Nee, want indien men dezelfde hexagonal

Vragen 2012
HOOFDSTUK 1
Is ABCCBA een geldig voorbeeld van dichtste bolstapeling? (p 18)
Nee, want indien men dezelfde hexagonale stapeling 2 keer na elkaar gebruikt, is dit niet langer een
dichte bolstapeling, aangezien deze lagen in 3D niet op elkaar aansluiten. De volgende laag ligt dan
dus niet in de holtes van de vorige, en creëert daardoor extra lege ruimte. Tot ABC klopt deze
stapeling wel, alleen de aansluiting CC laat veel ruimte.
Voorbeelden ABCABC (ccp = cubic closest packing) of ABABABA (hcp = hexagonal closest packing) zijn
echter wel correct.
Waarom is de centrale verbinding van butadieen star? (p27)
C4H6 heeft 2 dubbele eindstandige bindingen, de bindingslengten tonen dit aan. Ook de centrale
binding bezit in zekere mate een dubbel-bindingskarakter met een lengte
CH2 = CH – CH = CH2
van 1,46 terwijl normale enkele binding 1,54 Å bedraagt. (dit zal bijzonder
(1,35) (1,46) (1,35)
weinig voorkomen vanwege het overblijvend lone pair op de eind C’s.)
Dit zorgt ervoor dat butadieen een planaire structuur aanneemt, met verhinderde rotatie rond de
centrales as. Het gevolg hiervan is dat er twee ruimtelijke vormen mogelijk zijn:
CIS
TRANS
(Twee naburige sp² koolstofatomen kunnen een additionele covalente binding vormen door overlap
tussen hun respectievelijke 2 pz orbitalen. Deze binding noemt men een π-binding. De covalente
binding op de bindingsas wordt als σ-binding aangeduid.)
Wat is de fysische betekenis van de golffunctie? (http://boek.jacquesdebruijn.nl/41-de-schrodinger-golfvergelijking-nader-beschouwt/ )
De golffunctie zelf heeft geen fysische betekenis.
De probaliteit afhankelijk van de golf wel. Dit geeft de kans aan om een elektron aan te treffen in een
bepaald volume.
Dit wordt begrijpelijk als we het effect bekijken als botsing tussen een foton (=lichtdeeltje) en een
elektron. Het e- ontvangt een energie kwantum h*v, hierdoor kan het e- ontstnappen uit de
potentiaal waarin het gevangen zit. Hierbij komt kinetische energie vrij ½ m*v²
½ m*v² = h*v –e*φ (met φ = elektrisch potentiaal van het materiaal)
Wat was de fysische interpretatie die Schrodinger aan zijn golfvergelijking gaf? Leg uit samen met
de grafiek voor radiale densiteit.(die is gegeven)
De schrödingervergelijking slaagt erin uitgaande van de duale natuur van de elementaire deeltjes een
atoommodel te ontwikkelen dat zowel de energieschaal als de lengtemaat van de atomaire
processen voorspelt en verklaart.
We kunnen onderzoeken hoe de densiteit varieert in een dunne bolschil met dikte dr, en radius r.
Het volume van een dergelijke bolschil is gegeven door 4πr² dr. De radiale probabiliteit wordt dan gegeven door:
dPr = Ψ² ( x,y,z ) 4πr² dr
De radiale probabiliteitsdichtheid voor het 1s-orbitaal wordt dan:
Qr = dPr/dr = 4πr² exp (-2r)
Deze functie is een resultante van 2 tegenstrijdige effecten: enerzijds dooft de golffunctie
exponentieel uit zodat de densiteit afneemt als men zich verder van de kern verwijdert, anderzijds
neemt het volume van de bolschil toe met het kwadraat van de radius. Men leidt af dat deze functie
een maximum bereikt voor r gelijk aan de atomaire lengte-eenheid, a0. De waarde van deze eenheid
kan worden afgeleid uit de Schrödinger vergelijking:
a0 = ε0h² = 0,529 x 10-10m
πmee²
Deze straal wordt de bohr-radius genoemd. Ze stemt overeen met de radius van de orbitaalbaan in
het atoomodel van Bohr, dat als voorloper van de kwantummechanische berschrijving kan worden
beschouwd. Het verschil tussen het Bohrmodel en de kwantummechanische beschrijving is dat het
elektron in het golfmodel niet op een vaste orbitaalafstand blijft maar de volledige ruimte inneemt.
Waarom is de dichtste stapeling in metaal gewenst?
Zo wordt de hoogst mogelijke ladingsdichtheid gecreëerd: hun buitenelektroden verplaatsen zich dan
gemakkelijk door het rooster.
Waarom zijn ionische bindingen bros? (H1, p13)
Naast attractiekrachten tussen de deeltjes met tegengestelde ladingen, die zich in het beste geval
naast mekaar bevinden, bevinden zich ook repulsiekracht in het rooster tussen deeltjes met dezelfde
lading. Als een roostervlak wordt verschoven, komen gelijk geladen deeltjes naast elkaar te staan. Dit
zorgt voor repulsie en het rooster spat uiteen = bros.
Schets de structuur van NH4+
Ammoniak kan reageren met een proton ter vorming van het ammonium-ion, NH4+.
Men kan de vorming voorstellen als de positieve lading van het proton die addeert op
het negatieve lone pair. Maar het resultaat is ISO elektrisch met methaan (zelfde
aantal elektronen), en neemt dus ook de perfecte tetraëdische symmetrie aan, met
volledige delokalisatie van de positieve lading over de vier aanwezige protonen (107°).
Wat zegt het Pauli – beginsel? (H1, p10)
Pauli stelde dat elektronen geen individualiteit bezitten en in de kwantummechanische beschrijving
dus onderling perfect verwisselbaar dienen te zijn. Met andere woorden: de elektronendensiteit mag
niet veranderen als men twee elektronlabels omwisselt. De elektronendensiteit is het kwadraat van
de golffunctie, dus deze moet symmetrisch of antisymmetrisch zijn onder de uitwisseling.
Een voorbeeld is Y(1,2)=f(1)g(2) -+ f(2)g(1). Pauli toonde aan dat de antisymmetrische oplossing de
juiste was. Dit had tot gevolg dat indien f=g Y 0 zou worden. Twee elektronen kunnen niet alle
kwantumgetallen hetzelfde hebben. Dit leidde tot het ‘Aufbau principle’ met de geleidelijke opvulling
van de orbitalen, met ieder orbitaal ontdubbeld in twee spin-orbitalen.
Wat vertelt de Haber-Born cyclus? (H1, p14)
De binding van een ionisch rooster wordt, bv MgO of NaF, uitgedrukt door de bindingsenthalpie. Dit
is de energie die vrijkomt wanneer tegengesteld geladen ionen vanuit gasvormige geïsoleerde
toestand worden gestapeld in het ionisch rooster. Deze energie kan afgeleid worden uit de Haber –
Borncyclus, dat een gesloten kringloop is. (vormingsenthalpie – sublimatie – ionisatie-energie –
monoatomisch maken – elektronenaffiniteit – roosterenthalpie)
De golffunctie voor een H-atoom in de grondtoestand. Bespreek het verschil in MOT- en VBTzienswijze. Geef de symmetrie.
Bij een covalente binding worden elektronen met elkaar in gemeenschap gesteld om zo de
edelgasconfiguratie te bereiken.
De covalente binding werd uitgewerkt in 2 grote modellen: de Moleculair Orbitaaltheorie (MOT) en
de Valentiebindingstheorie (VBT).
Verschil MOT en VBT
In MOT is de binding een gedelokaliseerd fenomeen beschreven door molekulaire orbitalen die zich
uitstrekken over het gehele kernskelet.
Bij VBT daarentegen is de binding een aangelegenheid tussen 2 atomen.
De VBT functie stemt overeen met de ‘covalente’ termen in de MOT.
De MOT overdreef de ionische termen, VBT schakelt ze helemaal uit.
De werkelijke golffunctie ligt tussen beiden.
In beide modellen is de chemische binding gebaseerd op het uitwisselen van elektronen tussen
atomen.
Welke inzichten lagen aan de grondslag van de Schrôdingervergelijking? (H1 p12)
De atoomhypothese
De wet van planck: deze zegt dat de energie van een lichtgolf evenredig was met de frequentie. De
evenregidheidsconstante is h (de constante van Planck).
E = hv
De wet van Einstein: legt de equivalentie tussen massa en energie vast.
E = mc²
Bespreek de stapelingsproblematiek in kristallen van ionische verbindingen (H1 p15)
De ionbinding is een binding tussen een atoom met lage ionisatiepotentiaal (alkali- en
aardalkalimetalen) en een atoom met hoge elektronenafiniteit (zuurstof en halogenen).
Kationen geven 1 of meer elektronen af ter vorming van de edelgasconfiguratie.
Anionen nemen 1 of meer elektronen op ter vorming van de edelgasconfiguratie.
Het is belangrijk zich te realiseren dat niet alle krachten in dergelijke kristallen attractief zijn. Het
rooster van ionische kristallen is zo opgebouwd dat alle kationen zijn omgeven door anionen en
omgekeerd. Het coördinaatgetal van een kation A is het aantal anionen B die het kation omringen.
Dit coördinaatgetal wordt bepaald door volgende regel:
√2 − 1 ≤ ≤ √3 − 1
CN 4
CN 6
CN 8
Tetraëder octaëder hexaëder
In welke eenheden zou je de golffunctie uitdrukken?
De Schrödingervergelijking is een differentiaalvergelijking en dat wil zeggen dat er slechts bepaalde
golffuncties ψ zijn die eraan voldoen. Welke functies dat zijn wordt in belangrijke mate bepaald door
hoe de potentiële energie V eruit ziet als functie van de coördinaten x,y,z van de ruimte.
De golffunctie die resulteren uit deze berekeningen geven niet aan waar het elektron zich op elk
ogenblik bevindt, maar leveren alleen algemene informatie over de trefkans of de waarschijnlijkheid
om dit elektron op een bepaalde plaats (orbitalen) in het atoom te treffen.
Trefkans / positie
Op welk nulpunt is de energie van de schrödingervergelijking gebaseerd?
(de grondtoestand van het elektron op de 1s schil van H-atoom is blijkbaar fout)
Wat leert ons het foto-elektrisch effect? (H1, p4)
Wanneer licht van een geschikte golflengte een metaal bestraalt worden elektronen uitgezonden
met een kinetische energie, die in het geheel niet afhangt van de intensiteit van de lichtbundel, maar
wel van de frequentie.
Botsing foton elektron, waarbij het het foton het elektron een energiekwamtum hv zal gegen, dat het
in staat stelt te ontsnappen uit het potentiaal, met een kin E=
½ m v² = hv - eФ foton
Ф = elektronenpotentiaal
h = evenredigheidsconstante van Planck
v = frequentie
Bespreek de ionisatiepotentiaal van de verschillende atomen. (adhv de grafiek, die gegeven is) (H1 p. 12)
Een mooi beeld van de periodiciteit van de elementen verkrijgt men door de ionisatiepotentiaal, d.i.
de energie nodig voor de verwijdering van een elektron, uit te zetten in functie van het atoomgetal,
zie Fig. 1.4. Merk vooreerst op dat geen enkel atoom spontaan een elektron afstoot. De kernattractie
wordt nooit volledig door afscherming teniet gedaan. De grafiek begint bij het H-atoom met een
bindingsenergie van 13.6 eV (reken om in kJ/mol). Het meest opvallend is het zaagtandpatroon, met
telkens maximale ionisatiepotentialen voor de edelgasatomen (He, Ar, Kr, Xe, ...) die telkens een
periode afsluiten. Bij deze atomen wordt een np-schil gesloten, waarin de elektronen mooi ruimtelijk
verdeeld zijn volgens de Cartesiaanse richtingen, en daarbij maximaal kunnen gebruik maken van de
kernattractie door elkaar minimaal te hinderen. Het volgend elektron wordt verwezen naar een
hogere baan, die sterk door de onderliggende schillen is afgeschermd. Dit effect verklaart waarom
edelgassen steeds worden gevolgd door elementen met zeer lage ionisatiepotentiaal, met name de
alkali metalen Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. De stabiliteit van gesloten schilstrukturen merkt men ook in
geringere mate op bij het sluiten van de ns-schil met de aardalkali-metalen Be en Mg. Tenslotte blijkt
ook een half-gevulde np-schil extra stabiliteit te bezitten door een goed gespreide ruimtelijke
verdeling, zoals voor N en P.
De stabiliteit van gesloten schillen verklaart ook dat de elementen die de edelgassen juist vooraf
gaan, met name de halogenen F, Cl, Br, I spontaan een elektron kunnen opnemen ter vorming van
een anion met gesloten schil. De energie die vrijkomt wanneer een element in de gasfase een
elektron opneemt noemt men de elektronenaffiniteit van het element.
Waarom is de ionisatiepotentiaal van Na groter dan die van Cs?
De ionisatiepotentiaal daalt van boven naar beneden in een groep:
De afstand tussen de kern en het elektron wordt groter, waardoor het elektron makkelijker
afgegeven wordt.
De ionisatiepotentiaal stijgt van links naar rechts in een periode:
De atoomlading wordt alsmaar groter, hierdoor wordt de elektrostatische aantrekking groter en het
wordt dus moeilijker een elektron af te nemen.
Wat is de hybridisatie van koolstof in alleen?
De centrale koolstof is een sp-hybridisatie, de terminale koolstoffen zijn sp²-hybridisaties.
HOOFDSTUK 2
Bespreek colloïden.
