g, ontstaat er, gegeven dat er bij de reactie 60 g
stikstofmonoxide ontstaat ?
- Aangezien er in 60 g stikstofmonoxide 28 g N aanwezig is, hoeveel g N is er dan in 34 g NH3
aanwezig ?
1.5
Stofhoeveelheid
Inhoud:
Mol, relatieve nuclidemassa, atoommassa, molecuulmassa, referentiemassa, molaire massa, molair
volume van een gas.
Voorbeeldopgaven:
- Hoeveel H2O is aanwezig in 18 g water ?
- Hoeveel mol H atomen zijn er in 18 g water ?
- Hoeveel g PCl3 is aanwezig in 0,73 mol PCl3 ?
Atoommassa’s: H: 1,01; O: 16,00; P: 30,97; Cl: 35,45.
1.6
Concentratie-uitdrukkingen
Inhoud:
Molaire concentratie of molariteit, massaconcentratie, volumeprocent en -verhouding, massa- en
molfractie of -procent, massaconcentratie. Omzetten van concentratie-uitdrukkingen in
molhoeveelheden, en omgekeerd.
Voorbeeldopgaven:
Er wordt 1 L oplossing gemaakt door 58,44 g NaCl op te lossen in water.
- Bereken de molariteit van NaCl.
- Bereken de massaconcentratie van NaCl.
- Kan de dichtheid van de oplossing berekend worden ? Zo niet, welk gegeven is dan bijkomend
nodig ?
- Kan de massafractie van de oplossing berekend worden ? Zo niet, welk gegeven is dan bijkomend
nodig ?
Atoommassa Na: 22,99
Bereken de molariteit van een 35 massa% waterige azijnzuuroplossing met een dichtheid van
1,0492 g/cm3 ? (Molecuulformule van azijnzuur: CH3COOH).
Bereken de molariteit van een waterige oplossing van zwavelzuur (H2SO4), met dichtheid 1,85 kg/L
die 92,0 massa% zwavelzuur bevat.
Atoommassa’s S: 32,07; C: 12,01
Voor meer informatie: contacteer [email protected]
6/18
Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur
2. Atoombouw
2.1 Atoomkern
Inhoud:
(Relatieve) massa en (relatieve) lading van protonen en neutronen; betekenis aantal protonen,
aantal neutronen in een atoomkern; aantal nucleonen en massagetal; atoomgetal en
atoomnummer; element en isotopen.
Voorbeeldopgaven:
- Geef atoomgetal, massagetal, aantal neutronen en aantal elektronen van
- Welke atomen hieronder zijn isotopen van elkaar:
39
K,
40
Ar ,
40
Ca ,
41
K,
13
6C
42
.
Ca .
2.2 Elektronenwolk
Inhoud:
(Relatieve) massa en (relatieve) lading van elektronen; atoommodel Rutherford, atoommodel Bohr;
elektronenwolk,
elektronenschil,
elektronenpaar,
ongepaard
elektron,
atoomorbitalen,
kwantumgetallen, regels van Hund en Pauli, valentie-elektronen.
Voorbeeldopgaven:
- Schrijf de elektronenconfiguratie van Se (atoomnummer 34) voluit in volgorde van stijgende
energie van de orbitalen.
- Hoeveel elektronen kunnen per schil maximaal plaatsnemen in s, p, d, en f-orbitalen?
- Welke van de drie onderstaande elektronenconfiguraties (opvulling van orbitalen) is niet conform
● de regel van Hund ?
● het uitsluitingsbeginsel van Pauli ?
1)
2p
2s
1s
Voor meer informatie: contacteer [email protected]
7/18
Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur
2)
2p
2s
1s
3)
2p
2s
1s
2.3 Periodiek systeem
Inhoud:
Opbouw van het Periodiek Systeem begrijpen (atoomgetal, elektronenconfiguratie, groepen en
perioden, hoofd- en nevengroepen, overgangsmetalen, zeldzame aarden) en elementtypes kunnen
situeren (metalen/halfmetalen/niet-metalen/edelgassen/…).
Voorbeeldopgaven:
Gegeven de elektronenconfiguratie: 1s² 2s² 2p6 3s² 3p6 4s² 3d10 4p5
- Hoeveel valentie-elektronen, gedefinieerd als alle buitenschilelektronen, heeft een atoom met
deze elektronenconfiguratie, en hoeveel daarvan zijn ongepaard ?
- Geef de valentie van dit element.
- Tot welke groep behoort dit element ?
- Is dit een metaal ?
