Samenvatting Chemie

Samenvatting Chemie
1 Het structuurmodel van de materie
1.1 Inleiding
Wat is “New System of Chemical Philosophy”?
De materie is opgebouwd uit kleine, ondeelbare deeltjes: De atomen
Atomen kunnen niet vernietigd of gemaakt worden.
Hoe stellen we elementen voor?
Naam
Latijnse
naam
Symbool
zuurstof
oxygenium
O
waterstof
hydrogenium
H
koolstof
carboneum
C
koper
cuprum
Cu
calcium
calcium
Ca
Wat is het symbool?
Beginletter van de Latijnse naam van het element. Indien de Latijnse naam van twee of meer
elementen dezelfde beginletter heeft, voegt men er een kleine letter, uit de Latijnse naam aan toe.
Geef de eigenschappen van atomen in elementen?
-Gelijke vorm
-Gelijk volume
-Gelijke massa
-Verschillend van atomen van een alle andere elementen of atoomsoorten
Wat zijn moleculen?
Atomen die gebonden zijn met elkaar die voorgesteld zijn met een formule.
Vb. Molecule zuurstofgas
•
Molecule zuurstof gas
-O2 :bestaande uit twee zuurstofatomen
=>“2”: de index (aantal atomen van deze soort)
• Molecule water
-H2O :bestaande uit 2 waterstofatomen en 1 zuurstofatoom
•
molecule methaan
-CH4 :bestaande uit 4 waterstofatomen en 1 koolstofatoom
Wat is de index?
Het aantal atomen van dit element in de molecule.
Wat is de coëfficiënt?
Het aantal moleculen
Vb.
2 O2 = 2 moleculen zuurstofgas
3 H2O = 3 moleculen water
Hoe zijn stoffen opgebouwd?
Een groot aantal atomen.
Wat zijn enkelvoudige stoffen?
Stoffen die bestaan uit één soort atomen.
-Afzonderlijk : Edelgassenè He (Helium), Ne( Neon)
-Gebonden tot een molecule: O2 (dizuurstof) , H2 (diwaterstof)
De meeste gasvormige enkelvoudige stoffen zijn opgebouwd uit diatomische moleculen.
-Worden voorgesteld in een rooster= gegroepeerd, regelmatig en ordelijk patroon
è Metalen Fe, Cu
è Grafiet en diamant C
Wat zijn samengestelde stoffen?
Bestaan uit meerdere soorten atomen
Kunnen opgebouwd worden met moleculen
Voorgesteld met een formule
Vb.
-water = H2O
-keukenzout = NaCl
-zoutzuur = HCl
H2O= 2 atomen waterstof en 1 atoom zuurstof
Eigenschappen vaste stoffen
- Atomen gerangschikt in een groter geheel, rooster
- Grenzen van een molecule zijn niet afgebakend
Hoe stelt men deze vaste stoffen voor?
Verhoudingsformule
Wat is de verhoudingsformule?
Deze formule geeft de verhouding van het aantal atomen aan.
Vb.
NaCl : bevat evenveel Na- als Cl-atomen
è Ondanks je ze telt in het rooster en het niet klopt bevat ze evenveel natrium- en chlooratomen.
CaCl2 : bevat tweemaal zoveel Cl- als Ca-atomen
1.2 Atoommodellen
1.2.1 Atoombouw
Hoe is een atoom opgebouwd?
- Positief geladen kern, die protonen en neutronen bevat
-Negatief geladen elektronenwolk, die elektronen bevat
Vb.
Waterstofatoom: H
-Eenvoudigste atoom
-Kern
à1 positief geladen proton
àgeen neutron
-Elektronenwolk
à negatief geladen elektron
Heliumatoom :He
-Kern
à 2 positief geladen protonen
à2 neutronen
- Elektronenwolk
à2 negatief geladen elektronen
Eigenschappen van Protonen, Neutronen en Elektronen
1,6 . 10-19 C: lading van een elektron
1,66 . 10-27 kg: massa van een proton
Wat is het massagetal A?
De som van het aantal protonen en neutronen.
