Doorstroom Scheikunde

Scheikunde
Chemie overal
Week 1
Kelly van Helden
1.1 Chemie om je heen
• Scheikunde is overal
– Scheiden of zuiveren van stoffen
– Veranderen van grondstoffen in bruikbare
stoffen
– Drinkwater uit zeewater
– Poetsen
– Enz.
Oefening
• Maak de opdrachten op Bladzijde 8
• 10 minuten de tijd
• Je maakt het alleen!
Vraag k.
1. Koper
2. Zuurstof
3. Calcium
4. Natrium
5. Zwavel
Nakijken oefentoets
• 50 punten te behalen
1.2 Zuivere stoffen en mengsels
• Zuivere stof:
– Maar 1 soort deeltjes (moleculen)
– Niet kleiner te krijgen
– Vb: gedestilleerd water, suiker
• Mengsel (onzuiver):
– Meerdere soorten deeltjes (moleculen)
– Kun je door scheiden uit elkaar halen
– Vb: suikerwater
Stofeigenschappen
– Kleur
– Geur
– Smaak
– Smeltpunt en kookpunt
– Dichtheid of soortelijke massa
– oplosbaarheid
– Brandbaarheid
Moleculen en atomen
Element of een verbinding
• Een zuivere stof kan een element of een
verbinding zijn
• Element bestaat uit 1 soort atomen
• Verbinding bestaat uit meerdere soorten
atomen
Elementen
• Fientje Cliedert Bruine Inkt Op Haar Neus
– Fluor (F),
– Chloor (Cl),
– Broom (Br),
– Jood (I),
– Zuurstof (O),
– Waterstof (H),
– Stikstof (N)
• Twee atomige elementen
Mengsel of zuiver???
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)
Soorten mengsels
• Oplossing: helder, doorzichtig
– Kleurloos of gekleurd (nooit wit)
• Suspensie: troebel, ondoorzichtig
– wit of gekleurd (nooit kleurloos)
– Vaste stof in vloeistof die niet goed oplossen
• Emulsie: troebel, ondoorzichtig
– Wit of gekleurd (nooit kleurloos)
– Vloeistof in vloeistof die niet goed oplossen
Emulsie en Emulgator
Water en olie
Eigeel
eiwitten
Twee vloeistoffen
Hoe werkt een emulgator
• Kop en staart principe
• Kop is hydrofiel en staart is hydrofoob
Huiswerk
• Maak opdracht 2 t/m 13 op blz 11 en 12
Scheikunde
Week 2
Kelly van Helden
1.3 Scheidingsmethoden
•
•
•
•
•
•
Methode
Zeven
Filtreren
Indampen
Destilleren
Extraheren
Bezinken
verschil in eigenschap
deeltjesgrootte
deeltjesgrootte
kookpunt
kookpunt
oplosbaarheid
dichtheid
Zeven
Deeltjesgrootte
Filtreren
Verschil in grootte
Bezinken of Centrifugeren
• Verschil in massa of dichtheid
• Bezinken
Indampen
Verschil in kookpunt
Destilleren
Verschil in kookpunt
Extraheren
• Twee vaste stoffen uit elkaar halen
• Een vaste stof eerst oplossen en daarna
filtreren en indampen
• Voorbeeld zand en zout
• Verschil in oplosbaarheid
Adsorberen
• Bepaalde stoffen aan een stof onttrekken
• Vaak kleurstoffen
• Bijv
– actieve kool en limonade siroop
– Gasmaskers
– Norrit (allemaal actieve kool)
Chromatograferen
• Verschil in aanhechtingsvermogen en
oplosbaarheid van het oplosmiddel
• Bij zuivere stof 1 vlek bij mengsel
meerdere vlekken
Huiswerk
• Opdracht 14 t/m 24 op blz 16 en 17
Scheikunde
week 3
Kelly van Helden
Hoofdstuk 2
Bouwstenen van stoffen
2.2 De bouw van een atoom
• Modellen
• Dalton: een atoom is een massief bolletje.
Elk atoomsoort heeft zijn eigen afmetingen
Atoommodel van Rutherford
• Atoommodel
Atoomkern opgebouwd uit protonen en neutronen,
met daar omheen een elektronenwolk
• Atoommodel
– Elektronen (-)
– Protonen (+)
– Neutronen (0)
Atoomnummer en massagetal
• Atoomnummer geeft aan hoeveel
protonen en elektronen in een atoom
zitten
• Massagetal geeft de som van protonen en
neutronen aan
Voorbeeld
K atoomnummer: 19
K massagetal: 39
Aantal protonen en elektronen= 19
Aantal neutronen= 39 -19= 20
Elektronen-verdeling
• De elektronen zijn over schillen verdeeld:
Schil
naam
1e schil
K schil
Maximaal aantal
elektronen
2
2e schil
L schil
8
3e schil
M schil
18
4e schil
N schil
32
• De elektronen worden van binnenuit naar buiten toe
opgevuld
• Uit het periodiek systeem is de elektronen-verdeling
(elektronenconfiguratie) per atoom af te leiden
Het atoomnummer geeft het aantal protonen in de kern aan
Dit komt overeen met de kernlading (+)
en het aantal elektronen in de elektronenwolk (-)
Elektronenconfigatie: elektronenverdeling
over de 4 schillen (banen)
Valentie-elektronen: De elektronen
in de buitenste schil
Isotopen
• Isotopen zijn elementen met hetzelfde
atoomnummer maar met een verschillend
massagetal
• Aantal neutronen bij een atoom verschillen
• Bijv waterstof:
– “Gewoon” waterstof 1 proton geen neutronen
– “Zwaar” waterstof 1 proton 1 neutron
– Tritium 1 proton 2 neutronen
Chloor
Lichtere soort komt 3x zovaak voor
Het gemiddelde massagetal wordt dan:
Massagetal: (3*35+1*37)/4 = 35,5
Dit is de atoommassa!!!