Een colloïde bestaat uit twee fasen, waarbij de ene zeer fijn verdeeld is of gedisperseerd in de
andere. De partikelgrootte van de verdeelde fase is daarbij zo klein (20 tot 100 μm, 1μm = 10-6 m)
dat de deeltjes niet door een gewone microscoop kunnen worden waargenomen, en ook niet door
filterpapier worden tegengehouden. Wel verstrooien ze het licht (Tyndall effect). Dit verklaart bv.
waarom melk wit is en niet doorzichtig. In tegenstelling tot grove suspensies, zoals bv. zand in water,
die mechanisch moeten worden geroerd om ontmenging te voorkomen, blijven colloïden vaak
gedurende lange tijd stabiel. Daarbij speelt de grenslaag of interfase tussen beide fasen een
belangrijke rol.
Scheiden:
- Door verwarmen: coagulatie: samenklitten, botsingen heviger maken
- Door andere ionen toe te voegen: elektrische dubbellaag wordt smaller, deeltjes minder
stabiel: spontaan coaguleren
Benaming
Aard
Aerosol
Vaste stof in gas, bv.: roet, smog
Schuim
Gas in vloeistof of vaste stof
Sol
Vaste stof in vloeistof, bv. precipitaat
Emulsie
Vloeistof in vloeistof, bv. melk, detergent
Gel
Emulsie met afgenomen fluiditeit
Indien men aan een oplossing van kaliumchloride een overmaat zilvernitraat toevoegt, kan men een
colloïde van vast zilverchloride in water vormen:
KCl + AgNO3 → KNO3 + AgCl ↓
+zie hoofdstuk 2 pg 14
Kan men verhinderen een emulsie te coaguleren door toevoegen van warmte? (H2, p13)
Nee men gaat het net bevorderen.
Een emulsie is een colloïde die bestaat uit 2 vloeistoffen. Nemen we kaliumchloride en zilvernitraat,
dan krijgen we kaliumnitraat en zilverchloride, die neerslaat, waardoor we een sol krijgen, vast in
vloeistof. We krijgen door de oververzadiging kiemvorming van kleine kristalletjes AgCl, met in de
grenslaag een overmaat Ag+, waardoor het partikel elektrisch is geladen, op grotere afstand is de
neutraliteit aanwezig door de aanwezigheid van ionen met tegengestelde lading, namelijk NO3-. De
homogeniteit van het mengsel wordt geschonden.
Emulsie = colloïde (vloeistof in vloeistof, vb: melk)
Coaguleren = neerslaan
Door het toevoegen van warmte wordt de colloïde stabiliteit verlaagt en wordt de precipitatie
(=neerslag) bevorderd.
Dus het coaguleren wordt bevorderd ipv verhinderd.
Waar of Vals: Colloïdaal zilver gaat coaguleren (neerslaan) door toevoeging van Kaliumnitraat?
Waar: toevoegen van een zout aan een colloïde zorgt ervoor dat de colloïde neerslaat.
Waar of niet waar? Een suspensie wordt niet tegengehouden door een filterdoek? (H2, p13)
Niet waar: Suspensie = een grof mengsel, dat in tegenstelling tot een colloïde na verloop van tijd gaat
ontmengen. Er is ook geen sprake van de microscopisch kleine verdeling, waardoor deze wel door
een filterdoek wordt tegengehouden.
Een suspensie (vb: zand in water) wordt tegengehouden door een filterdoek.
Een suspensie is grover dan een colloïde, die niet wordt tegengehouden door een filterdoek.
Wat is een sol? (H2, p13)
Een sol is een colloïde, dat bestaat uit een vaste stof die verdeeld is binnen een vloeistof.
Een colloïde bestaat uit twee fasen, waarbij de ene zeer fijn verdeeld is of gedisperseerd in de
andere. Ze verstrooien licht en blijven vaak gedurende lange tijd stabiel. (vb: precipitaat, inkt)
Wat zijn detergenten, waarvoor worden ze gebruikt?
Een detergent:
 is een oppervlakteactief reinigingsmiddel
 wordt gebruikt voor het stabiliseren van dispersie (verdeeldheid van de 2 stoffen in een
colloïde)
 heeft een hydrofiele kop en een hydrofobe staart, hierdoor zijn ze uitstekend geschikt als
grenslaag tussen een waterachtige en een olieachtige fase.
Bij het oplossen van het detergent in water leidt dit tot stabilisatie van de grenslaag en een
vermindering van de oppervlaktespanning.
Vanaf een zekere kritische concentratie bereikt de
oppervlaktespanning een constante waarde en verdere toevoeging van
detergent leidt vanaf nu tot vorming van kleine sfeervormige clusters
of micellen (polaire uiteinden naar buiten gericht en staart naar
binnen).
Micellen vormen een colloïdale verdeling van een olieachtige vloeistof
in water. Ze zijn in staat vetstoffen te absorberen in hun hydrofobe
kern, wat hun werking als detergent verklaart.
Intermoleculaire krachten uitleggen, hoe gedragen ze zich in een vloeistof?
Intermoleculaire krachten:
 zorgen voor de cohesie van vloeistoffen.
 zijn krachten tussen moleculen onderling.
 zijn zwakker dan chemische bindingen.
 is het geheel van Londeninterachties, dipool-dipool interacties en H-bruggen.
 spelen een belangrijke rol in het kookpunt, de dichtheid en de oppervlaktespanning.
De Londen-dispersiekracht treed op in alle moleculen, het is een universele cohesiekracht.
Door de beweging van de elektronen verandert de ladingsverdeling in een molecule voortdurend.
Atomaire systemen zijn daardoor dragers van dynamische dipoolmomenten.
Hoe groter en hoe zwaarder de moleculen, hoe sterker de kracht.
Moleculen kunnen ook drager zijn van permanente elektrische dipoolmomenten.
Waterstofbruggen zijn een specifieke vorm van intermoleculaire krachten.
Ze treden op in moleculen waar H gebonden is aan O, N of F.
Het is een zeer sterke aantrekkingskracht.
Geef enkele toepassingen van vloeibare kristallen
Vloeibare kristallen hebben belangrijke technologische toepassingen. De ordening van de moleculen
kan zowel door temperatuur als door elektrische velden worden beïnvloed. Op die wijze beschikt
men over een medium waarvan de anisotropie eenvoudig kan worden gestuurd. Dit vindt o.a.
toepassingen in liquid crystal displays, en temperatuursensoren.
Wat is het Tyndall effect?
Verstrooiing van het licht.
Dit effect doet zich vooral voor bij colloïden.
Waarom is diamant een isolator?
De apotheose van het sp3 hybridisatiemodel vinden we terug in de structuur van diamant, waarbij
elk C atoom is omgeven door vier koolstofburen. De atomen vormen een reusachtig hecht covalent
netwerkmolecule, dat verantwoordelijk is voor de grote hardheid van diamant.
Omdat diamant een kristalrooster heeft, is het een isolator. Bij grafiet kunnen de elektronen vrij
bewegen, in diamant is dit niet mogelijk omdat elk elektron, wat zou kunnen bewegen, al meedoet
aan een binding.
Waarop berust de London-dispersiekracht?
Inter moleculaire krachten tussen tijdelijk gepolariseerde moleculen.
De intermoleculaire krachten, die de cohesie van de vloeibare fase uitmaken, zijn aanzienlijk zwakker
dan chemische bindingen. Een universele cohesiekracht, die optreedt in alle moleculen (ongeacht
hun lading of polariteit) is de zg. London-dispersiekracht.
Door de beweging van de elektronen fluctueert de ladingsverdeling in een molecule voortdurend
16
met een zeer hoge frequentie (10 Hz). Atomaire systemen zijn daardoor dragers van dynamische
dipoolmomenten. Naburige moleculen zijn door synchronisatie van deze dynamische dipolen in staat
de fluctuaties van ladingsverdeling op elkaar af te stemmen, waaruit een attractieve potentiaal
ontstaat. Deze heeft een zeer korte dracht en neemt af met de zesde macht van de afstand tussen de
moleculen. Hoe groter en zwaarder de moleculen, hoe sterker deze London kracht.
Op het feit dat alle moleculen elkaar een beetje aantrekken (ongeacht hun lading of polariteit).
Quasi-kristallen hebben toch een soort van geordende structuur, leg uit.
Vb: het penrose patroon
Opvulling van een vlak met behulp van 2 ruitvormige tegels, met hoeken van resp. 72° en 36°.
De verhouding van het aantal ruiten met hoeken van 72° over het aantal ruiten met hoeken van 36°
is gelijk aan de gulden snede.
Deze verhouding is een irrationaal getal, men kan dus geen eenheidscel vinden met een eindig aantal
ruiten.
Het Penrose patroon is dus niet kristallijn, maar heeft toch een zichtbare oriëntationele orde van de
tienhoekige grondvormen die men in de tegeling kan ontwaren.
Dit noemt men een quasi-kristallijne stapeling.
HOOFDSTUK 3
Wat is de entropie van een gas op het absolute nulpunt?
Als de moleculen in hun meest stabiele toestand zijn, bewegen ze niet meer op hun absolute
nulpunt. In dit geval is de absolute entropie gelijk aan nul. (derde wet van de thermodynamica: alle
processen komen tot stilstand bij het benaderen van het absolute nulpunt van de temperatuur. OF:
Wanneer een perfect kristal afgekoeld wordt tot de temperatuur gelijk is aan 0 Kelvin benadert de
entropie de waarde nul.)
Is de snelheid van een reactie evenredig met de temperatuur?
Niet recht evenredig maar wel evenredig.
v = k(T) [A][B]
k(T) = k0 e–Ea/RT
Uit bovenstaande formule kan je afleiden dat de snelheid van een reactie niet recht evenredig is met
de temperatuur, maar wel evenredig. (De reactiesnelheid is afhankelijk van de activeringsenergie en
de temperatuur. Voor veel reacties geldt dat ze bij een 10°C hogere temperatuur 2-3 keer zo snel
verlopen.)
Opgave 4 p. 11.
Zie apart blad
Is de evenwichtsconstante drukafhankelijk?
Neen.
De totale druk verandert, de partiële druk niet.
De evenwichtsconstante hangt enkel af van de partiële druk.
Heeft drukverandering invloed op een chemische reactie
Als de chemische reacties in beide leden van de vergelijking evenveel gasdeeltjes heeft niet.
In alle andere gevallen wel.
Bij verhoging van de druk verschuift het evenwicht in de richting van het kleinste aantal gasdeeltjes.
Drukverlaging bevordert de reactie in de richting van het grootste aantal gasdeeltjes.
Leg het verband tussen het chemisch evenwicht en het principe van Le Chatelier uit.
Het principe van Le Châtelier zegt dat als men een systeem uit evenwicht brengt, het zich steeds zal
proberen aan te passen zodat het effect van deze ingreep teniet wordt gedaan.
Het chemische evenwicht is dus stabiel: bij een verandering van druk, temperatuur of concentratie
zal het systeem zich altijd aanpassen zodat deze ingreep teniet wordt gedaan.
Druk
Bij verhoging van de druk verschuift het evenwicht in de richting met het kleinste aantal gasdeeltjes.
De drukverandering heeft geen invloed als beide zeiden hetzelfde aantal mol gasvormige
componenten heeft.
Temperatuur
Bij temperatuurverhoging van een systeem in evenwicht reageert het systeem door omkeer van een
exotherm proces. Het gevolg hiervan is dat de warmte aan de omgeving onttrokken wordt, wat de
temperatuurstijging tegenwerkt.
Een endotherm proces wordt door warmtetoevoer begunstigd.
Proces thermoneutraal: geen invloed door temperatuursverandering.
Concentratie
Bij het verwijderen van een bestanddeel verschuift het evenwicht in de richting van de aanmaak van
het bestanddeel om zo terug de evenwichtsconstante te herstellen.
Bij het toevoegen van reagentia verplaatst het evenwicht naar de producten.
Wat kunnen we afleiden uit de Haber – Boschcyclus? (H1, p14)
Haber-Bosch is het industriële proces waarbij ammoniak wordt gevormd.
De invloed van concentratieverandering van een stof op het chemisch evenwicht.
Wanneer men in een chemisch evenwicht een bestanddeel verwijdert (afvoer van NH ), dan
verschuift het evenwicht in de richting van aanmaak van dit bestanddeel om zo de
evenwichtsconstante te herstellen.
Dit effect berust op het principe van Le Châtelier: als men een systeem uit evenwicht brengt, zal het
zich steeds proberen aan te passen zodat het effect van deze ingreep teniet wordt gedaan.
Invloed van temperatuur en druk
Temperatuur zo laag mogelijk en de druk zo hoog mogelijk voor een zo hoog mogelijke productie aan
ammoniak. Maar deze parameters dienen echter wel worden afgewogen tegenover de snelheid
waarmee het evenwicht zich instelt (en de ammoniak dus wordt geproduceerd) en het risico van
extreme druk bij chemische installaties. Hoogste rendement: Gebruik van katalysator, 350-500°, 1001000 bar
HOOFDSTUK 4
Wat is een indicator-elektrode?
Een indicator-elektrode wordt gebruikt om de concentratie van een analiet te berekenen door de
spanning te meten.
Men dompelt een referentie-elektrode (vb: calomel) en de indicator-elektrode in de te onderzoeken
oplossing. De 2 elektrodes staan met elkaar in verbinden via een spanningsmeter om een gesloten
stroomkring te vormen.
Men meet de spanning tussen beide en berekent daaruit de concentratie van de analiet.
