Hoofdstuk 1 – Stoffen bij elkaar P2 – Stoffen bij elkaar: wat kan er

Hoofdstuk 1 – Stoffen bij elkaar
P2 – Stoffen bij elkaar: wat kan er gebeuren?
Stof A + Stof B =
-Niets
-Mengen -> Homogeen mengsel of Heterogen mengsel
-Chemische reactie
Homogeen mengsel: oplossing van een stof en oplossing van een middel (bijv. water). Deze stoffen
zijn door en door (moleculair) gemengd. Oplossing = altijd helder,
Heterogeen mengsel: ‘’suspensie’’ mengsel van vaste stof en vloeistof. De stoffen mengen niet
helemaal door elkaar.
Oplossing = altijd troebel
P3 – Nog meer heterogene mengsels
Heterogene mengsels zijn:
-Rook ; vaste stof in gas
-Emulsie ; 2 vloeistoffen
-Nevel ; vloeistof in gas
-Schuim ; een gas in vloeistof of vaste stof
P4 - Concentraties
Concentratie (gehalte) : hoeveelheid van een stof per hoeveelheid van een mengsel. De
concentratie word aangegeven in gram per liter (G/L ) , volume procent (v:v) of massa procent (m:m)
P5 – Rekenen met concentraties
Concentratie sommen kun je op 3 manieren maken:
-Concentratie formule
-Verhoudingen (herleiden tot 1)
-Diagrammenmethode
P6 – Meer over oplossen
Oplosbaarheid van een stof is aantal gram stof dat max. in een liter oplosmiddel oplost.
Oplosbaarheid is afhankelijk van :
-soort stof
-soort oplosmiddel
- temperatuur
Onverzadigde oplossing : oplossing waar nog meer stof in kunt oplossen.
Een verzadigde oplossing : oplossing die de max. hoeveelheid stof heeft opgelost in de oplossing.
Je kunt het oplossen van een vaste stof versnellen door:
-te roeren
-de stof te verpoederen
- het op te warmen (Alleen bij verwarmen verandert ook de oplosbaarheid).
P7 – Rekenen met kleine concentraties
Bij lage concentraties gebruik je als eenheid mg/m3 , massa-ppm en volume-ppm.
Afkorting ppm = parts per million (delen per miljoen).
De Mac-waarde van een stof is de Maximaal aanvaardbare concentratie
Hoofdstuk 2 – Scheiden en ontleden
P2 – Zuiver of mengsel?
Een zuivere stof bestaat uit:
- 1 soort molecuul
- een vast kookpunt
- een vast smeltpunt
- een vast stolpunt
Een mengsel bestaat uit:
- verschillende soorten moleculen
- een kooktraject
- een stoltraject
- een smelttraject
P3 – Drinkwater,drie scheidingsmethoden
Drinkwater wordt bereid uit oppervlaktewater of grondwater. Daarbij worden schadelijke stoffen
verwijderd.
Bij een suspensie kun je de vaste stof van een vloeistof scheiden door de vaste stof te laten bezinken
of door te filtreren. Bij filteren maak je gebruik van het verschil in deeltjesgrootte. De vaste stof die
op het filter blijf liggen, noem je het residu. De vloeistof die door het filter gaat, noem je het filtraat.
Met een papierfilter kun je een suspensie (Heterogeen) wel scheiden, maar een oplossing
(homogeen) niet.
P4 – Andere scheidingsmethodes
Indampen en destilleren zijn scheidingsmethodes die berusten op het verschil in kookpunt. Bij:
- Indampen raak je de stof met het laagste kookpunt kwijt
- Destilleren vang je de stof met het laagste kookpunt op als condens. De opgevangen vloeistof
noem je het destillaat, en de achtergebleven stof het residu.
Destillatie wordt bijvoorbeeld toegepast bij de bereiding van sterke drank en aardolieproducten.
Extraheren is een scheidingsmethode die berust op het verschil in oplosbaarheid. Het
extractiemiddel is een vloeistof waarin sommige stoffen wel en andere niet oplossen.
P5 – Zuivere stoffen ontleden
Moleculen zijn opgebouwd uit atomen. Niet-ontleedbare stoffen (enkelvoudige stoffen) bestaan uit
1 soort atoom. Ontleedbare stoffen (samengestelde stoffen, verbindingen) bestaan uit 2 of meer
soorten atomen.
