Inhoud - Plantyn
advertisement
Inhoud 2 Nog meer inzicht verwerven in chemie … 7 1 Chemisch evenwicht 9 1.1 1.2 1.3 Inleiding Het chemisch evenwicht De omzettingsgraad (α) en het rendement (η) De evenwichtsconstante (K ) Stoichiometrische berekeningen bij de evenwichtstoestand Oefenen en opzoeken Verstoring van een chemisch evenwicht: het principe van Le Chatelier – Van ’t Hoff Experiment: verstoring van het evenwicht Besluiten en verklaringen bij een verstoring van het evenwicht Invloed van een katalysator op het evenwicht Stoichiometrische berekeningen bij een verstoring van het chemische evenwicht Concentratiewijziging van een stof Temperatuurwijziging Oefenen en opzoeken Labo Enkele evenwichtsreacties in de natuur en de industrie De ademhaling De industriële bereiding van ammoniak (haberproces) Het calciumcarbonaatcalciumwaterstofcarbonaatevenwicht 11 13 1.4 1.5 1.6 1.6.1 1.6.2 1.6.3 1.7 1.7.1 1.7.2 1.8 1.8.1 1.8.2 1.8.3 Samenvatting Belangrijke wetenschappers Leesstuk: ‘Chemie in de atmosfeer: een moeilijke evenwichtsoefening!’ Chemisch evenwicht tussen zuren en basen 2.1 Ionisatie-evenwicht van zuren en basen 2.1.1 Zuurgraad van een oplossing 2.1.2 Zuur-basetheorie van Brönsted-Lowry Oefenen en opzoeken 2.2 Sterkte van zuren en basen 2.2.1 Zuur-base-evenwicht in water 2.2.2 Zuur– en baseconstante (Kz en Kb) Intermezzo: werken met zeer grote en zeer kleine getallen 2.2.3 Betekenis van de getalwaarde van Kz en Kb 2.2.4 Kz en Kb als voorspellers van het verloop van zuur-basereacties in water Oefenen en opzoeken 2.3 De zuurgraad (pH-waarde) 2.3.1 Experimentele bepaling van de pH van een oplossing Intermezzo: indicatoren 2.3.2 pH-berekening van waterige oplossingen 2.4 Buffermengsels 2.4.1 Eigenschappen van buffermengsels 2.4.2 Werking van een buffermengsel 2.4.3 Toepassingen van buffermengsels Oefenen en opzoeken 2.5 Bepaling van een zuur- of baseconcentratie in een oplossing door titratie 2.5.1 Principe van een titratie 2.5.2 Verandering van pH tijdens een titratie Oefenen en opzoeken Labo met onderzoeksopdracht Samenvatting Belangrijke wetenschappers Leesstuk: ‘Chemie in de oceanen’ 15 15 19 21 22 22 24 27 28 28 29 30 34 35 35 36 37 39 41 43 3 51 53 53 54 56 57 58 60 61 61 62 66 67 67 67 69 74 74 75 76 77 80 80 82 84 85 87 90 91 3 Redoxevenwicht Oxiderende en reducerende stoffen, redoxkoppels 3.2 Het opstellen van een redoxvergelijking 3.3 Redoxreacties met ternaire verbindingen 3.4 De sterkte van reductoren en oxidatoren 3.4.1 Meting van celspanningen tussen redoxkoppels 3.4.2 Spanningsreeks van redoxkoppels 3.4.3 Standaardelektrodepotentiaal (E 0) 99 3.1 3.4.4 3.5 3.5.1 3.5.2 3.5.3 3.6 3.6.1 3.6.2 3.6.3 3.7 3.7.1 3.7.2 3.8 3.8.1 3.8.2 van een redoxkoppel Voorspelling van het verloop van een redoxreactie Intermezzo: HNO3 en H2SO4 als oxidatoren Oefenen en opzoeken Chemische spanningsbronnen Bouw en werking van een chemische cel Accumulatoren Brandstofcellen Labo Elektrolyse Elektrolyseproces versus chemische spanningsbron Oxidatoren en reductoren bij de elektrolyse in waterig milieu Technische toepassingen van elektrolyse Corrosie Wat is corrosie? Voorbeelden van corrosiecellen Redoxtitraties Vaststelling van het equivalentiepunt (EP) Berekeningen bij een redoxtitratie Labo met onderzoeksopdracht Oefenen en opzoeken Samenvatting