Voor een nauwkeurige spanningsmeting gebruikt men de potentiometer. Dit toestel legt een
spanning aan die de te meten spanning opheft en zo de kring stroomloos maakt. (spanningsverliezen
over weerstanden uitgeschakeld)
Er zijn verschillende soorten indicator-elektroden.
Voor kationen volstaat vaak een plaatje van het overeenkomstig metaal (vb: zink in een oplossing van
zinkionen).
Een ander type is de membraan-elektrode. Hierbij wordt de eigenlijke elektrode afgeschermd van de
oplossing door een membraan (vb: pH-meter).
In een gecombineerde elektrode worden indicator en referentie in een handige stift verenigd.
Wat is vereist opdat een indicator efficiënt kan toegepast worden? (H4, p10)
(Dat de pKIn van de indicator ongeveer gelijk is aan de pH van de oplossing, zo kan er een duidelijke
kleuromslag optreden.)
Het typisch sprongpunt van de pH bij equivalentie geeft aanleiding tot kleuromslag bij een indicator.
Een indicator is meestal een zwak zuur, dat van kleur verandert bij verlies van een proton:
HIn + H2O  In- + H3O+
(met ln = Indicator)
rood
blauw
De zuurconstante van de indicator legt een rechtstreeks verband tussen de zuurtegraad en de
verhouding van de geprotoneerde over gedeprotoneerde vorm:
pKIn = pH – log [In-]
( ! een variatie van 2ph eenheden in het equivalantie gebied geeft aanleiding tot een
honderdvoudige verandering van de concentratieverhouding tussen beide kleurvormen)
[HIn]
Men dient bij voorkeur een indicator te nemen waarvoor de pKIn bij benadering gelijk is aan de pH
van het equivalentiepunt. In dat geval zijn beide vormen gelijk aanwezig op dit punt en is er een
duidelijke kleuromslag.
Waar of vals: het oplosbaarheidproduct van een oplossing vermindert bij toevoegen van
gemeenschappelijke ionen.
Vals, de oplosbaarheid vermindert. Het oplosbaarheidsproduct blijft, het is een constante,
enkel afhankelijk van de temperatuur. Het kan gezien worden als een drempelwaarde, als het
product der concentraties deze drempelwaarde overschrijdt dan treedt er vorming van neerslag op.
De oplosbaarheid is het aantal mol van een vast product dat kan worden opgelost in een liter
oplossing.
Beïnvloedt hoeveelheid base of zuur de bufferwerking?
Ja, de verhouding mag niet te groot worden! Bij een buffer moet 𝐶 ≈ 𝐶
Is de pH van een bufferoplossing afhankelijk van verdunning?
De pH van een buffer is afhankelijk van de verhouding tussen de twee samenstellende stoffen en niet
van hun concentraties. Wel veranderd de capaciteit van de buffer, want de capaciteit hangt af van de
formele concentraties op zich en niet van die verhouding tussen beiden.
Wat zijn commodities?
Basisproducten van de anorganische industrie.
Zij vormen de schakel tussen de grondstoffen en de afgewerkte producten.
Geef twee toepassingen van elektrolyse (H4, p26)
- winning van Aluminium uit het erts bauxiet. Bauxiet erts bestaat vooral uit Al2O3,
gecontamineerd met silicaten, titaan en ijzer. Men geeft de voorkeur aan het Hall-Heroult
procédé. Het wordt opgelost in een kryoliet dat reeds bij 950° vloeibaar is. Vriespunt
verlagend effect. Cryoliet, met samenstelling Na3AlF6 is thermodynamisch stabiel in het
spanningsbereik dat nodig is voor de elektrolyse van Bauxiet: natrium is immers sterker
elektronpositief dan aluminium, en fluor is sterker elektronnegatief dan zuurstof. Aan de
anode wordt zuurstof ontwikkeld. De anode(+) bestaat uit koolstof en brandt op
(sacrificieel), waardoor de ontwikkelde zuurstof wordt verwijderd en de reactie versterkt(
wel kleine hoeveelheden HF, dus zuivering lucht nodig):
2O2- + C -> 4e- + CO2
-
De kathode(-) is de stalen bak(bekleedt met grafiet voor de levensduur) waarin de
elektrolyse wordt uitgevoerd. Deze helt lichtjes zodat het gevormde aluminium metaal dat
bij de werktemperatuur vloeibaar is, kan uitlopen, zoals bij een hoogoven:
Al3+ + 3e- -> Al
Jaarlijks wordt zo 16miljoen ton Al bereid, maar een kwart van de kosten gaat naar Energie,
dus wordt er steeds meer overgeschakeld op recyclage.
Omkeer van corrosie: zilveren voorwerpen in metallische toestand herstellen. Zie terug.
Electroplating: voorwerp met metaallaag bedekken
Electrolytische omkeer van corrosie: zie volgende vraag
Wat veroorzaakt zwarting van zilver? (H4, p28)
Kalksteen werd verwijderd via een zuurbad, maar zilveren voorwerpen die lange tijd in het water
hebben gezeten/gelegen, geraken bedekt met een zwart neerslag van zilversulfide, Ag2S, corrosie.
Door de reactie met waterstofsulfide van bacteriële oorsprong.
2Ag + H2S -> Ag2S + H2 ↑
Dit is een galvanische reactie, die we kunnen omkeren via een elektrolytische reactie.
(mogelijke afzet van kalksteen wordt eerst verwijderd door een zuur bad). We steken het zilver in
een oplossing NaOH en verbinden dit met de negatieve pool (kathode) van de voeding:
Ag2S + 2e- -> 2Ag + S22H+ +2e- -> H2
De ontwikkeling van de waterstofbelletjes vergemakkelijkt het afschilferen.
Aan de anode wordt zuurstof ontwikkeld. 4OH- -> 2H2O +O2+4e-
Waar of vals: de oplosbaarheid van kalksteen neemt toe als de temperatuur stijgt.
Vals, ze neemt af als de temperatuur stijgt. Bij verwarmen neemt de oplosbaarheid van CO2 in water
sterk af (bruiswater lang uit de koelkast laten staan vermindert de prik) . Dat betekent minder
Co2(aq), waardoor er samen met H2O minder koolzuur wordt gevormd. Minder koolzuur betekent
minder vorming CO3 2-, waardoor het evenwicht van de reactie CaCo3(s)  Ca2+ + CO3 2- naar links
zal verschuiven.
Twee voordelen van het kwikprocédé voor bereiding chloor. (H4, p32)
- Maakt nog steeds 50 procent van de productie uit
-
Voordelen: De productie van zuiver chloorgas (itt andere processen (ClO2 vorming)) en een
geconcentreerde oplossing NaOH (itt Diafragma procedé).
(nadelen)
- Hoge spanning, hoge zuiverheidseisen van het pekel en vooral de milieulast van kwik, al is de
emissie sinds 1977 met ruim 90 procent teruggedrongen.
Geef twee voordelen van het membraanproces bij de bereiding van chloor
- Hoge zuiverheid van het gevormde NaOH
- Geringer stroomverbruik in vergelijking met het kwikproces
- Geen milieubelastende stoffen als kwik of asbest
(nadelen)
- Lichte contaminatie van chloor met zuurstof
- Zeer hoge eisen aan de zuiverheid van de pekel
Twee nadelen diafragma procedé voor bereiding chloor. (H4, p35)
- De contaminatie van chloorgas met zuurstof
- De gezondheidsrisico’s verbonden met asbest
- De uitvoerige nabehandeling van de baseoplossing NaOH ( zuiveren en concentreren)
(voordelen)
- Lagere spanning
- Lagere zuiverheidseisen van de pekel.
Hoe wordt fosforzuurgemaakt (H3PO4)? (H4,p13+14)
Zwavelzuur ontsluit fosforzuur uit het mineraal apatiet [Ca5(PO4)3.F] De netto reactie voor zuiver
calciumfosfaat is als volgt:
Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 → 3CaSO4 + 2H3PO4
(= Calciumsulfaat + fosforzuur)
Calciumsulfaat reageert met H2O tot gips (lage vraag, hoog aanbod), fosforzuur (hoge vraag, lager aanbod) = afvalprobleem
Zwavelzuur:
S + O2  SO2
SO2 + O  SO3
SO3 + H2O  H2SO4
(verbranding)
(oxidative door katalysator)
(het gas blussen door water)
ontstaat op zijn beurt vanaf SO2, dat via verbranding van zwavel ontstaat en vervolgens over een katalysator geleid en
geoxideerd tot SO3, dit wordt geblust tot zwavelzuur, zonder vrijkomen van sulfureuze dampen of te grote hitte.
Waarvoor wordt fosforzuur gebruikt?
Voor de productie van meststoffen en detergenten.
Koperelektrode in Cu2+, platina-elektrode in KMNO4, vanwaar lopen de elektronen?
De elektronen lopen van lage naar hoge potentiaal, dus van koper naar platina.
De reductiepotentiaal van platina is hoger dan die van koper, omdat platina een sterker oxidans is
dan koper. Platina is teven een edelmetaal.
Waarom hebben bronzen voorwerpen groene schijn? < legering van koper en tin (H4, p53)
Door inwerking van CO2 uit de lucht kan de passiverende laag ( CuO) in de loop van de tijd worden
omgevormd tot een gemengd carbonaat-hydroxide: CuCO3.Cu(OH)2. Dit is ook de samenstelling van
het mineraal malachtiet, met een groene kleur, die kenmerkend is voor het patina van koperen en
bronzen voorwerpen.
Waarom wordt corrosie in zout water erger?
Opdat het zoute water reageert als een elektrolyt en dus elektronen extra goed geleid.
Frasch procedé, leg uit. (H4, p13)
voor de ontginning van zwavel als vrij element. Stoom,
oververhit tot 165C°, wordt de grond ingepompt door de
buitenste van 3 concentrische buizen. In de centrale buis wordt
lucht gepompt onder een druk van 40 bar. De hitte doet het
zwavel smelten in de ondergrond en het mengsel van vloeibare
zwavel, water en lucht wordt opgestuwd via de middelste buis.
Andere methoden is via aardgas en vooral via zinkblende erts.
Is koper corrosief? (H4, p52)
Een halfedel metaal. Koper wordt niet gemakkelijk geoxideerd
(gecorrodeerd). Vanaf pH = 4 ontstaan er neerslagen van
eenwaardig (Cu2O) en tweewaardig (CuO) koper. Deze vormen
ondoordringbare deklagen, die zorgen voor afdoende passivatie
(waardoor verdere corrosie wordt vermeden).. In zuurstofarm
water is koper redoxstabiel. Koper wordt dus enkel gecorrodeerd
als de pH onder 4 zakt en de potentiaal zich boven 0,34 bevindt.
Waarvan wordt kalk gemaakt?
Kalk wordt gevormd door het verhitten van kalksteen (CaCO3),
waarbij koolzuur ontsnapt. Het bindt met water tot Ca(OH)2,
gebluste kalk.
CaCO3
CaO + CO2
CaO + H2O
Ca(OH)2
Kalk wordt gebruikt als bindmiddel in de bouwnijverheid en als grondstof voor cement.
Wat is ongebluste kalk?
CaO.
Het wordt gevormd door het verhitten van kalksteen.
CaCO3
CaO + CO2
Ongebluste kalk reageert met water tot gebluste kalk.
CaO + H2O
Ca(OH)2
Bereken K voor de reactie waarbij Cu2+ gereduceerd wordt naar metallisch koper door
waterstofgas in een zuur midden.
Cu2+ (aq) + 2e- Cu(s)
E° = +0,340V
1 Faraday = 96500C/mol ideaal gasconstante = 8,31J/K.mol
Werking glaselektrode uitleggen om een pH te meten.
We hebben een oplossing van de te meten stof met daarin een referentie-elektrode (vb: calomel) en
een indicatorelektrode gedompeld.
Bij de glaselektrode is de membraanelektrode de indicatorelektrode. De eigenlijke elektrode wordt
afgeschermd van de oplossing door een membraan, een dun laagje glas.
De binnenzijde van het membraan bevat een oplossing met een standaardconcentratie aan
protonen. De buitenzijde is in contact met de te meten oplossing.
Glas bestaat uit een amorf silicaatrooster waarin negatieve sites voorkomen, waaraan kationen zijn
gehecht. Bij hydratatie van het membraan zullen de kationen in de oplossing gaan en de negatieve
sites worden gesolveerd. In een zure oplossing dringen protonen uit de oplossing door poriën de
grenslagen binnen en binden zich aan de negatieve sites.
De totale belading van het membraan met protonen is afhankelijk van de zuurtegraad van de
oplossing.
Zo ontstaat door verschillende belading aan weerskanten van het membraan een junctiepotentiaal,
die een maat is voor de concentratie in oplossing.
In een gecombineerde elektrode worden indicator en referentie in 1 stift verenigd.
Het oplosbaarheidproduct van kwiksulfide heeft een extreme lage waarde: K=1,6*10^-52. Welk
volume van een verzadigde HgS oplossing bevat gemiddeld genomen 1 enkel kwik(II)-ion?
Bepaal de fasegrens tussen ferri-hydroxide neerslag en een oplossing van ijzerionen in het
Pourbaix diagram.
Bij een minder zuur milieu kan Fe2+ (en Fe3+) neerslag vormen volgens het evenwicht:
Fe(OH)2
Fe2+ + 2 OHHet oplosbaarheidsproduct wordt dan gegeven door:
𝐾 = [𝐹𝑒 ]. [𝑂𝐻 ] = 1,58 . 10
(zie formularium)
Voor een Fe2+ concentratie van 1M wordt K1 overschreden vanaf pH=6,6.
Rechts van dit punt vormt zich een neerslag van ferro-hydroxide.
