Grootte v/e atoom: 10-10m

Grootte v/e atoom: 10-10m
Anion: extra e-, negatieve lading
Kation: minder e-, positieve lading
ΔE = n.h.ν
ν=
c


e-: m = 9,11.10-28g; 0,00055 amu; C = -1.60218.10-19
p+: m = 1,67.10-24g; 1,00727 amu; C = +1.60218.10-19
n0: m = 1,67.10-24g; 1,00867 amu; C = 0
h
m.c
Ionisatiepotentiaal = 1313 kJ
mol-1
(
Z eff2
n2
) (< 0)
E = m.c²
Metathesereacties gaan door bij vorming van:
Neerslag:
GOED OPLOSBAAR
SLECHT/NIET OPLOSBAAR
NO3-, OAc-, ClO3S2-, CO32-, PO43Na+, K+, NH+
Alle Cl-, behalve:
AgCl, PbCl2, HgCl2
Alle SO42-, behalve:
BaSO42-, PbSO42-, CaSO42LiOH, NaOH, KOH, Ca(OH)2, Andere hydroxiden
Sr(OH)2*, Ba(OH)2*
Gas:H2S (XS + z), CO2 (carbonaat + z), SO2 (XSO3 + z) , NH3 (NH4X + sterke base)
Zwak elektrolyt: alles behalve:
Sterk zuur
HClO4, HClO3, HNO3, H2SO4, HCl, HBr, HI
Sterk + goed opl. XOH Hydroxiden van 1A + Ba2+, Ca2+, Sr2+
zouten
Alle oplosbare (zie boven) zijn sterke elektrolyten
Oxidans: onttrekt elektronen bij partner, wordt gereduceerd. Elektronenacceptor.
Reductans: levert elektronen aan partner, wordt geoxideerd. Elektronendonor.
Redoxreacties:
1. Oxidatietrappen opschrijven
2. Welke atomen toename in OT?  oxidatie-deelreactie #
3. Welke atomen afname in OT?  reductie-deelreactie
4. Beide reacties balanceren
 In zuur midden:
O tekort?  evenveel H2O toevoegen | H tekort?  evenveel H+ toevoegen
 In basisch midden: O tekort?  evenveel H2O toevoegen | H tekort?  evenwicht maken alsof er voldoende H+ is
en op het einde aan beide zijden OH- toevoegen om H2O te maken.
5. Vermenigvuldig elke deelreactie met factor zodat # uitgewisselde elektronen in elke deelreactie hetzelfde wordt.
6. Reacties sommeren, voorgetallen vereenvoudigen en “niet deelenemde” ionen toevoegen.
Materiaalbalans:
% rendement =
% conversie = aantal mol gereageerd reagens  100
# mol gewenst product
aantal mol toegevoegd reagens
 100
#
mol
gespecifie
erd toegevoegd reagens
% selectiviteit = aantal mol gewenst product  100
aantal mol gereageerd reagens
= selectivit eit x conversie
100
Ruimtesnelheid = volume gevormd product per toegevoegd volume katalysator, per seconde.
Gassen:
Boyle: P.V = k
(T ct)
R = 0,08206 L.atm/mol.K
(gaswetten)
Charles: V = k.T
(P ct)
P.V = n.R.T
= 8,314 L.kPa/mol.K
(SI, gaswetten)
Avogadro: V = k.n
(T & P ct)
= 8,314 J/mol.K
(thermochemie)
Amonton : P = k.T
(V ct)
Exotherme reactie: systeem levert energie (-)
Etot. = Ek(translatie) + Ek(rotatie) + Ek(vibratie)
Endotherme reactie: omgeving levert energie (+)
+ Ep(atoom) + Ep(kern) + Ep(binding)
Enthalpie = H = qp = E + pV
= Hreactieproducten + Huitgangsstoffen
Wet van Hess: H   (c mol.H  f
C
Reactiewarmte = ΔH / m.Cp.ΔT
 d mol.H  f )  (a mol. H  f  b mol.H  f )
D
A
B
Thermodynamische referentietoestanden:
Gas:
P = 1 atm.
Oplossing: concentratie 1M
- Evenwichtsconstante:
aA + bB = cc + dD  k  C  .D 
a
b
c
Gecondenseerde toestand: zuivere v. of zuivere vl.
Element/verbinding:
P = 1 atm. en T = 25°C
- Dissociatiereactie v/e zuur HA:
d
A  .B 
HA(aq) + H2O  H3O+(aq) + A-  k 
a
[H3 0  ].[A  ]
HA
- Ionenproduct v. H2O: 2H2O(vl)  H3O+(aq) + OH-(aq)  K = [H3O+][OH-]  Kw = 1,00.10-14 (25°C)
pH = -log [H+]
POH = -log[OH-] pH + pOH=14
pH + pOH = 14 (25°C)
- pH en concentratie: omgekeerd logaritmisch (vb. pH = 1  100x meer [H+] dan pH = 3)
pKa = -log Ka
- zuren en basen zijn zwakker naamate pKa groter is
Sterke zuren:
* HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HClO4
* [H+] = [Z]0
 pH = -log[H+] = -log[Z]
Sterke basen:
* M2O, MOH (M=Li, Na, K, Rb, Cs); MO, M(OH)2 (M=Ca, Sr, Ba)
* [H+] = Kw / [B]0
 pOH = -log[OH-] = -log[B]; pH = 14 - pOH
Zwakke zuren: * HF, H2S, HCN, HNO2, HClO, H3PO4, CH3COOH (azijnz.), (COOH)2 (oxaalz.), C6H5COOH
(benzoëz.), NH4Cl, NH4NO3, AlCl3, Fe(NO3)3, zouten met Ka > Kb
* [H  ]  K a .[Z]0
 pH = ½ pK1 - ½ log Cz
(Cz = conc. zuur)
Zwakke basen:
* NH3, organische amines (RNH2, R2NH, R3N), NaC2H3O2, KCN, NaF, zouten met Ka < Kb
Kw
K w = K w .K z
* [H ] 
 pH = 7 + ½ pKa + ½ log [B-]0