Stoffen
Mengsels
↓te scheiden tot:
Zuivere stoffen
verbindingen
↓te ontleden tot:
enkelvoudige stoffen
In een molecuultekening teken je elk atoom als een gekleurd bolletje. In een molecuulformule geef
je de soort en het aantal atomen met symbolen aan. Hierdoor kun je makkelijk zien of een stof
ontleedbaar is. Niet ontleedbare stoffen hebben dezelfde naam als de betreffende atoomsoorten.
Met chromatografie kun je kleine hoeveelheden van een mengsel in zijn bestanddelen scheiden. Bij
papierchromatografie worden de stoffen door de vloeistof geëxtraheerd en aan het papier
geadsorbeerd. De Rf-waarde is het karaktereigenschap van een stof.
Hoofdstuk 4 – Eigenschappen van stoffen
P2 – Indeling van zuivere stoffen
Stoffen worden ingedeeld op grond van hun eigenschappen. Er zijn niet-ontleedbare stoffen en
ontleedbare stoffen. De niet-ontleedbare stoffen zijn verdeeld in metalen en niet-metalen.
Zuivere Stoffen
Niet-ontleedbare stoffen
(=enkelvoudige stoffen)
Ontleedbare stoffen
(=verbindingen)
Metalen
Niet-metalen.
P3 – Niet-ontleedbare stoffen - metalen
Zuivere metalen zijn bij kamertemperatuur vaste stoffen (behalve kwik). Ze zijn:
- Glanzend
- Makkelijk te vervormen
- Meest vrij zacht
- Geleiden warmte en stroom
Metalen kun je rangschikken naar edelheid op grond van hun chemische reactiviteit.
De meeste metalen worden op den duur door vochtige lucht aangetast. Hierbij ontstaan
metaaloxiden en metaalhydroxide. Deze aantasting van metalen heet corrosie, bij ijzer noem je dit
roesten. Met een beschermlaag wordt het metaal tegen corrosie beschermd.
Ijzer wordt gewonnen uit ijzererts. Aluminium wordt gewonnen uit bauxiet. Omdat zuivere metalen
vrij zacht zijn, smelt men ze samen met andere metalen. Dit mengsel noem je een legering of alliage.
Bekende legeringen zijn: Staal, Brons en Soldeer(tin).
P4 – Niet-ontleedbare stoffen – niet metalen
Lucht bevat 78 volumeprocent stikstof, 21 volumeprocent zuurstof en 1 volumeprocent edelgassen
zoals helium, neon en argon. Net als zuurstof bestaat ook ozon uitsluitend uit zuurstofatomen.
Waterstof is een licht en brandbaar gas. Grafiet en diamant zijn twee vormen van koolstof. Zwavel is
een gele vaste stof. Bij verbranding ontstaat zwaveldioxide. Er bestaan rode en witte fosfor.
Fluor, chloor, broom en jood worden halogenen genoemd.
P5 – Ontleedbare stoffen
Ontleedbare stoffen worden verdeeld in zouten en moleculaire stoffen. Eenvoudige zouten bestaan
uit één metaal, en één niet-metaal. Zouten zijn vaste stoffen met een hoog smeltpunt.
Zouten geleiden de elektriciteit in een gesmolten toestand en in een oplossing.
Moleculaire stoffen zijn opgebouwd uit niet-metalen. Moleculaire stoffen geleiden de elektriciteit
niet in gesmolten toestand en (met enkele uitzonderingen) ook niet in een oplossing.
Hoofdstuk 5 – Modellen voor stoffen
P2 – niet ontleedbare stoffen
Er zijn ruim 100 atoomsoorten(verbindingen). Elke atoom heeft zijn eigen symbool. Een atoom wordt
vaak getekend als een massief gekleurd bolletje.
Elk stukje metaal bestaat uit ontelbaar veel metaalatomen. De formule van een metaal is hetzelfde
als zijn symbool.
- Au(s)
Edelgassen zijn opgebouwd uit losse atomen.
- He(g)
De moleculen van waterstof, zuurstof stikstof en de halogenen zijn opgebouwd uit 2 atomen.
- H2(g), O2(g), N2(g), F2(g), Cl2(g), Br2(i), I2(s)
Elk korreltje diamant en grafiet bestaat uit ontelbaar veel koolstof atomen.
- C(s)
P3 – Ontleedbare moleculaire stoffen
Moleculaire stoffen bestaan uit moleculen die zijn opgebouwd uit atomen van niet-metalen. Een
coëfficiënt voor een molecuulformule geeft het aantal moleculen aan. Een index is een
molecuulformule die aangeeft wat het aantal atomen van de voorafgaande stof is.
Je benoemt moleculaire stoffen met twee atoomsoorten als volgt;
Telwoord+1e atoomsoort+ telwoord+2e atoomsoort.