Vanaf dan is de Fe2+ concentratie in de Nernstvergelijking een strikte functie van de OHconcentratie volgens het oplosbaarheidsproduct. Door substitutie kan de Nernstvergelijking worden
beschreven als:
EFe2+/Fe = -0,44 – 0,030 log (1/[Fe2+])
= -0,44 – 0,059 log [OH-] + 0,030 log K1
= -0,05 – 0,059 pH
Deze vergelijking beschrijft lijn 12 en geeft het evenwicht tussen metallisch ijzer en een vochtige
neerslag van Fe(OH)2, dat het metaal bedekt.
Kan aluminium reageren in een zuur milieu? (H4, p54)
3Aluminium is een belangrijke non-ferro metaal, het wordt zeer gemakkelijke geoxideerd , maar
wordt over een zeer groot pH gebied gepassiviseerd door een neerslag
van hydrargilliet (amfoteer). Al2O3.3H2O. In sterk basisch milieu
gedraagt het oxide zicht als een zuur, waarbij aluminaat in de oplossing
gaat:
Al2O3.3H2O + 20H- > 2Al(OH)4In zeer sterk milieu daarentegen gedraagt het hydrargilliet zich als een
base, en lost het op onder vorming van gehydrateerde Al3+ ionen.
Al2O3.3H2O +6H30+ > 2Al(H20)6 3+
Dit gebeurt wel pas vanaf pH=2, lager wordt aluminium gecorrodeerd.
Bespreek de corrosie van aluminium, hoe kan je corrosie beschermen?
Aluminium wordt zeer gemakkelijk geoxideerd.
Toch wordt het veel als bouwmateriaal gebruikt, omdat het over een groot pH-gebied wordt
gepassiveerd door een neerslag van hydrargilliet (Al2O3.3H2O)
Deze neerslag kan zich gedragen als een zwak zuur en als een zwakke base, afhankelijk van de
zuurtegraad van de omgeving.
In niet-extreme omstandigheden is passivatie een goede bescherming tegen corrosie.
Bespreek het Pourbaix diagram van ijzer.
Corrosie is het verschijnsel waarbij metallisch ijzer wordt aangetast en oplost als Fe2+ en Fe3+ ionen.
Dit speelt zich af in het niet-gekleurd gebied van het diagram. We kunnen daarbij een onderscheid
maken tussen zure corrosie met metallisch ijzer in een zure oplossing (ijzer lost op in de ferro-vorm
onder vorming van waterstofgasbelletjes) en oxidatieve corrosie, waarbij ijzer wordt opgelost als
ferri-zout in water dat erg zuurstofrijk is. Tenslotte is er nog een beperkt gebied bij extreem basische
pH, waarbij een neerslag van Fe(OH)2 een zure reactie vertoont tengevolge van overmaat hydroxide
ionen en in oplossing gaat als een ferraat:
Immuniteit verwijst naar het gebied bij lage potentiaal waarin metallisch ijzer stabiel is. Om het
systeem in het immuun gebied te verankeren moet het ijzer in contact staan met metalen met een
lage Nernstpotentiaal, zoals zink. Dit is bv. het geval van gegalvaniseerd ijzer waarop een laagje zink
werd afgezet. Een analoog principe verklaart ook de werking van de sacrificiële anode. Dit is een blok
van een elektropositief metaal zoals magnesium, dat wordt verbonden met een ondergrondse leiding
in ijzer. Het Mg gaat geleidelijk oxideren tot Mg2+, en houdt op die wijze de potentiaal van het ijzer
laag.
Passivatie tenslotte doet zich voor als het ijzer wel oplost, maar vervolgens neerslaat op het
metallisch oppervlak, en dit op die wijze bedekt met een isolerende laag, waardoor verdere
aantasting wordt vermeden. Dit stemt overeen met de gebieden ingekleurd als Fe(OH)3 en Fe(OH)2.
Merk op dat het gevormd neerslag in de loop der tijd traag verandert, waarbij het langzaam water
afstoot en wordt omgevormd tot mineralen zoals hematiet, Fe2O3, en het magnetiet, Fe3O4, dat een
mengvorm is van ferro en ferri-oxide.
De oxidatieve corrosie kan ook vaak gepaard gaan met lokale passivatie. Een ijzeren constructie kan
op een plaats corroderen (anode), terwijl op een andere plaats luchtzuurstof wordt gereduceerd
(kathode). Het galvanisch effect zorgt dan voor een stroom elektronen in het metaal van anode naar
kathode. De stroomkring wordt gesloten doordat de kationen in oplossing eveneens diffunderen van
anode naar kathode. In het basisch gebied rond de kathode slaan ze neer als hydroxide ter vorming
van een laag roest.
Waar of vals: Hoe hoger de pKa hoe nauwkeuriger de titratie.
Vals, de curve vervlakt en de titratie wordt dus minder nauwkeurig.
Wat zijn de grondstoffen voor het maken van soda volgens Solvay?
Steenzout
NaCl
Kalksteen
CaCO3
Waarvoor wordt soda op industriële schaal gebruikt?
Vooral in de glasindustrie (en ook bij fabricage van detergenten en zepen.)
(Het bijproduct, CaCl2 , vindt o.a. toepassing als strooizout tijdens wintermaanden.)
Welk industrieel product maakt men uit kalksteen en keukenzout?
Soda, soda wordt aangewend in de glasindustrie (en bij fabricage van detergenten en zepen.)
Moet je zuur of base toevoegen om spuitwater harder te laten bruisen?
Zuur
Is spuitwater zuur, basisch of neutraal?
zwak zuur
Kan men met een zuur-base titratie twee verschillende zuren onderscheiden?
Ja, als de zuurtegraad minstens 3 of 4 zuurtegraad van elkaar verwijdert is.
Waar of vals: een indicator bij een zuur-base titratie, gebruikt men best in zijn buffergebied.
Waar
Bespreek de belangrijkste commodities uit de ANORGANISCHE chemie
Belangrijkste commodities:
Zuren
Het belangrijkste zuur is zwavelzuur, H2SO4.
Het wordt bereid in het contactproces door de oxidatie van zwavel of vanaf SO2.
Stap 1: de verbranding van zwavel.
Stap 2: SO2 wordt geoxideerd tot SO3.
Stap 3: Het blussen van SO3 met water ter vorming van zwavelzuur.
Netto-reactie: SO3 + H2O
H2SO4
Zwavelzuur ontsluit fosforzuur uit het mineraal apatiet.
Basen
De belangrijkste bazen zijn ammoniak, kalk en soda.
N2 wordt ontsloten uit ammoniak door het Haber-Bosch proces.
Kalk wordt gevormd door het verhitten van kalksteen (CaCO3), waarbij koolzuur ontsnapt. Het bindt
met water tot Ca(OH)2, gebluste kalk.
CaCO3
CaO + CO2
CaO + H2O
Ca(OH)2
Kalk wordt gebruikt als bindmiddel in de bouwnijverheid en als grondstof voor cement.
Soda wordt geproduceerd uit steenzout en kalksteen volgens het Solvay process.
Netto-reactie: CaCO3 + 2 NaCl
Na2CO3 + CaCl2
Soda wordt gebruikt in de glasindustrie en bij fabricage van zepen en detergenten.
Chloor
Chloor wordt gewonnen uit steenzout via elektrolyse
Dit kan op verschillende manieren gebeuren:
 Kwik procédé
 Diafragma procédé
 Membraan procédé
Chloor wordt gebruikt voor de behandeling van water en de fabricage van bleekmiddelen, maar vindt
vooral zijn toepassing in de basis van vinylchloride, de grondstof voor PVC.
Kan complexatie het oplosbaarheidsproduct beïnvloeden?
Nee, dit is een constante.
Het beïnvloed wel de oplosbaarheid.
Kan je Na bewaren in water?
Nee, natrium is een alkalimetaal en deze metalen zijn de sterkste reductantia. Als ze in contact
komen met water, is er spontane vorming van H2. Ze zijn heel explosief. Bijgevolg worden ze best
bewaard onder een laagje olie of paraffine.
Wat is vereist om metaal-ionen te scheiden bij uitzouten?
Extra zoutionen. Zoals bij elk chemisch evenwicht kan men ook bij neerslagreacties de stand van het
evenwicht wijzigen door de concentratie van een der deelnemende ionen te wijzigen. Zo zal bv. door
toevoegen van een overmaat NaCl aan een oplossing in evenwicht met een neerslag van AgCl de
stand van het evenwicht worden teruggedrongen en de oplosbaarheid verminderen. Dit effect
noemt men het uitzouten.
‘Common-ion effect’ → een overmaat toevoegen van een oplossing met een gemeenschappelijk ion vb: AgCl Ag+ + Cl- bij de Cl- , NaCl toevoegen
Extra zoutionen met een gemeenschappelijk ion: de stand van het evenwicht wordt teruggedrongen
en de oplosbaarheid vermindert. (oplosbaarheid= aantal mol van een vast product dat kan worden
opgelost in een liter oplossing). → terwijl andere nog volledig in oplossing is
Kan aluminium reageren in een zuur milieu?
In sterk zuur milieu wordt aluminium gecorrodeerd, maar vanaf pH=2 ontstaat hydrargiliet dat zich in
sterk zuur milieu gedraagt als een base en oplost onder de vorm van Al3+ ionen.
Geef de bindingsreactie in pleister.
Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 → 3CaSO4 + 2H3PO4 (vervolgens binding met 2 water moleculen CaSO4.2H2O)
Calciumsulfaat verbindt zich met 2 moleculen water tot een onoplosbaar dihydraat.
Geef een voorbeeld van zure hydrolyse.
CH3COOH + H2O
CH3COO- + H3O+
Wat is een amfoteer oxide? (H4, p 53)
Een amfoteer kan zich zowel gedragen als een zuur als een base.
Een voorbeeld is Hydrargilliet, Al2O3*3H20. Het kan zich gedragen als zwak waterstofaluminaat-zuur
(H3Al03), en als een zwakke base, aluminiumhydroxide (Al(OH)3)), afhankelijk van de zuurtegraad.
Waar of vals: sterke basen worden het best in een stalen vat bewaard.
Vals, in aanwezigheid van een sterke base ontstaat basische corrosie. Het vat wordt aangetast.
HOOFDSTUK 5
Waar of niet waar: het specifiek volume van een stof in glastoestand is kleiner dan een stof in
kristallijne toestand. (H5, grafiek p20 (of dit document p7)
Niet waar: Glastoestand als vaste fase van een amorfe stof heeft een groter volume dan bij een
kristallijne stof. Men kan het vergelijken met een gestolde vloeistof, waarbij de molecule chaotisch
door mekaar zijn gestapeld, maar niet langer bewegingen kunnen uitvoeren, tenzij trillingen rond het
evenwichtspunt. Kristallen hebben een zeer regelmatige ordening, die berust op het principe van
translatie van de eenheidscel, die dan ook een dichtere stapeling toelaat.
In welke synthesereactie wordt er gebruik gemaakt van nitrile?
HCN.
Is het gewicht van een glastoestand kleiner dan de kristallijne toestand
Het volume van de glastoestand is groter dan de kristallijne toestand (omdat de kristallijne toestand
beter geordend is.)
Het gewicht van de glastoestand is dus kleiner (want gewicht = m/V)
Is amide een base? (H5, p8)
Nee.
Amine is een base.
Amide is een inwendig zout.
Wat is HDPE?
= High Density Poly-ethyleen = thermoplast
Hoge kwaliteit van polyethyleen.
Het wordt vervaardigd via katalytische synthese en bevat geen zijketens.
Hoe wordt industrieel glycol bereidt?
Door additie van water aan etheenoxide.
C2H40 + H2O
HOCH2CH2OH
Waarom is CO2 een goed koelmiddel?
 Tast de ozonlaag niet aan.
 Onbrandbaar
 Niet giftig
 Niet explosief
CO2 heeft in tegenstelling tot CFK’s geen aanleiding tot radicalen, waardoor de ozonlaag niet wordt afgebroken. Het is een stabiel molecule.
Maar CO2 heeft wel een grote invloed op het broeikaseffect!
Op welke reactie berust een condensatie-polymerisatiereactie?
Het is een polymerisatiemechanisme waarbij lange ketenmoleculen worden gevormd door
aaneenrijgen van kleinere schakels of monomeren. Een nieuwe binding wordt gelegd onder
afsplitsen van een klein molecule (bijvoorbeeld water of waterstofchloride).
Wat is het verschil tussen thermoplasten en polymeren?
Elke thermoplast is een polymeer, maar niet elke polymeer is een thermoplast.
Polymeren zijn lange ketenmoleculen die gevormd worden door het aaneengrijpen van kleinere
schakels of monomeren. Op basis van hun plastische eigenschappen kunnen we ze opdelen in drie
groepen: thermoplasten, thermoharders en elastomeren.
Waar of vals: cyclo-ocatetraeen is een aromatisch molecule.
Vals, een aromatisch molecule heeft steeds een benzeenring en dat heeft deze molecule niet.
Waar of vals: RCONH2 is een base.
Vals, het is een amide, dus een inwendig zout.
Waar of vals: C6H5-OH is een zuur.
Waar, het is een fenol (=benzeenkern met alcoholfunctie), dus het is een zuur.
Bespreek additie polymerisatie
Additie polymerisatie is een mechanisme dat zorgt voor de vorming van polymeren door het
aaneenrijgen van kleinere schakels of monomeren.
In de additie polymeratie wordt een initiator toegevoegd, die een monomeer activeert.