3. Chemische formules
3.1 Verscheidenheid in chemische formules
Inhoud:
Onderscheid kunnen maken tussen de verschillende chemische formules: atoomsymbolen,
molecuulformule, verhoudingsformule, formule-eenheid, netwerkformules.
Voor meer informatie: contacteer [email protected]
8/18
Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur
Voorbeeldopgaven:
- Geef de verhoudingsformule van waterstofperoxide (molecuulformule: H2O2) en van glucose
(molecuulformule: C6H12O6).
- Stel de juiste formule-eenheid op voor de ionverbindingen opgebouwd uit de volgende ionen:
-
1)
Cs+, OH
2)
Fe3+, CO23-
3)
NH+4 , PO34-
3.2 Samenstelling van de stof herkennen op basis van chemische formule
Inhoud:
Enkelvoudige stof (element) kunnen onderscheiden van een samengestelde stof (verbinding).
Voorbeeldopgave:
- Bepaal van de volgende stoffen of ze enkelvoudige of samengestelde stoffen zijn en geef aan of
ze worden voorgesteld door een molecuulformule, een verhoudingsformule, een
netwerkformule, of een formule-eenheid: KMnO4, Br2, MgCl2, HCl, HClO3, O3, C6H6, HO, SiO2,
H2O2, C.
enkelvoudig
samengesteld
Molecuulformule
Formule-eenheid
Verhoudingsformule
Netwerkformule
3.3 Classificeren van stoffen op basis van chemische formule
Inhoud:
Aan de hand van een chemische formule een stof herkennen als zout, zuur, base, hydroxide, oxide,
edelgas, metaal of niet-metaal.
Voorbeeldopgaven:
- Identificeer volgende stoffen op basis van hun chemische formule als een zout, zuur, base,
hydroxide, oxide, edelgas, metaal of niet-metaal: K, Xe, C, H3PO4, NH4ClO4, NaBr, NH3, CaO,
CH3COOH en Fe(OH)3, HCl, CO2.
- Geef een voorbeeld van:
1)
Kation
2)
Anion
Voor meer informatie: contacteer [email protected]
9/18
Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur
3)
Molecuul
4)
Binaire verbinding
5)
Formule-eenheid
6)
Homogeen mengsel
7)
Zout anders dan keukenzout
8)
Base
9)
Zuur
10)
Element
11)
Niet-metaal
12)
Metaal
13)
Edelgas
14)
Enkelvoudige stof
4. Chemische binding
4.1 Moleculen en ionen
Inhoud:
Submicroscopische opbouw van chemische stoffen en basisstructuureenheden: atomen,
moleculen, kationen en anionen metalen; edelgasconfiguratie.
Voorbeeldopgaven:
-
- Leg uit waarom Cl het stabielste ion is van 17Cl.
- Welke van de volgende stoffen is een metaal ? Zijn de overige stoffen opgebouwd uit
atomen, moleculen of ionen (kationen en anionen) ? NaCl, Cu, SCl2 en C (grafiet).
- Geef de formule (molecuulformule of formule-eenheid) van de volgende verbindingen en
geef aan of ze uit moleculen of ionen opgebouwd zijn. Geef ook, voor elke ionaire
verbinding, de formules van de kationen en anionen waaruit ze opgebouwd is.
verbinding
formule
samenstelling
moleculen
ionen
welke kationen en anionen ?
calciumhydroxide
ammoniumchloride
kaliumsulfide
bariumnitraat
koolstofmonoxide
Voor meer informatie: contacteer [email protected]
10/18
Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur
Gegevens: kalium is een alkalimetaal (groep 1 in het periodiek systeem), calcium en barium zijn
aardalkalimetalen (groep 2), het ammonium kation en het nitraat anion hebben valentie 1, koolstof
behoort tot groep 4B of 14, zuurstof en zwavel tot groep 6B of 16, chloor tot groep 7B of 17,
edelgassen behoren tot groep 8B of 18.
4.2 Ionbinding
Inhoud:
Weten hoe ionen ontstaan; verband tussen aard van de binding en elektrische geleidbaarheid van
een stof in oplossing, definitie ionbinding, ionrooster, zout, formule-eenheid kunnen opstellen op
basis van lading en formule van ionen.
Voorbeeldopgaven:
- Geef de formule-eenheid van de stof opgebouwd uit Al3+ kationen en anionen SO24- .
- Is water elektrisch geleidbaar ?
- Stijgt of daalt de elektrische geleidbaarheid als een zout toegevoegd wordt aan water ?