Uitgang van zuurstof is –oxide, uitgang van zwavel is –sulfide.
Koolwaterstoffen hebben een eigen naamgeving.
Een molecuulmodel laat zien welke atomen aan elkaar gebonden zijn. Een structuurformule is een
schematische tekening van een molecuulmodel; je verbind de naast gelegen atomen met een
verbindingsstreepje.
P4 - Zouten
Zouten(ionaire stoffen) zijn opgebouwd uit ionen.
Een ion is een geladen atoom.
Zouten hebben geen molecuulformule, maar een verhoudingsformule. Een zout valt bij oplossen uit
een in losse ionen, de ontstane oplossing geleid stroom.
Bij de reactie tussen een metaal en een niet metaal ontstaat een zout.
P5 – Atomen toch deelbaar
Atomen bestaan uit een positieve kern en een wolk van negatief geladen elektronen. De kern
bestaan uit positief geladen protonen en ongeladen neutronen.
Een atoom is elektrische neutraal, en heeft evenveel protonen als elektronen. Het aantal protonen in
een kern (het atoomnummer) is kenmerkend voor een atoomsoort.
Een metaalion heeft meer protonen dan neutronen. (elektronentekort). Een niet metaalion heeft
meer elektronen dan protonen. (elektronenoverschot). Bij de vorming van een zout staat een
metaalatoom een of meer elektronen af aan een niet-metaalatoom. In metalen zorgen de buitenste
elektronen voor geleiding.
P6 – periodiek systeem en isotopen
In het periodieksysteem staan atoomsoorten op volgorde van hun atoomnummer. Stoffen met
overeenkomstige eigenschappen staan onder elkaar. VB=alkalimetalen, edelgassen, halogenen.
Het massa getal is protonen+neutronen(kern). Isotopen = evenveel atomen als protonen. neutronen
verschillen.
Hoofdstuk 6 - Reacties
P2 – De snelheid van een chemische reactie
De reactiesnelheid hangt af van:
-
De soort stof; welke stof?
Temperatuur; hoe hoger de temp hoe sneller de reactie.
Concentratie; hoe hoger de concentratie hoe sneller de reactie.
Verdelingsgraad; hoe hoger de verdelingsgraad hoe sneller de reactie.
Katalysator; versnelt reactie zonder zelf verbruikt te worden.
Een fijn verdeelde vaste brandstof kan een stof explosie geven. Een mengsel van gasvormige
brandstof en lucht is in een bepaalde verhouding explosief.
P3 – Energie en chemische reacties
Exotherme reactie; chemische reactie waar warmte bij vrij komt.
Endotherme reactie; chemische reactie waarbij voortdurend warmte nodig is. als de warmtetoevoer
stopt -> reactie stopt.
Bij een ontledingsreactie valt een zuivere stof uit een in 2 of meer andere stoffen. Bijna alle
ontledingsreacties zijn endotherm. De benodigde energie kun je toevoegen door:
- Fotolyse(licht)
- Thermolyse(warmte)
- Elektrolyse(elektriciteit)
Voor een verbranding zijn brandstof, zuurstof en de ontbrandingstemp. van de brandstof nodig.
De verbranding van een verbinding levert de oxiden op van de atoomsoorten uit de verbinding.
Bij de volledige verbranding van koolwaterstoffen ontstaan altijd koolstofdioxide en water.
Bij een onvolledige verbranding ontstaan behalve water ook roet en/of koolstofmono-oxide.
P4 – De reactievergelijking
Een reactie vergelijking geeft met formules weer hoe de rangschikking van de atomen tijdens een
chemische reactie veranderd. = kloppend als er voor de pijl van elk atoomsoort even veel atomen
staan als na de pijl.
P5- De massa’s bij een chemische reactie
De totale massa van de stoffen voor de reactie is gelijk aan de totale massa van de stoffen na de
reactie (wet van lavoisier). Bij de controle van de massawet moet je de massa van alle reagerende
stoffen meten.
Bij een bepaalde reactie reageren stoffen met elkaar in een vaste massaverhouding. Als de
beginstoffen in die massaverhouding aanwezig zijn, ontstaan er uitsluitend reactie producten en
houd je niet van de begin stof over.
Met de massaverhouding kun je uitrekenen hoeveel gram van elke stof nodig is als je de massa van
een van de andere stoffen weet.
Als bij een chemische reactie de beginstoffen niet in de juiste massaverhouding aanwezig zijn is er
sprake van een over maat de overmaat is de hoeveelheid begin stoffen die na de reactie overblijven
overmaat sommen los je op met verhoudingen of met de diagrammethode.