Dit geactiveerd monomeer vormt een binding met een tweede monomeer, dat daardoor de actieve
site wordt en een volgende schakel kan binden. Dit ketenproces gaat door tot op het ogenblik dat 2
actieve uiteinden elkaar neutraliseren.
Het aaneenrijgen kan op 2 verschillende manieren gebeuren:
Head to head: telkens 2 hoofden en 2 staarten naast elkaar
Head to tail: alternerend, telkens andere stereochemie. Hoofd naast staart.
In praktijd gebruikt men altijd head tot tail want hier is geen mogelijkheid van delokalisatie en dit is
dus veel stabieler dan head to head.
De X-groepen (bv. Chloor) kunnen zich aan dezelfde kant bevinden (isotaktisch), aan tegengestelde
kanten (syndiotaktisch) of chaotisch gericht (ataktisch).
Het inbrengen van een initiator in een reactorvat met monomeren leidt echter niet tot een product
van hoge kwaliteit. Het geeft aanleiding tot strengen van zeer verschillende lengte, vaak met
vertakkingen en zonder stereochemische regelmaat.
De polymerisatie-katalysatoren door Ziegler en Natta boden hier een oplossing voor.
De katalysator bestaat uit een complex tussen TiCl4 en ethylaluminium. TiCl4 bindt aan een inkomend
monomeer en wordt vervolgens vastgemaakt aan een CH2 groep die aan aluminium is
gecoördineerd. De gevormde keten schuift dor en een nieuw monomeer kan binnenkomen en wordt
op precies dezelfde manier behandeld (zoals bij een lopende band).
Op welke reactie berust een condensatie – polymerisatiereactie? (H5, p17-19)
Het is een polymerisatiemechanisme waarbij lange ketenmoleculen worden gevormd door
aaneenrijgen van kleinere schakels of monomeren. Twee functionele groepen zoals
carbonzuurgroepen (-COOH), aminegroepen (-NH2) en alcoholgroepen (-OH) komen samen onder
afsplitsing een klein molecule. (bijvoorbeeld water (H2O) of waterstofchloride (HCl))
Vb. Ester: door reactie van een zuur en een alkohol, twee moleculen worden samengevoegd onder
afsplitsing van water.
Vb. Polyester, polyethyleen-terephthalaat: Dit is een
voorbeeld van copolymerisatie, d.i. reactie tussen twee
verschillende monomeren. Elk van deze is bifunctioneel:
het terephthaalzuur is een benzeenkern waarop in para
twee carbonzuurfuncties zijn ingeplant, en ethyleenglycol
is een C2 keten met twee alkohol-functies:
Fig. 5.10 Condensatie door verestering tussen glycol en terephthaalzuur.
Voorbeelden zie volgende vraag.
Wat is het verschil op het Amerikaans en het Europees patent op nylon?
Nylon wordt geproduceerd door condensatiepolymeratie. Een copolymerisatie van adipinezuur
(hier als het reactieve zuurchloride adipoylchloride) met 1,6-diaminohexaan.
Amerikaans procédé: nylon-6,6
Het Europees procédé: nylon-6
Hier verkrijgt men nylon door de ringopening van het caprolactam, waardoor een monomeer
ontstaat met een zure en een basische kant, dat vervolgens polymeriseert tot nylon-6
Waarom betekende de Ziegler-Natta katalysator een doorbraak in de polymeerchemie?
Inbrengen van de initiator in een reactorvat met monomeren leidt uiteraard niet tot een produkt van
hoge kwaliteit. Het random polymerisatieproces geeft aanleiding tot strengen van zeer verschillende
lengte (polydispers), vaak met vertakkingen, en zonder stereochemische regelmaat.
Een doorbraak voor de ontwikkeling van kwaliteitsvolle materialen was de ontdekking van
polymerisatie-katalysatoren door Ziegler en Natta in 1955. De werking wordt schematisch getoond in
Fig. 5.9. De katalysator bestaat uit een complex tussen TiCl4 en ethylaluminium. Aan het metaal kan
een inkomend monomeer binden en vervolgens een binding vormen met de ethylstreng op het
aluminium. De gevormde keten schuift dan door en een nieuw monomeer kan binnenkomen dat op
precies dezelfde wijze wordt behandeld, zoals bij een lopende band montage.
Waarvoor worden alkylhaliden gebruikt.
Oplosmiddel, dry cleaning agent, propellant in aerosols (spuitbussen) en foam agents.
CCl4: vuurdover en ontvlekker.
CHCl3: chloroform
Waar of vals: is zwavelzuur een bijproduct van de non-ferro industrie?
Waar.
Is syndiotactische PVC amorf of semi-kristallijn? (verklaring amorf en semi-kristallijn zie H2)
(hard) PVC is een amorfe thermoplast die zich constant in glastoestand bevindt (Tg=70°)
Syndiotactisch PVC is echter een semi-kristallijne thermoplast met een Tm=280°.
Teken een keten syndiotactisch PVC.
Smelten de lamellen in een semi-kristallijne thermoplast boven Tg?
Neen, ze zorgen alleen dat de ketens een beetje kunnen bewegen. Ze smelten pas vanaf Tm, bij Tg
worden de kristalliseerbare polymeren slechts beweeglijk.
Waar of vals: RCONH2 (amide) is een base
vals
Waar of vals: C6H5-OH (fenol) is een zuur
Waar, organisch zuur
Geef 3 broeikasgassen.
CO2, H2O, O3.
ANDERE
Een galvanische cel met een koperelektrode en een calomelelektrode in een oplossing van 0,51g
CuSO4 in 30ml. Het potentiaalverschil wanneer de hoogste potentiaal aangesloten wordt op de
koperelektrode, is gegeven. Schrijf de halfcelreacties, benoem anode en kathode, bereken de Nernstpotentiaal voor de koperelektrode.
nernstpotentialen van eenwaardig en tweewaardig coper, in formularium formule 0.51
gegeven de standaardpotentialen van Cu2+/Cu+ = 0,532 en Cu+/Cu = 0,153 of zoiets toch
wat is het verband met de standaardpotentiaal van Cu2+/Cu = 0,34
daar moete zo'n grafiekske gebruiken uit de notas die ge van mij gekopieerd hebt, dat die naar een
evenwicht zullen gaan naar het gemiddelde van de twee uitersten, en dat is dan dus die 0,34 waarde
In een afgesloten en gasvrije kolf van 2 liter wordt 0.7 mol PCl5 gedaan. Bij temperatuursverhoging
ontbindt dit zich in PCl3 en Cl2. Bij een zekere temperatuur is de vorderingsgraad alfa 0.222. De
totale druk is 10.70 atm.
a)Zoek de K bij deze temperatuur.
b)Kan je een verband leggen tussen p en alfa?
Vraagstuk waarbij voldoende formules moesten gezocht worden om het evenwicht volledig te
beschrijven. (het ging over Ag+ en Cl- in oplossing in contact met AgCl neerslag. Ammoniak werd
toegevoegd en dit vormde het complex Ag(NH3)2+
Iets met gibbsvrije energie, ahv formules uit formularium, die formules van suiker C6H12O6 + 602 ->
6 CO2 + 6H20 of zoiets
met die energie de elektrische energie of spanning berekenen en dan ahv Planck de golflengte
berekenen.
Een deel buffers, ze doen daar azijnzuur bij. Druk de dissociatiegraad uit in functie van de
zuurtegraad van de buffer. (leid de functie af en teken ze ofzoiets) Welke uitersten bereikt de
dissociatiegraad in een zeer zure of zeer basische oplossing?
Geef de nutralisatiereactie van azijnzuur, CH3COOH, met een sterke base. Bereken de
evenwichtsconsante. Gegeven: Pka van azijnzuur is 4,29 (of iets in die aard).
--> Keq=CH3COO-H3O+ /CH3COOHOH-H3O+ = Ka/Kw, allez het staat in de boek he.
Een oefening waar je de evenwichtsvergelijking van de ontbinding van water(gas) en CO2 (gas) krijgt.
Je krijgt ook een Temperatuur gegeven van 1565K en da waarde van de evenwichtsconstanten van
deze vergelijkingen.
Je moet dan de evenwichtsconstante van een derdereactie gepalen. (Het was ook iets met water en
CO2 Ik denk da er iets gelijkaardigs voorkwam bij da C02 gedoe in H4
Waarom heeft Cellulose een kleinere energieopbrengst per gram dan gas (cellulose dat zuurstof al
geoxideerd is, H's er moeilijker afkrijgen, ketenvorm)
Gaat de buffercapaciteit voor CO2 van de oceanen stijgen of dalen als de gemiddelde temperatuur
stijgt? (Stijgen)
Vragen 2011 en eerder.
SCHEIKUNDE WIKI’S
coaguleren = samenklitten van de dispersie (=een mengsel waarbij een stof fijn verdeeld is in een
andere stof), dit wordt bereikt door:
- toevoegen van andere ionen (elektrische dubbellaag wordt smaller, deeltjes minder stabiel:
spontaan coaguleren)
- verwarmen: botsingen heviger maken, grotere partikels, precipitatie (=neerslag vorming) bevorderen.
Waar of niet waar: het oplosbaarheidsproduct wordt beïnvloed door complexatie.
Niet waar : want complexatie beïnvloed enkel de oplosbaarheid ( aantal mol van een vast product
dat kan worden opgelost in een liter oplossing.) Het oplosbaarheidsproduct daarentegen is het
product van de concentraties van neerslagvormende ionen, en dit blijft hetzelfde.
Waarom verbleken kleuren in de zon?
UV – straling zorgt ervoor dat sommige chemische bindingen verbroken worden. Het zijn juist die
bindingen die kleuren uitzenden (geëxciteerde elektronen enzo). Dus hoe meer bindingen die
verbroken zijn, hoe minder fel kleuren uitgezonden worden, dus hoe minder fel de kleur is.
Porfyrine is een zeer goede kleurstof, het is inert en licht heeft er geen effect op.
Wordt er op de zon massa vernietigd?
Ja, op de zon wordt waterstof omgezet tot helium, waarbij een gigantische hoeveelheid energie
vrijkomt (fusie). Bij samenvoegen van twee deeltjes waterstof wordt één deeltje helium gevormd. Nu
blijkt dat de massa van twee waterstofjes groter is dan deze van helium, er is dus massa verloren
gegaan (E=mc²). Dit verschijnsel wordt het massa – defect genoemd. Uiteindelijk zal de zon dus
opbranden.
Wat is HDPE? (H5, p22)
= high density poly–ethyleen. Het wordt vervaardigd via katalytische synthese en bevat geen
zijketens. Het heeft een soortelijk gewicht van 0,95 g/cm^3, Tm tussen de 120 en 135°C. LDPE heeft
een soortelijk gewicht van 0,91 gram/cm^3 en een Tm tussen 80 en 110°C.
Hoe wordt industrieel glycol bereidt? (H5, p14)
Door additie van water aan ethyleenoxide, (1,2 ethaandiol). Het is een universeel antivriesmiddel:
C2H4O + H2O -> CH2OH-CH2OH
Waartoe dient de grote productie van formaldehyde? (H5, p6)
Kunstharsen. Het is het eenvoudigste aldehyde (H2C=0), dat is afgeleid van methaan (CH4) en ook
methanal wordt genoemd.
Waarom is CO2 een goed koelmiddel(warmte doorgeven)?
CO2 tast de ozonlaag niet aan. Het is onbrandbaar, niet giftig en niet explosief. CO2 geeft in
tegenstelling tot de CFK’s geen aanleiding tot radicalen, waardoor de ozonlaag niet wordt afgebroken. Deze zijn namelijk vluchtig en inert. Het is een stabiel molecule. Maar CO2 heeft wel een
zeer grote invloed op het broeikaseffect!
Kunnen alcoholen reageren in een alkalisch milieu? (H5, p4)
Alkoholen gelijken op halve water-molekulen, zichtbaar in hun oplosbaarheid in water, en hun zuurbase karakteristieken. Met zeer sterke basen wordt een alkohol gedwongen te reageren als een zuur.
- Alkoholen zijn zeer zwakke zuren, zo bedraagt de pKa van ethanol 15.7, dit reageert dan ter
vorming van een zout, CH3ONa (natrium-alkoholaat), een sterke geconjugeerde base is.
Wat lag aan de basis van de rubberindustrie? (H5, p25)
Cis-poly-isopreen, het sap van de hevea plant is een waterige emulsie hiervan. Isopreen is analoog
met butadieen, met een methylgroep op een niet-eindstandige koolstof. Dit is een thermoplast
amorf polymeer, met Tg op -70°C. Het kan met zwavel worden gevulcaniseerd tot natuurlijk rubber
(Goodyear 1844).
Wat is het verschil tussen thermoplasten en polymeren? (H5, p19-21)
Elke thermoplast is een polymeer, maar niet elke polymeer is een thermoplast.
Polymeren: Polymeren zijn normaal elektrische en thermische isolatoren (maar recent wordt ook
veel onderzoek gedaan naar geleidende polymeren). Ze zijn transparant maar kleurbaar, hebben een
hoge mechanische sterkte, hardheid en stijfheid. Ze wegen licht, en kunnen worden ontworpen met
speciale plastische en elastische eigenschappen. Ze zijn verwerkbaar, spinbaar en gietbaar. Vanuit
chemisch oogpunt zijn ze resistent voor chemicaliën en corrosie, waterbestendig, inert of juist
biodegradeerbaar, en eenvoudig te verwerken.
- Misschien kan hun belangrijkste voordeel worden samengevat onder de noemer ‘moduleerbaar’, d.w.z. polymeren kunnen worden ontworpen en gewijzigd (door sleutelen aan de moleculestructuur)
in functie van een specifieke gewenste eigenschap.