Wat is het atoomnummer Z?
Het aantal protonen in de kern. è bepaald de lading van de kern
Vb.
4
A
He
2
A: massagetal: p + n
Z
protonen
2
X elektronen 2
neutronen 2
Z: atoomnummer: p
p=e
Uit wat bestaan de meeste elementen?
Mengsel van Isotopen
Wat zijn isotopen?
Atomen die behoren tot dezelfde soort, dus met hetzelfde atoomnummer Z , maar met een
verschillend massagetal A(= verschillend aantal neutronen).
Vb. tritium
3
1
p
H e
n
1
1
2
1.2.2 Structuur van de elektronenwolk
Wanneer straalt een materie licht uit?
Bij verhitting
Vb.
-Steenkool
-Gloeilamp
-Verwarmen ijzeren staaf
Kleur van het uitgezonden licht kan veranderen door:
- Temperatuurè ijzeren staaf kan verhit worden van roodgloeiend naar witgloeiend
- Functie van de atoomsoortè Natrium dat verhit wordt zal overwegend geel licht uitzenden
Hoe bekomen we wit licht?
Door het uitgezonden licht door een prisma te sturen, wordt het gesplitst in de samenstellende
kleuren . è ontstaan van een spectrum
We hebben 2 soorten spectrums. Welke?
-Continu spectrum
-Discontinu of lijnenspectrum
Wat is een continu spectrum?
Hierin zitten alle kleuren vertegenwoordigd en de kleuren vloeien zonder onderbreking in elkaar over
zoals bij de regenboog.
Wat is een discontinu spectrum?
Spectrum waarin bepaalde kleuren ontbreken of waarin enkel scherpe bundels van enkele kleuren
voorkomen.
èDit laatste is een lijnenspectrum
Vb. Spectrum zonlicht
Spectrum TL-lamp
Spectrum natrium(=geel)
Wat is licht?
Elektromagnetische golfbeweging( straling)
Waarom?
Aan elke lichtstraal zijn elektrische en magnetische velden gekoppeld, die loodrecht mekaar
bevinden en volgens een golfbeweging verlopen.
Hoe wordt een straling gekenmerkt?
-Golflengte(= lengte van 1 golf)
-Frequentie(= aantal golven per seconde)
è Hoe groter de golflengte, hoe kleiner de frequentie
Toon de beweging aan.
Golflengte = λ (m)
Lichtsnelheid(vacuum)= 3 x 108 m/s
Frequentie= v(s-1) = c / λ
Welke stralen hebben hoogste energie?
UV- stralen
Wat is zichtbaarlicht?
Een klein deel van het elektromagnetisch spectrum
Van Links naar Rechts?
Van korte golflengte naar grote golflengteè van hoge frequentie naar lage frequentie
Een elektromagnetische straling heeft een welbepaalde energie E met (eenheid: Joule J) die:
- Recht evenredig is met Frequentie V
- Omgekeerd evenredig met Golflengte λ
Hoe bereken we die energie nu?
E~v
Je mag dit vervangen door E=
constante x frequentie
E = constante * v
E=h*v
met h: constante van Planck è h = 6,626 * 10 -34 J.s
Wat heeft Planck gedaan?
- Studie van energieverdeling van het licht dat door trillende deeltjes in heet lichaam wordt
uitgezonden
Wat is de conclusie?
-Trillende deeltjes kunnen maar bepaalde discrete energiewaarden aannemen.
àdiscrete waarden <-> continue waarden
·
discrete waarden: enkel bepaalde waarden, geen tussenwaarden mogelijk
·
continue waarden: alle denkbare waarden
- Een trillend deeltje kan dus van lagere energiewaarde overgaan tot een welbepaalde hogere
energiewaarde en omgekeerd.--> geen tussenwaarden aannemen
De hoeveelheid opgenomen/afgestane energie kan voorgesteld worden door:
ΔE = h.v
-Energie is gekwantificeerd
à wordt een energiekwantum of foton genoemd.
Hoe ontstaat stralingsenergie?