4.3 Covalente binding
Inhoud:
Definitie covalente binding, deze kunnen voorstellen als een gemeenschappelijk elektronenpaar
tussen atomen in moleculen; definitie molecule en molecuulformule; Lewisformules en
Lewisstructuren van eenvoudige moleculen; uit de ruimtelijke structuur en het verschil in
elektronegativiteit kunnen afleiden of een eenvoudige molecule polair of apolair is.
Voorbeeldopgave:
- Geef de Lewisstructuur en de ruimtelijke structuur van CO2 en H2O, en leid hieruit af of deze
moleculaire stoffen polair of apolair zijn.
4.4 Metalen en metaalnetwerken
Inhoud:
Beseffen en begrijpen waarom in metalen en metaalnetwerken de concepten ionbinding en
covalente binding niet opgaan. Kwalitatief kunnen aangeven hoe atomen samengehouden worden
in metaal netwerken.
Voorbeeldopgave:
- Welke van de volgende elementen zijn metalen: Cu, S, Br, Zn, Fe, Na, P, C ?
Voor meer informatie: contacteer [email protected]
11/18
Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur
5. Chemische reacties
5.1 Reactievergelijkingen
Inhoud:
In een chemische reactie, uitgangsstoffen of reagentia onderscheiden van reactieproducten.
Wet van Lavoisier: correct formuleren van wet van massabehoud; verband leggen met behoud van
aard en aantal atomen in alle chemische reacties.
Voorbeeldopgaven:
Neem de reactievergelijking
2H2 + O2
2H2O
- Geef aan hoeveel mol O2 reageert met 1 mol H2, en hoeveel mol H2O hierbij voortgebracht wordt.
- Geef aan welke massa O2 reageert met 2 gram H2, en welke massa H2O hierbij voortgebracht
wordt.
Atoommassa’s (afgerond): H: 1; O: 16
5.2 Energieoverdracht in reacties
Inhoud:
Wet van behoud van energie. Endotherme en exotherme reacties. Definitie van enthalpie en
enthalpievariatie, H en H.
Voorbeeldopgaven:
- Is de reactie 2H(g)
H2(g), met H = -436 kJ/mol endotherm of exotherm ? Is de
omgekeerde reactie endotherm of exotherm ?
- Is elke exotherme reactie spontaan ?
6. Stoichiometrie
6.1 Stoichiometrie in verbindingen
Inhoud:
Uit een molecuulformule of formule-eenheid de samenstelling van de kleinste eenheid van de stof
kunnen beschrijven in aantal en aard van atomen.
Voor meer informatie: contacteer [email protected]
12/18
Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur
Voorbeeldopgaven:
- Hoeveel atomen en/of ionen zijn aanwezig in
1)
1 formule-eenheid MgCl2 ? Zijn het ionen of atomen ? Identificeer ze.
2)
1 formule-eenheid Ca3(PO4)2 ? Zijn het ionen of atomen ? Identificeer ze.
3)
1 formule-eenheid H2SO3 ? Zijn het ionen of atomen ? Identificeer ze.
- Is in MgCl2 het aantal mol Cl tweemaal zo groot als het aantal mol Mg ?
Is in MgCl2 de massa Cl tweemaal zo groot als de massa Mg ?
Verklaar.
6.2 Stoichiometrie in chemische reacties
Inhoud:
Op basis van de wet van atomenbehoud, stoichiometrische coëfficiënten van structuureenheden
kunnen vinden in eenvoudige chemische reactievergelijkingen als de formules gegeven zijn.
Voorbeeldopgaven:
- Bepaal de stoichiometrische coëfficiënten in de volgende reacties, m.a.w., breng de
reactievergelijking in balans
…CH4 + …O2
…CO2 + …H2O
…C6H12O6 + …O2
…CO2 + …H2O
Op welk vitaal proces bij levende organismen, waaronder zoogdieren en de mens, heeft deze
laatste reactie betrekking ? Wat is de eigennaam van de verbinding C6H12O6 ?
- Welke massa CH3COONa, uitgedrukt in g, wordt voortgebracht uitgaande van 100 ml van een 3 M
CH3COOH oplossing waarin 5 g NaOH werd opgelost?
Reactievergelijking: CH3COOH + OH-
CH3COO- + H2O
Atoommassa’s: H: 1,0; C: 12,0; O: 16,0; Na: 23,0.
7. Chemisch evenwicht
7.1 Omkeerbaarheid van chemische reacties en chemisch evenwicht
Inhoud:
Voorbeelden kunnen geven van omkeerbare reacties; inzien dat chemisch evenwicht een toestand
met constant blijvende concentraties is. Conceptueel onderscheid kunnen maken tussen
evenwichtconcentratie (bepaald door het chemisch systeem) en beginconcentratie (of analytische
concentratie, bepaald door de experimenterende chemicus).