- Ook economisch zijn er voordelen: slechts een beperkte hoeveelheid van de aardolie volstaat voor
de productie, polymeren kunnen worden gerecycleerd of gebruikt voor energie-recuperatie.
Afhankelijk van hun plastische eigenschapen kunnen we polymeren indelen in drie grote klassen:
(thermoplastische, thermohardende, elastomere polymeren)
Thermoplastisch materiaal is vast materiaal dat boven een bepaalde temperatuur plastisch of
vervormbaar wordt tot vloeibaar toe, maar terugkeert naar de vaste toestand bij afkoeling. Er dient
een onderscheid gemaakt tussen amorfe en kristalliseerbare thermoplasten.
In de kristalliseerbare stof (1) neemt het specifieke volume af bij afkoeling, tot op het vriespunt
(><smeltpunt, Tm) waar de vloeistof overgaat naar de geordende kristallijne stof. In een amorfe stof
(2) is de molekulaire structuur zo complex of de beweging zo traag dat de afzetting van een
geordende vaste stof uit de vloeibare fase kinetisch gezien niet plaatsgrijpt. Het materiaal blijft
vloeibaar maar wordt meer en meer viskeus. Dit is de
onderkoelde toestand met een rubberachtig gedrag. Op
een zeker punt wordt de beweging van de molekulaire
ketens stilgelegd, en trillen de atomen nog slechts in een
beperkte radius. De vloeistof is dan gestold tot een amorfe
vaste stof. De kritische temperatuur waarbij het specifieke
volume kantelt tussen een fase waarin de ketens kunnen
bewegen en een fase waarin alleen trillingen rond een
evenwichtspunt mogelijk zijn noemt men de
glastransitietemperatuur, Tg. Bij deze temperatuur gebeurt
een transitie.
Wat is de directionaliteit van de covalente binding?
→Vaste richtingen van de bindingen → karakterstieke vorm
De orbitalen worden gericht volgens de tetraëdrische valentierichtingen (door hybridisatie). Het
richten impliceert zowel draaien als verschuiven van elektrondensiteit.
Heeft benzeen een permanent dipoolmoment?
Neen, want het zwaartepunt van de negatieve ladingen valt samen met de positieve. ( C6H6)
Orthodichloorbenzeen heeft wel een permanent dipoolmoment.
Waar of vals: de kinetische energie van het electron bij het foto-electrisch effect is evenredig met
de golflengte?
vals: ½ m v² = hv - eФ. v = Teken een keten van pvc syndiotactisch
pvc: -(CH2-CHCl-)-n
Bij dat grafiekje van die alfa1, alfa2 en alfa 3 in cursus bij oplosbaarheid, vroeg hij wat de ph voor
max...(ik weet niet meer wat) van HCO3
H2CO3 = HCO3-  pH = 6,37
HCO3- = CO32-  pH = 10,33
Dus de maximale pH van HCO3 is 8,35.
Is –COOH een zuur
Ja, ze vormen de carbonzuren, als combinatie van de C=0 en C-0H. De eenvoudigste vorm is
mierenzuur of methaanzeer HCOOH.
Is het principe van Le Châtelier thermodynamisch of kinetisch
Thermodynamisch, als het evenwicht door een uitwendige ingreep wordt verstoord, zal het steeds
willen compenseren, door het effect van de ingreep tegen te gaan werken. Het wordt dus niet
versterkt. (tekeningetje rollend balletje.)
Waar of vals: Aardgas is inzake CO2-uitstoot milieuvriendelijker dan bioethanol
Waar, Bioethanol zou in feite CO2 neutraal moeten zijn. Alle CO2 die daarbij uitgestoten wordt, is
eerder opgenomen door de planten als bouwstenen van hun koolstofskelet. Hierbij moet wel nog het
transport bij gerekend worden, plus het feit dat ze de velden vaak in brand steken voor het oogsten.
Bio ethanol wordt verkregen via microbiële fermentatie van suikers ,
uit suikerriet, tarwe, maïs, triticale, rogge, gerst en suikerbieten. Het afval kan gebruikt worden als
eiwitrijk veevoeder. Maar productie en vervoer zouden bijna evenveel energie kosten als het
opbrengt. Vals
Principe van Le Chatelier, geef en verklaar
Een verandering in één van de variabelen in een systeem in evenwicht bepalen leidt tot een wijziging
van het systeem die de effecten van deze verandering tegenwerkt.
Invloed van de druk. (dimerisatie van stikstofdioxide)
N2O4  2 NO2
-
Inert gas injecteren: partiële gasdrukken blijven onveranderd, en dus ook de stand van het
evenwicht. ( aantal deeltjes in bepaald volume)
Halveren van het volume heeft geen effect op de evenwichtsconstante, maar wel op de
vorderingsgraad.
Invloed van de temperatuur
K is temperatuursafhankelijk. Bij een exotherme reactie zal de evenwichtsconstante dalen bij een
stijgende temperatuur.
δK/δT = δ/δT [ - ΔH0/RT + ΔS0/R ]
ln K(T2) - ln K(T1)
= -ΔH0/R (1/T2 - 1/T1)
ΔH0 > 0: endotherm
ΔH0 <0: exotherm
Invloed van concentratie
Door toevoegen van concentratie van de reagentia of wanneer producten worden verwijderd zal het
evenwicht naar rechts verschuiven om zo terug de evenwichtsconstante te herstellen.
Bespreek titratie van een zwakke base door een sterk zuur.
titratie: In een titratie wordt een onbekende hoeveelheid van een stof (de analiet) bepaald, door te
meten welke hoeveelheid van een zuur of base dient toegevoegd (de titrant) om de analiet te
neutraliseren. De titrant laat men langzaam toedruppelen uit een maatburette in een kolf met
magnetische roerder waarin zich de analiet bevindt. De pH sprong bij neutralisatie wordt
geregistreerd door een kleurverandering van de indicator, of met een pH meter.
De basisreactie van het proces is de neutralisatie:
Ch3COOH + OH-  Ch3COO- + H2O
- Startpunt
We starten van de oplossing van een zwakke base. De start pH:
pH = pKw - pOH = ½ pKw + ½ pKA + ½ log Cs = pKw - ½ pKA + ½ log
-
Buffergebied
Ongeveer halverwege tussen begin en equivalentiepunt situeert zich het buffergebied waarin de
zuurtegraad weinig afhankelijk is van de toegevoegde hoeveelheid titrant. De bufferwerking
wordt veroorzaakt door gelijke aanwezigheden van de zwakke base en zijn geconjugeerd zuur.
Voegt men aan een dergelijke oplossing hydroxide ionen toe, dan worden deze geneutraliseerd
door de reactie met het geconjugeerde zuur. Voegt men hydronium ionen toe, dan worden deze
geneutraliseerd door reactie met de base.
B + H30+ → HB+ + H20
HB+ + OH- → B + H20
-
Equivalentiepunt
Op het equivalentiepunt is de analiet volledig geneutraliseerd. Enkel het geconjugeerde zuur
blijft over (de base-oplossing is weggereageerd om het toegevoegde zuur te neutraliseren)
pH = ½ pKw - ½ pKb - ½ log [(Ca . Va ( te)) / (Vb + Va(te))]
-
Alkalisch gebied
Voorbij het equivalentiepunt wordt de werking van de resterende zure component snel
teruggedrongen door de overmaat hydronium ionen die werden toegevoegd. De rol van de
zwakke base is uitgespeeld en de pH daalt gewoon logaritmisch met de hoeveelheid
toegevoegde zuur.
Bereken de faseovergang tussen
ferrihydroxide in neerslag en in
oplossing. Ga ervan uit dat de
hoeveelheid mobiel ijzer gelijk is aan
1M. Wat is de onderste grens van deze
curve?
Fe(OH)3(s)  Fe3+ + 3 OHK = [Fe³+] [OH-]³ = 3,16 x 10-38
-> We starten op lijn 4’ ( Nernstpotentiaal van het stelsel
ferro/ferri met beide ionen in gelijke
concentraties aanwezig.)
We laten de pH stijgen: Vanaf pH = 1,6
is het oplosbaarheidsproduct van
3waardig ijzer bereikt: neerslagvorming
-> Oplossing van 2- en 3-waardig ijzer
in evenwicht met ferrihydroxide:
E Fe³+/Fe²+ = 0,77V – 0,059 log (
[Fe³+]/Fe2+] )
=0,77 - 0,059 log ( CFe [OH-]³ - 1 )
K2
Met CFe = [Fe2+] + [Fe3+]
Volgen we de lijn naar meer basisch gebied: [Fe3+] heel klein, vereenvoudigen:
E = 0,77 – 0,059 log CFe + 0,059 log K2 – 0,177 log [OH-]
= 1,04 – 0,177 pH – 0,059 log CFe
Dit is de vergelijking van een dalende rechte met een helling die driemaal steiler is dan de vorige
kurven. Zij eindigt op het snijpunt met lijn 18. Deze lijn bakent de gebieden af waarin een oplossing
van grotendeels tweewaardig ijzer in evenwicht is met een neerslag van driewaardig ijzer.
Afbakening van de gebieden waar 2 neerslagen met elkaar in contact komen.
E = 0,77V – 0,059 log ( [Fe2+]/[Fe3+] )
= 0,77V – 0,059 log [OH-] – 0,059 log ( K1/K2)
= 0,257 – 0,059 pH
De onderste grens van de curve wordt bepaald door het snijpunt van de vorige twee rechten, en
wordt dus:
1,04 – 0,177 pH – 0,059 log CFe = 0,257 – 0,059 pH
Voor CFe : 1M -> log CFe = 0
0,783-0,118pH = o  pH = 6,6
Bespreek plasticiteit van thermoplasten hst 5 pg 20
Thermoplastisch materiaal (polymeren) is vast materiaal dat boven een bepaalde temperatuur
plastisch of vervormbaar wordt tot vloeibaar toe, maar terugkeert naar de vaste toestand bij
afkoeling. Er dient een onderscheid gemaakt tussen amorfe en kristalliseerbare thermoplasten.
Amorfe stof:
De moleculaire structuur is zo complex of de beweging zo traag dat de afzetting van een geordende
vaste stof uit de vloeibare fase kinetisch gezien niet plaatsgrijpt. Het materiaal blijft vloeibaar maar
wordt meer en meer viskeus. Op een gegeven moment wordt de beweging van de molekulaire
ketens stilgelegd en trillen de atomen nog slechts in een beperkte radius. Bij de
glastransitietemperatuur Tg kantelt het volume tussen een fase waarin de ketens kunnen bewegen
en een fase waarin alleen trillingen rond een evenwichtspunt mogelijk zijn.
Kristallijne stof:
Men mag deze polymeren niet verwarren met zuivere kristallen, waarin een strikte translatie-orde
heerst. In kristalijne thermoplasten is er slechts een gedeeltelijke ordening van de ketens, die
beperkt is tot lokale structuren. Deze ordening wordt aangeduid als lamellaire zones. Aangrenzende
zones verschillen in lamellaire richting, en tussen deze structuren bevinden zich flexibele interlamellaire bindingen.
Boven de glastemperatuur worden ze beweeglijk en gaan ze over in een semikristallijne toestand. Bij
nog hogere temperatuur wordt ook de lokale orde gebroken: dan spreekt men van het smeltpunt,
Tm.
Wat is het broeikaseffect, hoe ontstaat het?
De zonnestralen die op de aarde invallen hebben een vermogen van 343W/m². Hiervan wordt
ongeveer 1/3 gereflecteerd. Dit vormt het natuurlijk albedo van de aarde. De overige straling dringt
door tot de atmosfeer en verwarmt het aardoppervlak. Deze warmte wordt terug uitgestraald onder
de vorm van infraroodstraling. Broeikasgassen ( waterdamp, koolzuurgas ( CO2), en methaan ( CH4) )
absorberen deze stralen ten dele en warmen zo de atmosfeer op. Dit zorgt voor een natuurlijk
broeikaseffect. De globale temperatuur op aarde is in evenwicht indien de infra-rode straling die de
aarde verlaat, gelijk is aan de netto ontvangen straling. Door verhoging van de concentratie van
absorberende gassen wordt dit evenwicht verstoord: meer infrarode straling wordt dan
tegengehouden waardoor de atmosfeer opwarmt. De stralingsbalans bereikt uiteindelijk een nieuw
evenwicht, dat wordt gekenmerkt door een hogere oppervlaktetemperatuur. De concentratie aan
Co2 heeft in de loop van tijden grote schommelingen meegemaakt. Aanvankelijk was het een
hoofdbestanddeel van de aardatmosfeer, maar fotosynthese van platen veranderde dit, koolstof
werd onttrokken ter vorming van koolhydraten. Daarbij kwam moleculaire zuurstof vrij, waardoor wij
een oxiderende atmosfeer krijgen. 6CO2 + 6H20 > (HCOH)6 + 6O2, slechts mogelijk met zonlicht.
Koolhydraten worden dan omgezet tot fosiele brandstoffen, waardoor wij terug CO2 in de lucht
brengen. Verdubbeling concentratie CO2 zou lijden tot 1°C meer, een kritieke schommeling voor het
poolijs. De laatste 150 jaar zijn we van 280 tot 360 ppmv (10^-4 volumeprocent-). Belangrijkste
broeikasgas:H20, hebben wij geen effect op.