Huiswerk
• Vraag 1 t/m 23 op blz. 39, 43 t/m 45
• Vraag 1 g niet maken!
• Vraag 14,16 en 23 niet maken!!
Scheikunde
Week 4
Kelly van Helden
2.3 Periodiek systeem
Periode
G
R
O
E
P
E
N
Groepen
• Groep 1 Alkalimetalen (Film)
– Reageren heftig met water
• Groep 2 Aardalkalimetalen
– Reageren heftig met lucht (felle vlam)
• Groep 17 Halogenen
– F, Cl, Br, I reageren goed met metalen
• Groep 18 Edelgassen
– Verbinden zich niet en tasten niets aan
Atomen
• Kleinste deeltjes van een molecuul
• Symbolen
– Eerste letter van de Latijnse naam
– Bijvoorbeeld:
• Koolstof = Carboneum dus C
• Koper = Cuprum dus Cu
• Denk aan hoofdletter kleine letter!!!
Elementen
• Fientje Cliedert Bruine Inkt Op Haar Neus
– Fluor (F),
– Chloor (Cl),
– Broom (Br),
– Jood (I),
– Zuurstof (O),
– Waterstof (H),
– Stikstof (N)
• Twee atomige elementen
Molecuulformule
Coëfficiënt:
Geeft het aantal
moleculen aan
2 C2H6O
2 moleculen ethanol
Index:
Geeft het aantal atomen dat in
het molecuul voorkomt aan
Atoombinding
• Covalentie: het aantal elektronen dat een atoom
beschikbaar heeft voor de atoombinding
Atoombinding
Er zijn ook atomen die meer dan een covalentie hebben.
Bijvoorbeeld: Zwavel (S)  covalentie 2, 4 en 6
Molecuulformule
• Koolstof en zwavel
atomen
Covalentie
aantallen
vereenvoudigen
:C
:4
:2
:1
S
2
4
2
Formule
: CS2
Koolstofdisulfide
Structuurformule
• Een structuurformule is een tekening van
een molecuul.
- Ruimtelijke structuur: hierbij kun je de hoeken
en verbindingen goed zien.
- Eenvoudiger is de structuurformule: deze zijn
gemakkelijker te tekenen.
Ethanol
H-atomen worden voor het
gemak vaak weggelaten.
Huiswerk
• Maken opdracht 24 t/m 32 op blz 48 en 49
• Achterkant van periodiek systeem invullen
Scheikunde
Week 5
Kelly van Helden
2.4 Ionen
•
•
•
•
•
•
Atomen met een lading
Sterkere aantrekkingskracht
Hogere smeltpunten
Kern blijft altijd gelijk
Elektronen kunnen veranderen
Ionen willen lijken op edelgassen
Ionen
• Atomen kunnen elektronen opnemen of
afstaan (buitenste schil)
• Atomen willen zijn als edelgas
• Atomen uit groep 1 staan makkelijk 1
elektron af (elektron positief)
• Atomen uit groep 17 nemen makkelijk 1
elektron op (elektron negatief)
Bijvoorbeeld Na
•
•
•
•
Atoomnummer 11
Kernlading is dus +11
11 protonen en 11 elektronen
Na kan 1 elektron afstaan
– Buitenste schil 1 e
• 11 P 10 E (+11 -10= +1)
• Natrium ion (Na+-ion)
Natrium
Bijvoorbeeld Cl
•
•
•
•
•
•
Atoomnummer 17
Kernlading is dus +17
17 protonen en 17 elektronen
Cl kan 1 elektron opnemen
17 P 18 E (+17 -18= -1)
Chloride (Cl- ion)
Periodiek systeem en ionen
• Atomen uit groep 1
– 1 afstaan dus lading van 1+
• Atomen uit groep 2
– 2 afstaan dus lading van 2+
• Atomen uit groep 16
– 2 opnemen dus lading van 2-
• Atomen uit groep 17
– 1 opnemen dus lading van 1-
Waardigheid van atomen
• Ook wel elektovalentie
• Atomen uit groep 1
– Waardigheid van 1
• Atomen uit groep 2
– Waardigheid van 2
• Atomen uit groep 15
– Waardigheid van 3
• Atomen uit groep 17
– Waardigheid van 1
2.5 naamgeving van ionen
• Positieve ionen behouden dezelfde naam
– Mg2+ = Magnesium ion
– Na+ = Natrium ion
– K+
= Kalium ion
Metalen
• Er zijn metalen die meerdere valenties
kunnen hebben
• Fe2+ of Fe3+
• Deze geven we aan met romeinse cijfers
• Ijzer(II) ion of ijzer(III)ion
• Cu+ en Cu2+
• Koper(I)ion en Koper(II)ion
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-
Negatieve ionen
• Achtervoegsel –ide
– F– Cl– Br – I– O2– S2– N3-
Fluoride
Chloride
Bromide
Jodide
Oxide
Sulfide
Nitride
huiswerk
• Opdracht 33 t/m 44
• Niet maken: 34, 42, 43, 44b, d, f, g
Scheikunde
Week 6
Kelly van Helden
3.3 structuurformules en namen
van moleculaire stoffen
• Molecuul bestaat altijd uit 2 of meer
atomen
• Altijd niet-metalen
• Covalentie
• structuurformules
Molecuulformule
Coëfficiënt:
Geeft het aantal
moleculen aan
2 C2H6O
2 moleculen ethanol
Index:
Geeft het aantal atomen dat in
het molecuul voorkomt aan
Atoombinding
• Covalentie: het aantal elektronen dat een atoom
beschikbaar heeft voor de atoombinding
Atoombinding
Er zijn ook atomen die meer dan een covalentie hebben.