[B - ]0
K b .[B ]0 [OH ]e
Neutraal: zouten met Ka = Kb ; kation van sterke base
en anion van sterk zuur ; water
Mengsel zwakke zuren: idem zwak zuur, enkel sterkste
Mengsel sterk +zwakke zuren: enkel sterk zuur doen
Meerbasisch z.: idem zwak zuur, enkel 1e dissociatiestap
Zuur-base systeem:
Eigenschap
Ka
Evenwichtspositie
Dissociatie
Evenwichtsconc. H+
Sterkte v/d geconj.
base in vgl met H2O
[B  ][H3 0  ] 
HB 

[HB][OH ] 
kb 

B-
HB(aq)  H2O(vl)  H3O  (aq)  B - (aq) k a 
-
B - (aq)  H2O(vl)  OH (aq)  HB(aq)
 
Strategie bij zuur-base vraagstukken:
1. Formule v/d aanwezige species opschrijven
2. Per specie zuur-base eienschappen bespreken
3. Ev. reacties nagaan (neutralisatie, neerslag, hydrolyse,...)
Weg van Coulomb: energie v/d ionaire bindingskracht
q q
E  2,31.1019 J.nm( 1 2 )
r
Naamgeving van alkanen:
1. langste keten → basisnaam, ev. “cyclo-"
2. substituenten → naam+yl
3. keten nummeren, substituenten zo laag mogelijk
4. griekse telwoorden voor identieke subst., ev.
"cis/trans-"
5. verschillende substituenten alfabetisch, incl. prefix.
Eigenschap
Bindingen
Rotatie
Geometrie
Hoeken
Bindingsl.
Bindingsen.
C–C
Tetraëder
Vrij
Oneindig veel
109,5
0.154 nm
347 kJ/mol
C═C
Trigonaal
geen
Cis/trans
120
0.134 nm
614 kJ/mol
C ≡≡ C
Lineair
Geen
1
180
0.120 nm
839 kJ/mol
ka kb 
Sterk zuur
Zeer groot (Ka>>1)
Naar rechts
Quasi volledig
[H+]  [HA]0
A- veel zwakkere base
dan H2O
Zwak zuur
Klein (Ka<1)
Naar links
Gering
[H+] << [HA]0
A- sterkere base
dan H2O
[B  ][H3 0  ][HB][OH  ]
 [H3 0  ][OH ]
HB B -
 
 k w  pK b  pK a  14
4. Overblijvende species rangschikken op volgorde van hun K
5. pH-bepalende species besluiten
6. [H+]e of [OH-]e berekenen en hieruit pH/pOH halen.
Dipoolmoment µ = Q.R [in C.m]
Naamgeving alkenen/alkynen:
1. uitgang –een/-yn (dieen, trieen...)
2. langste keten met verzadigde binding → basis
3. numering: sp en sp2 C-atomen laagste nummer.
Functionele groepen
R-OH
Alcohol (vb. Ethanol)
R-O-R
Ether (vb. Diethylether, MTBE)
O
Keton ( >C=O)
||
vb. Aceton
R—C—R’
O
Aldehyde (-CHO)
||
vb. Formaldehyde
R—C—R’
R’’
Amines (NH2)
|
vb. Ethylamine
R—N—R’
O
Carbonzuren (-COOH)
||
vb. Azijnzuur (CH3-COOH)
R—C—OH
Mierenzuur (H-COOH)
O
Esters (-COOR)
||
vb. Ethylazijnester (ethylacetaat)
R—C—OR’
O R“
Amiden
|| |
vb. Formamide
R—C—-N—R’
R—SH
Thiolen (vb. Methaanthiol)
R-SR
Thioethers (vb. Dialylsufide)
1)
2)
3)
4)
5)
H2SO4 (S+O2→SO2 →+H2O)
N2 (dest. Uit vl. lucht)
O2 (idem)
ethyleen C2H4 (kraken petr.)
NH3 (Haber: N2+3H2)
6) kalk CaO (kalksteen CaCO3)
7) H3PO4 (fosfaaterts+ H2SO4)
8) NaOH (electrolyse zoutopl.)
9) propyleen C3H6 (kraken petr.)
10) CL2 (electrolyse zoutopl.)