De inbreng van extra broeikasgassen wordt echter wel gedempt door planten die meer CO2
omzetten, en door het bufferend vermogen van de oceanen. Veranderd bodemgebruik zoals houtkap
en uitbereiding van de sahara’s zorgt dan weer voor meer CO2. Netto gezien blijft de helft van de
extra CO2 die we als mensen uitstoten in de atmosfeer. Zonder broeikasgassen zou onze gemiddelde
temperatuur op aarde 33°C lager liggen.
Bespreek de polymerisatiemechanismen
Polymeren: lange ketenmoleculen die worden gevormd door aaneenrijgen van kleinere schakels of
monomeren.
- Additie-polymerisatie
Initiator wordt toegevoegd die een monomeer activeert.
Propagatie: het geactiveerde monomeer vormt een binding met een tweede monomeer, dat
daardoor de actieve site wordt en een volgende schakel kan binden.
Terminatie: twee actieve uiteinden die elkaar neutraliseren
Dit leidt echter tot strengen van zeer verschillende lengte, vaak met vertakkingen, en zonder
stereochemische regelmaat. Bij een radikalaire polymerisatie is de initiator bv. een peroxide, ROOR,
dat gemakkelijk doorbreekt ter vorming van actieve RO· radikalen, zoals getoond in onderstaand reactieschema voor de vorming van polyethyleen
Voorbeeld . zie blad/
Ontwikkeling van kwaliteitsvolle materialen: polymerisatie-katalysatoren door Ziegler en Natta. De
katalysator bestaat uit een complex tussen TiCl4, en ethylaluminium.
- Condensatiepolymerisatie
De nieuwe binding wordt gelegd onder afsplitsen van water.
Vb: vorming van het polyester, polyethyleen-terephtalaat.
Wat is het Pauli-principe? Wat is het belang daarvan voor de eigenschappen van metalen?
( uitsluitingsprincipe)
Elektronen bezitten geen individualiteit en in de kwantummechanische beschrijving dus onderling
perfect verwisselbaar dienen te zijn. Met andere woorden: de elektronendensiteit mag niet
veranderen als men twee elektronlabels omwisselt.
Bij de metaalbinding zijn de ‘vrije’ elektronen verbonden aan het metaalrooster en dus niet aan individuele atomen. Als we het model van het deeltje in de doos bekijken, is de doos dus het
metaalrooster en niet een atoom. Het Pauli-principe zorgt ervoor dat niet alle elektronen in de
grondtoestand blijven zitten, het zorgt er namelijk voor een geleidelijke opvulling van schillen. Door
de repulsie van de elektronen onderling, wordt het kernveld afgeschermd. Waardoor de niveaus
verder opsplitsen in subschillen. Hierdoor hebben metalen een lage ionisatiepotentiaal. Hun
aantrekking door de kern is dus klein van de valentieelektronen, en de elektronen kunnen vrij
bewegen in het metaalrooster.
Bespreek de chemie van driewaardig aluminium aan de hand van het Pourbaix-diagram
Aluminium wordt zeer gemakkelijk gecorrodeerd . Toch wordt het materiaal veel als bouwmateriaal
benut omdat het over een groot pH gebied wordt gepassiveerd door een neerslag van hydrargilliet,
let samenstelling Al2.3H2O. Dit neerslag reageert amfoteer, d.w.z het kan zich zowel gedragen als een
zwak waterstofaluminaat-zuur, H3AlO3, en als een zwakke base, aluminiumhydroxide: Al(OH)3. De
zuurtegraad van de omgeving is daarbij bepalend. In sterk alkalisch milieu gedraagt het oxide zich als
een zuur, waarbij aluminaat in oplossing gaat:
Al2O3.3H2O + 2OH- -> 2Al(OH)4Per aluminium wordt een hydroxide-ion geneutraliseerd, wat wijst op de reactie met het metaaluminiumzuur HAlO2. In sterk zuur milieu daarentegen gedraagt het hydrargilliet zich als een base en
lost het op onder de vorming van gehydrateerde Al3+ ionen:
Al2O3.H2O + 6 H3O+ -> 2Al(H2O)63+
Vermits de passivatie onder niet-extreme omstandigheden een goede bescherming biedt tegen
corrosie, en transparant en isolerend is, wordt ze op grote schaal toegepast in de anodisatie van
aluminium. Daarbij worden aluminium elektroden in een elektrolysebad gedompeld dar gevuld is
met verdunde zwavelzuur. Aan de kathode ontstaat waterstofgas, terwijl aan de anode aluminium in
oplossing gaat als Al3+. Dit reageert onmiddellijk met water ter vorming van het passiverende
neerslag van Al2O3.3H2O.
2Al3+ + 6H2O -> Al2O3.3H2O +6H+
Kleurstof kan tijdens de elektrolyse worden geabsorbeerd in de poreuze oxidelaag. Naderhand wordt
de anode in warm water gedompeld om de poriën te dichten. Dit kan ook gebeuren door oxidatie
met kaliumdichromaat K2Cr2O7, waarbij de geel-oranje kleur van het dichromaat wordt gefixeerd.
Bepaal het oplosbaarheidsproduct van AgCl. voltmeter, elektroden, oplossing van AgNO3 en KCl en
concentraties van die stoffen gegeven (zoiets ongeveer)
Voegt men bv. waterige oplossingen van zilvernitraat en kaliumchloride bij elkaar, dan ontstaat een
wit neerslag van zilverchloride, wat erop wijst dat dit zout slechts weinig in water oplosbaar is:
3AgNO3 + KCl → AgCl↓ + KNO3
Zowel zilvernitraat als kaliumchloride en kaliumnitraat zijn goede elektrolyten, die in waterig milieu
vrijwel geheel in ionen zijn gesplitst. De neerslagvorming betreft dan ook uitsluitend de Ag+ en Clionen, en kan worden herschreven als volgt:
Ag+ + Cl- → AgCl↓
Deze neerslagvorming of precipitatie kan worden aanzien als een chemisch evenwicht tussen de
opgeloste ionen en het onopgeloste zout dat als vaste fase (solid) in contact is met de vloeibare fase.
Het is gebruikelijk dit evenwicht te schrijven in de omgekeerde richting, dus van vast naar vloeibaar:
AgCl(s)  Ag+ + Cl−
De reactie van links naar rechts gelezen is de oplossing van het neerslag, de inverse reactie is de
precipitatie. De evenwichtsconstante voor de reactievergelijking (4.86) is gegeven door:
KAgCl = [Ag+] [Cl-] = 1,6 x 10-10
Merk op dat de concentratie van vast AgCl niet in deze uitdrukking voorkomt. Dit is immers een vast
product dat een zuivere fase vormt in standaardconcentratie. K wordt ook het
oplosbaarheidsproduct genoemd, omdat deze constante overeenstemt met het product van de
concentraties van neerslagvormende ionen (zoals steeds uitgedrukt in Mol/liter)
LET OP: het product van de concentraties aan beide deeltjes is slechts gelijk aan de aangegeven
constante als het reactie-evenwicht is bereikt, dat wil zeggen als de oplossing in contact is met een
vast neerslag van het weinig oplosbare zout!
Voltmeter?
Elektroden?
Elektroden onderdompelen → spanning meten → concentratie van de analiet
[Ag].[Cl] oorspronkelijk – [Ag].[Cl] gemeten
→ invullen in oplosbaarheidsproduct
Men beschikt over enkele buffers met verschillende pH, gaande van zeer zuur tot zeer basisch. Dan
voegt men azijnzuur toe. Druk de dissociatiegraad uit in functie van de pH. Wat wordt alpha in zeer
basisch en in zeer zuur milieu?
CH3COOH + H2O CH3COO- + H30+
Voor CA en CS de concentratie aan resp. zwak zuur en zout , kan men in de evenwichtsconstante van
het zuur volgende substituties bij benadering doorvoeren:
Ka = [A-] [H3O+] ~ Cs [H3O+]
[HA]
CA
De pH van de buffer wordt dan gegeven door:
pH = pKa – log CA
CS
De variatie van de pH is het kleinst wanneer precies equimolaire hoeveelheden van zwak zuur en
geconjugeerde base zijn gebruikt, dus voor CA = CS . Dan geldt: pH = pKa. De optimale pH van een
buffer stemt dus overeen met de pKa van het gebruikte zuur. In de praktijk ligt het pH bereik in het
interval van + /- 1 pH eenheid rond dit optimum. Dit betekent dat buffers waarvan de verhouding
tussen beide componenten meer dan een factor 10 verschilt niet zo effectief zijn. De capaciteit van
een buffer is de hoeveelheid zuur of base die door de buffer kunnen worden geneutraliseerd zonder
dat de pH aanzienlijk begint te variëren. Uiteraard hangt de capaciteit af van de hoeveelheden zwak
zuur en zout die voor de buffer werden gebruikt.
In zure oplossing is azijnzuur weinig dissocieerd (de protonen dringen de dissociatie terug). In zeer
basisch milieu zeer veel wegnemen van de protonen bevordert de dissociatie.
Bespreek de opbouw van kristallen volgens chemische binding.
ionbinding
De ruimtelijke struktuur van ionische kristallen is het resultaat van de Coulomb interactie tussen
geladen bollen. Het is belangrijk zich te realiseren dat niet alle krachten in dergelijke kristallen
attractief zijn. De stelregel is dan het rooster zo te bouwen dat de kationen zijn omgeven door
anionen, en de anionen door kationen. Het coördinatiegetal (coordination number) van een kation A
is het aantal anionen B die het kation omringen. In eenvoudige binaire verbindingen van het type AB
is het rooster vaak kubisch, en wordt de stapeling bepaald door de verhouding der ionenstralen.
Uit eenvoudige geometrische overwegingen volgt de stelregel dat coördinatiegetal zes wordt
aangetroffen voor een ionverhouding begrepen tussen de volgende grenzen:
√2 -1 ≤ rA ≤ √3 -1
rB
Is de verhouding kleiner of groter dan bedraagt het coördinatiegetal respectievelijk 4 of 8.
metaalbinding
De ionen moeten zo dicht mogelijk worden gestapeld om een zo hoog mogelijke ladingsdensiteit te
creëren. Metaalstrukturen worden dan ook vaak gekenmerkt door de dichtste bolstapeling (closest
packing). Drie bollen die elkaar raken vormen een gelijkzijdige driehoek. De dichtste stapeling in twee
dimensies is dan ook noodzakelijkerwijze een regelmatig net van gelijkzijdige driehoeken (triangular
lattice). Elk atoom in dit 2D rooster is omgeven door zes naaste buren. Daarom spreekt men ook van
een hexagonaal rooster. Deze oplossing van het stapelprobleem in twee dimensies vormt het
grondvlak voor de stapeling in de drie-dimensionale ruimte. Noemen we dit grondvlak een schikking
van type A. Hierop brengt men nu een tweede laag aan, die we aanduiden als schikking B. Elk
roosterpunt van B bevindt zich boven het centrum van een gelijkzijdige driehoek uit A. De vier
betrokken atomen vormen samen een tetraëder, wat de dichtste stapeling is van vier bollen.
Wanneer men nu een derde laag aanbrengt, bestaan er twee mogelijkheden: ofwel legt men elk
atoom precies verticaal boven een atoom uit de eerste laag, zodat men terug de schikking A herhaalt,
ofwel legt men het atoom precies boven het centrum van een gelijkzijdige driehoek uit A, wat
overeenstemt met een nieuw type C. Beide schikkingen worden getoond in Fig. 1.9.
Bespreek bondig de organisch-chemische industrie
Zie hoofdstuk 5 pg 14-15
Beschrijf de chemische binding in grafiet
In grafiet zijn zesringen van sp2 koolstofatomen gefusioneerd tot een tweedimensionaal hexagonaal
(honingraat) rooster. Deze roosters zijn gestapeld in lagen op een afstand van 3.50 Å. In grafiet
komen aldus drie soorten bindingen voor: gelokaliseerde trigonale σ-bindingen van sp2 hybriden, die
het hexagonale rooster schragen, gedelokaliseerde metaalbindingen van de 2pz orbitalen waardoor
elektronen kunnen bewegen in de roostervlakken, en tenslotte zeer zwakke intermolekulaire
bindingen (Van der Waals bindingen) waardoor de lagen aan elkaar kleven. De bijzondere
eigenschappen van grafiet houden rechtstreeks met deze bindingskarakteristieken verband. Grafiet
heeft een metaalglans en is een goede geleider (tweedimensionale geleidbaarheid). Het heeft een
lage wrijvingsweerstand en kan worden aangewend als droog smeermiddel. Gebruik als potlood,
maar ook als contactpunt tussen bewegende onderdelen van elektromotoren vinden daar hun
oorsprong.
Welke fractie zorgt voor langdurige contaminatie bij olie-vervuiling?
Onafgezien van de broeikaseffecten en snelle uitputting van de fossiele brandstoffen, geniet aardolie
als drager van energie ook een aantal onbetwistbare voordelen: als vloeistof wordt het opgepompt
en dient niet ontgonnen in mijnbouw, en het kan worden getransporteerd via pijpleidingen of
olietankers. Ook de distributie naar de consument is uiterst eenvoudig. De wereldwijde transporten
van aardolie brengen ook verliezen mee (spills). Er zijn aanzienlijke inspanningen geleverd om deze
verliezen te beperken. Een belangrijke case-study is de ramp met de tanker Exxon Valdez in de Prince
William Sound, Alaska, in maart 1989. Er kwam toen 35 000 metrieke ton (1 mt = 1000 kg) aardolie in
zee terecht. In Fig. 5.6 heeft men deze spilled oil gevolgd in de loop van de tijd. Reeds na enkele uren
blijkt de gehele hoeveelheid in zee te drijven. Ongeveer 20 % verdampt en wordt door fotolyse in de
atmosfeer ontbonden. Het overige deel spoelt aan op de kust. In de loop der tijd wordt dit verspreid
en ontbonden door bacteriële werking (biodegradatie, meer dan 50 %). Een relatief kleine fractie (14
%) wordt door strandwerkers verzameld. Een ongeveer even grote fractie komt terecht in sediment
op de zeebodem, beneden de lijn van laag tij. Men stelt vast dat de meest efficiënte
12
reinigingsmethode erin bestaat meststoffen (stikstof en fosfor) te verspreiden op het strand
waardoor natuurlijke bacteriën, die de olie afbreken, beter gedijen.