Belangrijke wetenschappers Leesstuk: ‘Van Voltazuil tot brandstofcel’ 101 103 104 4 Reacties in de koolstofchemie 153 4.1 4.1.1 4.1.2 4.1.3 De vaktaal bij organische reacties 155 Reactie: reagens en substraat 155 Reactietype: elektrofiel of nucleofiel 155 Verbreking van een binding: heterolytisch of homolytisch 157 Inductief effect 158 Indeling van de reactiegroepen 160 Typische reacties van reactiegroep 0: geen heteroatomen in de molecule 161 Radicalaire substitutie bij alkanen 161 Elektrofiele additie bij alkenen en alkynen 162 Elektrofiele substitutie bij aromaten 164 Toepassingen 166 Overzicht reactietypes groep 0 166 Typische reacties van reactiegroep 1: een enkelvoudige binding tussen een C-atoom en een heteroatoom 167 Nucleofiele substitutie 168 107 4.1.4 4.2 4.3 108 110 4.3.1 4.3.2 111 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.4 113 115 116 119 120 121 122 123 124 4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.4.4 4.5 124 126 128 129 129 130 134 134 135 136 137 141 143 145 4.5.1 4.5.2 4.5.3 4.6 4.6.1 4.6.2 4.6.3 4 Intermezzo: reactiviteit van het reagens Nucleofiele eliminatie Toepassingen Overzicht reactietypes groep 1 Typische reacties in reactiegroep 2: een dubbele binding tussen een C-atoom en een heteroatoom Nucleofiele additie Toepassingen Overzicht reactietypes groep 2 Typische reacties van groep 3: een C-atoom vormt drie bindingen (een dubbele, een enkelvoudige) met twee heteroatomen Nucleofiele substitutie aan het onverzadigd C-atoom Toepassingen Overzicht reactietypes groep 3 168 171 173 174 174 175 176 176 177 178 181 183 4.7 4.7.1 4.7.2 4.7.3 4.7.4 4.7.5 Andere reactietypes in de koolstofchemie Oxidatie- en reductiereacties (redoxreacties) Kraakreacties Intramoleculaire omleggingen Zuur-basereacties Polymerisatie: aaneenschakeling van vele substraatdeeltjes Oefenen en opzoeken Labo Intermezzo: synthesewegen in de koolstofchemie Samenvatting Belangrijke wetenschappers Leesstuk 1: ‘Afbraak van biomoleculen: een toepassing van de organische chemie (citroenzuurcyclus)’ Leesstuk 2: ‘Kleurstoffen: mineraal, organisch of synthetisch’ 5 Macromoleculaire stoffen ADDENDA 1 Chemie als beroep 2 Zuur- en basenconstanten 3 Standaardpotentialen van redoxkoppels 4 Identificatiereacties voor functionele groepen in de koolstofchemie 5 Syntheseschema voor monofunctionele organische stoffen 6 Register 7 Veilig werken in het schoollaboratorium 8 Gevaarsymbolen 9 Periodiek systeem van de elementen 10 Determineertabel van de organische stofklassen 184 184 187 187 187 188 188 192 195 198 201 203 213 225 5.1 Synthese van macromoleculen 227 5.1.1 Polymerisatie door additie 227 Intermezzo: Reactiemechanisme van een radicalaire polymerisatie 228 5.1.2 Polymerisatie door substitutie 231 5.1.3 Fysische en chemische eigenschappen van kunststoffen 235 5.2 Indeling van de kunststoffen 236 5.2.1 Indeling op basis van fysische eigenschappen 236 Intermezzo 1: Polymeren zonder koolstofketen 237 5.2.2 Indeling op basis van hun fysische herkomst 240 5.2.3 Polymeren met specifieke toepassingen 242 Intermezzo 2: Composietmateriaal 242 Oefenen en opzoeken 245 5.3 Identificatie van kunststoffen 246 Samenvatting 248 Belangrijke wetenschappers 251 Leesstuk: ‘Kunststoffen: van vormgeving tot recyclage’ 253 5 260 264 266 269 270 271 275 278 279 280