Voor meer informatie: contacteer [email protected]
13/18
Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur
Voorbeeldopgaven:
- Treden er reacties op in een systeem in chemisch evenwicht ? Geef antwoord vanuit
macroscopisch oogpunt en op moleculaire schaal.
- Hoe wordt dit in verband gebracht met de analytische concentraties van de uitgangstoffen
(reagentia) ?
7.2 Evenwichtconstanten
Inhoud:
Evenwichtconstante
Kc,
en
haar
verband
met
evenwichtconcentraties,
opstellen
van
evenwichtvergelijkingen.
Voorbeeldopgaven:
- Schrijf de uitdrukking van Kc voor de volgende reacties:
2CO + O2
2CO2
3H2 + N2
2NH3
7.3 Chemische evenwichtverschuivingen
Inhoud:
Onderscheid tussen een aflopende en een evenwichtreactie kunnen maken; evenwichtevolutie
kunnen voorspellen na verandering van volume, druk of concentraties, gebruik makend van het
beginsel van Le Châtelier.
Voorbeeldopgaven:
- Welk verschil bestaat er tussen een aflopende reactie en een omkeerbare reactie ?
- Hoe kan een omkeerbare reactie aflopend gemaakt worden ?
- Verschuift het evenwicht van de reactie 3H2(g) + N2(g)
2NH3(g) in een gesloten
reactievat naar links of naar rechts als
1)
ammoniakgas toegevoegd wordt aan het evenwichtmengsel ?
2)
waterstofgas toegevoegd wordt aan het evenwichtmengsel ?
3)
het volume van het reactievat gehalveerd wordt ?
- Verschuift het evenwicht van de reactie C (v) + O2(g)
CO2(g) in gesloten reactievat naar
links of naar rechts als
1)
kooldioxidegas toegevoegd wordt aan het evenwichtmengsel ?
2)
zuurstofgas toegevoegd wordt aan het evenwichtmengsel ?
3)
vast koolstof toegevoegd wordt aan het evenwichtmengsel bij constant gasvolume ?
4)
het volume van het reactievat gehalveerd wordt ?
Voor meer informatie: contacteer [email protected]
14/18
Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur
8. Oplossingen in water
8.1 Dissociatie evenwicht van water
Inhoud:
Dissociatie
evenwicht
(ook
auto-protolyse
evenwicht
genoemd)
met
een
chemische
reactievergelijking kunnen weergeven voor H2O; dissociatieconstante Kw kunnen definiëren, en uit
haar getalwaarde Kw = 1,0.10-14 bij 25° C de evenwichtsamenstelling van water kwalitatief en
kwantitatief kunnen voorspellen.
Voorbeeldopgaven:
- Geef de evenwichtreactie vergelijking voor zuiver water.
- Bereken de evenwichtconcentraties van de ionen die in water voorkomen bij 25°C, breng dit in
verband met de pH van zuiver water, en leid hieruit af of water elektrisch geleidend is.
8.2 Elektrolyten
Inhoud:
Het concept elektrolyt kunnen definiëren; elektrolyten herkennen; op basis van elektrische
geleidbaarheid in water chemische verbindingen kunnen indelen in elektrolyten en nietelektrolyten; onderscheid tussen sterk en zwak elektrolyt.
Voorbeeldopgaven:
- Definieer het concept elektrolyt.
- Welke stoffen hieronder zijn elektrolyten, en waarom (niet) ?
1)
O2(g)
2)
NaCl
3)
ijzer
4)
gesmolten suiker
- Leg uit waarom azijnzuur, CH3COOH, een zwak elektrolyt is, en waarom waterstofchloride
(zoutzuur), een sterk elektrolyt is.
8.3 Zouten in oplossing
Inhoud:
Weten dat zouten ionaire verbindingen zijn die in waterige oplossing splitsen in kationen en
anionen; weten dat een goed oplosbaar zout (drempelconcentratie ca 1 M) in oplossing een sterk
elektrolyt is.
Voor meer informatie: contacteer [email protected]
15/18
Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur
Voorbeeldopgaven:
- Gegeven dat metaalnitraten en -acetaten alsook alle kalium-, natrium- en ammoniumzouten
goed oplosbaar zijn, terwijl metaalcarbonaten en -fosfaten slecht oplossen in water, geef aan of
volgende zouten sterke of zwakke elektrolyten zijn (acetaat = CH3COO-); de ionformules kennen
van ammonium, nitraat, carbonaat en fosfaat); geef telkens de ionen die vrij komen in water.