Bijvoorbeeld: Zwavel (S)  covalentie 2, 4 en 6
Structuurformule
• Een structuurformule is een tekening van
een molecuul.
- Ruimtelijke structuur: hierbij kun je de hoeken
en verbindingen goed zien.
- Eenvoudiger is de structuurformule: deze zijn
gemakkelijker te tekenen.
Ethanol
H-atomen worden voor het
gemak vaak weggelaten.
Structuurformule
• Dubbele bindingen
• Drievoudige bindingen
Molecuulformule
• Koolstof en zwavel
atomen
Covalentie
aantallen
vereenvoudigen
:C
:4
:2
:1
S
2
4
2
Formule
: CS2
Koolstofdisulfide
Index en naamgeving
Index
Voorvoegsel
1
Mono
2
Di
3
Tri
4
Tetra
5
Penta
6
Hexa
Naamgeving
• H2O
– Diwaterstofmono-oxide
• P2O5
– Difosforpenta-oxide
• Monostikstofdioxide
– NO2
huiswerk
• Opdracht: 21 t/m 33
• Niet maken: 22, 26, 29.
Scheikunde
Week 7
Kelly van Helden
3.2 elektrisch
geleidingsvermogen
• Een stof kan stroom geleiden wanneer
– De stof moet bestaan uit geladen deeltjes
– De geladen deeltjes moeten vrij kunnen
bewegen
Onderscheid in stoffen
1. Moleculaire stoffen
2. Zouten (opgebouwd uit ionen)
3. Metalen
Welke stoffen geleiden niet?
•
•
•
•
Gedestilleerd water
Alcohol
Hout
perspex
Moleculaire stoffen (bestaan uit niet-metalen):
Dit komt doordat deze stoffen geen
vrije elektronen bevatten!!
Zouten
• Stoffen opgebouwd uit positieve en
negatieve ionen
Zouten bestaan uit:
een metaal en een niet-metaal
• Natrium en Chloor
– Natrium staat steeds 1 elektron af
– Chloor neemt steeds 1 elektron op
• Er ontstaat Natriumchloride (keukenzout)
Ionrooster en ionbinding
• Ieder positief natrium ion is omgeven door
6 chloor ionen en andersom
• Door de aantrekkingskracht tussen
positieve en negatieve ionen blijven de
ionen bij elkaar
– ion binding
Metalen
• Eigenschappen van metalen
– Glanzend uiterlijk
– Hoog smeltpunt
– Geleiden goed warmte
– Geleiden elektrische stroom
– Goed vervormbaar door walsen en smeden
– In gesmolten toestand goed te mengen
Even terug
• IJzer atoomnummer 26
• Aantal protonen is dus: 26 (positief)
• Aantal elektronen is dus: 26 (negatief)
• IJzer staat graag 2 elektronen af
• Dan krijgt ijzer een lading van: +2
• Dat is het ijzer ion
IJzer
• Bestaat uit veel positieve ijzer ionen en uit
twee keer zo veel vrije elektronen
• De ijzerionen zijn gerangschikt in een
rooster
• Hierin bewegen de vrije elektronen zich
kris kras tussen de positieve ijzerionen
door.
• Deze
zorgen voor de binding
Metaalrooster
Metaalrooster
• Bestaat dus uit positieve metaalionen en
uit vrije elektronen die voor de binding
(metaalbinding) in het rooster zorgen
• Wanneer het metaal aangesloten wordt op
stroom gaan alle elektronen dezelfde kant
op
– De beweging van vrije elektronen wordt
gericht
Huiswerk
• Opdracht: 2 t/m 16
– Niet maken: 8, 11, 12, 15