Vragen januari 2009
Wat zijn de grondstoffen voor het maken van soda volgens Solvay?
Soda, of NA2CO3, wordt o.a. geproduceerd uit kalksteen en steenzout. De nettoreactie is als volgt :
CaCO3 + 2NaCl → NA2CO3 + CaCl2 Er wordt ook water gebruikt voor het vormen van gebluste kalk
(CaO + H2O → Ca(OH)2 . Ammoniak normaal gezien niet, dit wordt gerecycleerd, maar daar maakt hij
niet echt een punt van. Het bijproduct, CaCl2, vindt o.a. toepassing als strooizout tijdens de
wintermaanden. Soda wordt aangewend in de glasindustrie en bij fabricage van zepen en
detergenten.
Fig. 4.4: Diagram voorstelling van de vorming van NaHCO3 als onderdeel van het Solvay proces. Een
oplossing van zout in water (pekel of ‘brine’ genaamd) wordt met ammoniak en koolzuurgas verzadigd, waarbij NaHCO3 als vast product neerslaat, en door filteren kan worden verwijderd.
Verhitten van het bicarbonaat levert vervolgens de verlangde soda, Na2CO3, en CO2 dat terug in de
cyclus wordt gebracht. (Lime kiln is een ronddraaiende oven waarin kalksteen wordt verhit
(decarbonatatie reactie); lime slaker is een blusinstallatie waarin CaO wordt gehydrateerd tot
Ca(OH)2.)
Moet je zuur of base toevoegen om spuitwater harder te laten bruisen?
zuur toevoegen
Is de capaciteit van een buffer afhankelijk van de hoeveelheid zuur en base die voor de bereiding
van de buffer worden gebruikt?
De capaciteit van een buffer is de hoeveelheid zuur of base die door de buffer kunnen worden
geneutraliseerd zonder dat de pH aanzienlijk begint te variëren. Uiteraard hangt de capaciteit af van
de hoeveelheden zwak zuur en zout die voor de buffer werden gebruikt.
Zilverionen worden gecomplexeerd door ammoniak volgens de vergelijking:
Ag+ = 2NH3 Ag(NH3)2+
Stel d nodige vergelijkingen op voor de bepaling van het evenwicht in een oplossing van het
Ag(NH3)2+ complex, die in het evenwicht is met een vast neerslag van AgCl. De formele concentratie
aan ammoniak is gekend.
ZIE HANDBOEK!
Leg het verschil uit tussen MOT en VBT voor de beschrijving van de chemische binding. (covalente
binding) ZIE BOEK!
In MOT is de binding een gedelokaliseerd fenomeen beschreven door molekulaire orbitalen die zich
uitstrekken over het gehele kernskelet. Deze functie beschrijft de beweging van het elektron in het
veld van de aanwezige atoomkernen die de molecule uitmaken. Een eenvoudig recept om dergelijke
moleculaire orbitalen te construeren is de superpositie van atomaire orbitalen op de atoomcentra. In
VBT (Pauling) daarentegen is de binding een aangelegenheid tussen twee atomen. Als deze
interageren gaan de ongepaarde elektronen in hun valentieschillen hun spins tegengesteld richten:
als het elektron op atoom A een α-spin aanneemt, dan oriënteert dit op B zich als β-spin, en viceversa. De overeenstemmende golffunctie waarin rekening werd gehouden met het Pauli-principe
wordt dan:
ψVBT = 1sAα(1)1sBβ(2) + 1sBα(1)1sAβ(2) - 1sAα(2)1sBβ(1) - 1sAα(2)1sBβ(1)
In deze functie komt zoals steeds de Pauli-uitwisselingssymmetrie tot uiting, alsook de equivalentie
van de kernen A en B. De VBT functie stemt zonder meer overeen met de ‘covalente’ termen in de
MOT. Waar de MOT de ionische termen overdreef schakelt VBT ze dus helemaal uit. Zoals steeds is
de werkelijke golffunctie gelegen tussen beide uitersten.
In beide modellen is de chemische binding essentieel gebaseerd op het uitwisselen van elektronen
tussen atomen. Dit lijkt een algemeen principe: interactie door uitwisseling, dat ook in andere
domeinen van de natuur wordt teruggevonden.
Noem 2 nadelen van het diafragmaprocedé voor de bereiding van chloor
zie pg 1
Waar of vals: de oplosbaarheid wordt beïnvloed door complexatie
zie pg 3
Bepaal de fasegrens tussen ferri-hydroxide neerslag en een oplossing van ijzer-ionen in het
pourbaix diagram
Fe(OH)3(s) Fe2+ + 3OHBespreek de stapelingsproblematiek in kristallen van ionische verbindingen.
Zie pg 11
1. Pourbaix diagram van Fe. Bepaal adhv de formules in het formularium de plaats van de
trippelpunten van het diagram.
Hoofstuk 5 vanaf pg 47
2b. Wat is de reactie wanneer men zinkkorrels oplost in geconcentreerd zwavelzuur
Zwaveloxiden kunnen ook gewonnen worden als bijprodukt van de metallurgie. Door roosten wordt
bv. het zinkblende erts, ZnS, omgezet in zinkoxide en zwaveldioxide:
2ZnS + 3O2 →2ZnO + 2SO2
2c. Wat is een fuel cell?
De brandstofcel of fuel cell is een galvanische cel waarvan de actieve bestanddelen continu worden
bevoorraad, vaak als gasvormige produkten. De brandstofcel aan boord van het ruimteveer is
verdeeld in drie compartimenten, gescheiden door poreuze koolstofelektroden. De buitenste
compartimenten bevatten resp. waterstofgas en zuurstofgas onder druk. Het centrale compartiment
is gevuld met een elektrolyt, dat bestaat uit een waterige oplossing van KOH.
Zie hoofdstuk 4 pg 26 voor de reacties
2d Waarom heeft brons een groen patina? (CO2 reageert met passivatielaag)
2e Is een colloïde scheidbaar door filterpapier? (nee)
Een colloïde bestaat uit twee fasen, waarbij de ene zeer fijn verdeeld is of gedisperseerd in de
andere. De partikelgrootte van de verdeelde fase is daarbij zo klein (20 tot 100 μm, 1μm = 10-6 m)
dat de deeltjes niet door een gewone microscoop kunnen worden waargenomen, en ook niet door
filterpapier worden tegengehouden.
3. Leg het verband uit tussen het Pauli-principe en de eigenschappen van metalen. (Fermi energie
bij uitleggen)
Zie pg 13
4. Toon aan dat de zon voldoende energie levert om CO2 en water om te zetten naar suikers. (dus
met die tabelletjes van H5 en dan de golflengte van de zon berekenen met de wet van Planck)
Zie hoofdstuk 2 pg 7-8
Vraag 1Een galvanische cel met een koperelektrode en een calomelelektrode in eenoplossing van 0,51g CuSO4 in 30ml. Het
potentiaalverschil wanneer de hoogstepotentiaal aangesloten wordt op de koperelektrode, is gegeven. Schrijf dehalfcelreacties,
benoem anode en kathode, bereken de Nernst-potentiaal voor dekoperelektrode.
Vraag 2a. Is de evenwichtsconstante drukafhankelijk?b. Geef 3 broeikasgassen.c. Is spuitwater zuur, basisch of neutraal?d. Welk
industrieel product maakt men uit kalksteen en keukenzout?e. Teken een keten syndiotactisch PVC.Vraag 3De golffunctie voor een
H-atoom in de grondtoestand. Bespreek het verschil inMOT- en VBT-zienswijze. Geef de symmetrie.Vraag 4Bespreek de
commodities van de anorganische chemie.
1) Een oefening waarje de evenwichtsvergelijking van de ontbinding van water(gas) en CO2 (gas)krijgt. Je krijgt ook een
Temperatuur gegeven van 1565K en de waarde van deevenwichtsconstanten van deze vergelijkingen.Je moet dan de
evenwichtsconstante van een derdereactie bepalen. (Het was ookiets met water en CO2 Ik denk da er iets gelijkaardigs voorkwam
bij da C02gedoe in H42 a) Heeft drukverandering invloed op een chemische reactie (Ja als er links enrecht versch mol van de delen
zijn, Evenwicht verschuift bij drukverhoging/volume verkleinen naar minder deeltjesb)kan complexatie het oplosbaarheidsproduct
beïnvloeden (Nee dit is eenconstante het beïnvloed wel de oplosbaarheid)c)geef een voorbeeld van zure hydrolyse (gewoon een
zuur bv azijnzuur met waterlaten reageren. Water splits en H3O+ komt tevoorschijn)d)vergeten Sorry :Pe)Wat is belangrijk bij
polymeren met de uitvinding van Ziegler en Natta(regelmatigere plolymeren Hij vroeg hier dan ook nog bij hoe da da te werk
gaatma k weet nie echt of mijn uitleg goe was want hij legde het toch nog eens uit)3) Bespreek het Pourbaix diagram van ijzer. Je
moest echt alles wa er in decursus hierover vertellen en anders stelde hij er bijvragen over. Ook moet jezeker de
basislijnen(gewoon de E0 van Fe2+ en Fe3+) verklaren en een van de lijnenverklaren (dus de vergelijking geven) Afgeleid van de
nernstvergelijkingen.Dan bespreek je de verschillende gebieden van de neerslagvorming(passivatie)het immuniteitsgebied (ook
hoe ijzer hier te houden) de zure oxiderende enbasische corrosie(vergeet die niet) Dan moest ik hierbij nog uitleggen of ereen
gebied is waar da ze corrosie kan zijn in een omgeving zonder zuurstof. Ditis in het gebied van de zure corrosie (het kleine
driehoekje links) Dit ligtonder de kathodische lijn en hier wordt H2 gevormd bij de corrosie van ijzer.Dan was er nog een bijvraag
ma wa het was weet ik niet meer . Mijn antwoorderop was alleszins da ik de lokale pasivatie begon uit te leggen en dit
wasgoed.4)De laatste vraag was Bespreek de stapelingsproblematiek bij Ionenroosters.Hier zeg je eerst wat een Ion binding is
(binding tussen een atoom met lageionisatiegraad en een met hoge elektronen affiniteit) uitleggen da een kationaltijd is omgeven
door elektronen en andersom en dan geef je da regeltjewaarmee je met de verhoudingen bepaald of het coördinatiegetal (leg dit
ookkort uit) 4,6 of 8 is. Wa wel moeilijk is is da je de grenzen van dit regeltjeook moet kunnen bewijzen. Start met de stelling van
Pythagoras. Dit is al eengoed begin maar het uitwerkte lukte me niet voorbeelden bij al deze vragen kunnen geven is altijd goed
1.Geef de neutralisatiereactie van azijnzuur, CH3COOH, met een sterke base.Bereken de evenwichtsconstante. Gegeven: Pka van
azijnzuur is 4,29 (of iets indie aard).--> Keq=CH3COO-H3O+ /CH3COOHOH-H3O+ = Ka/Kw, allez het staat in de boek he.2.A)
Waarom heeft Cellulose een kleinere energieopbrengst per gram dan gas(cellulose dat zuurstof al geoxideerd is, H's er moeilijker
afkrijgen,ketenvorm)B) Gaat de buffercapaciteit voor CO2 van de oceanen stijgen of dalen als degemiddelde temperatuur stijgt?
(Stijgen)C)Vals of niet vals? Colloïdaal zilver gaat coaguleren door toevoeging vanKaliumnitraat? (Niet Vals)D) Vergeten, sorryE)
Quasi-kristallen hebben toch een soort van geordende structuur, leg uit.3.Intermoleculaire krachten uitleggen, hoe gedragen ze
zich in een vloeistof?4. Bespreek de belangrijkste commodities uit de ANORGANISCHE chemie
oefening:iets met gibbsvrije energie, ahv formules uit formularium, die formules vansuiker C6H12O6 + 602 -> 6 CO2 + 6H20 of
zoietsmet die energie de elektrische energie of spanning berekenenen dan ahv Planck de golflengte berekenenkleine vragen:grootste voordeel Kwikprocédé -waarom centrale binding in butadieen star-waarvoor alkylhaliden worden gebruikt-is zwavelzuur
een bijproduct vd non-ferro industrie (waar of vals)-is syndiotactische PVC amorf of semi-kristallijn
grote vragen:1) nernstpotentialen van eenwaardig en tweewaardig koper, in formulariumformule 0.51gegeven de
standaardpotentialen van Cu2+/Cu+ = 0,532 en Cu+/Cu = 0,153 ofzoiets tochwat is het verband met de standaardpotentiaal van
Cu2+/Cu = 0,34daar moete zo'n grafiekske gebruiken uit de notas die ge van mij gekopieerdhebt, dat die naar een evenwicht zullen
gaan naar het gemiddelde van de tweeuitersten, en dat is dan dus die 0,34 waarde2) wat zijn detergenten, waarvoor worden ze
gebruikt? of zoiets toch