1)
KBr
2)
CH3COONa
3)
(NH4)2CO3
4)
CuCO3
5)
Na3PO4
6)
Ca3(PO4)2
7)
NH4NO3
8.4 Zure en basische oplossingen
Inhoud:
Zuren zijn structuureenheden die H+ ionen kunnen afstaan (zuur = protondonor), basen zijn stoffen
die H+ ionen kunnen opnemen (base = protonacceptor); weten waarom in water dit inhoudt dat
een base OH- vrijmaakt; definitie pH; verschil kennen tussen H+ en H3O+, en de relevantie hiervan
begrijpen voor waterige oplossingen; verband tussen pH < 7 (pH > 7) in zure (basische) oplossingen
+
-
en een concentratie van H3O /OH ionen die groter/kleiner (kleiner/groter) is dan in zuiver water;
onderscheid sterke en zwakke zuren/basen; geconjugeerd zuur-base paar; zuur-basereacties;
ionisatie-evenwicht (ook protolyse-evenwicht genoemd) van zwakke zuren/basen in water; pH
berekening van sterke zuren en basen in water.
Voorbeeldopgaven:
- Wat is het verschil tussen een sterk en een zwak zuur ? Geef een voorbeeld van elk.
- Is ammoniak, NH3, een sterke of zwakke base ? Geef zijn protolyse evenwicht in water.
- Daalt of stijgt de pH van water als er een zuur aan toegevoegd wordt ? Hoe breng je dit in
verband met de definitie van pH ?
- Bereken de pH van een 0,01 M oplossing HCl. Geef uitleg.
Voor meer informatie: contacteer [email protected]
16/18
Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur
9. Reductie-oxidatie (Redox) reacties
9.1 Oxidatietrap (oxidatietoestand)
Inhoud:
Oxidatietrap (oxidatietoestand) van een element in een verbinding kunnen bepalen; weten in
welke gevallen de oxidatietrap -2 is voor het zuurstofelement, de oxidatietrap +1 is voor het
waterelement, en weten wanneer dit niet het geval is; inzien dat wijziging van oxidatietrap van
atomen duidt op een redox reactie; uit stijging/daling van de oxidatietrap van een element in een
structuureenheid kunnen afleiden welk atoom in een structuureenheid geoxideerd/gereduceerd
wordt.
Voorbeeldopgave:
- Bepaal de oxidatietrap van alle atomen in volgende structuureenheden:
O2, Na, H2SO4, Na2C2O4 (natriumoxalaat), SO24- , MnO-4 , Cr2O27- , Al3+, H2O2, NaBH4.
9.2 Redox halfreacties
Inhoud:
De oxidatie en reductie van een element in een redoxreactie komen elk overeen met een
overeenkomstige redox halfreactie.
Redox halfreacties correct kunnen opstellen met volledige atomen en ladingenbalans; oxidator en
reductor
van
redoxparen
in
redox
halfreacties
kunnen
herkennen
op
basis
van
elektronenoverdracht.
Voorbeeldopgaven:
- In welke van onderstaande redoxparen wordt S geoxideerd bij de omzetting naar de
structuureenheid rechts ? Geef uitleg in beide gevallen aan de hand van de oxidatietrap van S.
1)
S/H2S
2)
S/H2SO4
9.3 Redox reactievergelijkingen
Inhoud:
Opstellen en in balans brengen van redox reactievergelijkingen op basis van de samenstellende
redox halfreacties. Hierbij voorkeur geven aan een methode die geen expliciet gebruik maakt van
oxidatietrappen.
Voor meer informatie: contacteer [email protected]
17/18
Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur
Voorbeeldopgaven:
- Breng beide reactievergelijkingen hieronder in balans. Welke van onderstaande reacties in
waterig midden is een redoxreactie ? Leg uit waarom. In het geval van de redoxreacties, breng
deze in balans door gebruik te maken van de overeenkomstige redox halfreacties.
Cr(OH)3 + OHI2 + K
CrO2- + H2O
KI (feitelijk K+I-)
- Breng de redox reactievergelijkingen hieronder in balans, bij voorkeur door gebruik te maken van
redox halfreacties.
FeO + C
HNO3 + Zn
MnO-4 + H + Fe
+
Voor meer informatie: contacteer [email protected]
Fe + CO2
H2 + Zn(NO3)2
Mn2+ + Fe2+ + H2
18/18