E2
2
Stralingsenergie
WarmteEnergie
1
E1
Hoe ontstaat een lijn in een emissiespectrum van een bepaald atoom?
Doordat in dat atoom een welbepaalde energieovergang van het elektron heeft plaatsgehad.
Leg uit: “ Het emissiespectrum van H (waterstof)
- UV: Lyman- Reeks
-Zichtbaar licht: Balmer-serie
- IR- gebied: Paschen, Brackett- en Pfundserie
Waarom waterstof?
Omdat dit maar 1 elektron bevat.
A. Het atoommodel van Bohr-Sommerfeld
Leg het atoommodel uit?
-Elektronen bewegen volgens cirkel- of ellipsvormige ‘banen’ rond kern
-Elke baan welbepaalde energiewaarde
- Hoe verder van de kern, hoe hoger de energie van het elektron (elastiekje)
Geef schematisch het model weer
Hoeveel energie niveaus zijn er?
7 schillen aangeduid door het hoofdkwantumgetal n
Hoe wordt het max. aantal elektronen bepaald binnen een schil?
Door de formule: 2n2
Bv. L-Schil : n= 2 max. aantal elektronenà 2 x 2²= 8
Hoe worden de hoofdenergieniveaus opgedeeld?
-Opgesplitst in subschillen
à kleinere energieverschillen
à 4 niveau’s : s p d f
Hoe worden de subniveaus gekenmerkt?
Een 2de kwantumgetal, het nevenkwantumgetal L.
l=0
s
l=1
p
l=2
d
l=3
f
max. aantal
e-:
max. aantal
e-:
max. aantal
e-:
max. aantal
e-:
2
6
10
14
Overzicht structuur van de elektronenmantel
B. Elektronenconfiguratie
Wat geeft de elektronenconfiguratie weer?
De verdeling hoe de elektronen over de verschillende schillen en subschillen verdeeld zijn.
Wat zijn de kenmerken?
- Gaat van lage naar hoge energie
- Schillen opvullen: altijd eerst laagste energie
Vb.
1s1
1s2
1s2 2s1
1s2 2s2 2p6
1H
2He
3Li
10Ne
1.2.3 Het Periodiek Systeem van de Elementen (PSE)
Bekijken de tabel van Mendeljev
Hoe worden de analoge eigenschappen bij verschillende elementen bepaald?
-Door het aantal elektronen op de buitenste schil
-Niet: door de massa of protronen
Hoe is het PSE opgebouwd?
-Het atoomnummer Z komt overeen met het rangnummer in het periodiek systeem
-Bij stijgend rangnummer krijgen de elementen telkens 1 elektron en 1 proton meer dat de schillen
verder opvult.
-Nieuwe schil= nieuwe periode
·
·
·
horizontale rij
nummer periode = hoofdkwantumgetal buitenste schil (1 t. e. m. 7)
7 perioden
-Laatst geplaatste elektron in gelijksoortig subniveau (s, p, d of f) = groep
·
·
Hoofdgroepen (a-groepen)
Nevengroepen(b-groepen)
Leg uit Hoofgroepen?
- Valentie-elektronen: Alle elementen van eenzelfde a-groep hebben eenzelfde aantal elektronen op
de buitenste schil.
-Dit aantal bepaalt eveneens het nummer van de groep
- P-blok: laatste elektron in p-schil
àgroepen IIIa tot 0
- S-blok: laatste elektron in s-schil
àgroepen Ia en IIa
Leg uit ‘representatieve elementen’?
Elementen van het s- en p-blok.
Leg uit Nevengroepen?
- D-blok
·
laatste elektron in d-subschil
àgroep Ib t.e.m. IIIb (overgangselementen)
àgroep VIII (triaden)
·
Nummer van b-groep = aantal elektronen dat element zouden moeten afgeven tot
edelgasconfiguratie.
·
- F-blok
·
laatste elektron in f-subschil
àgroep
àLanthaniden (Z = 58 tot 71)
àActiniden (Z = 90 tot 103)
1.3 Chemische bindingen
Wat is er speciaal met groep 0 of 8A?
-Edelgassen zijn eenatomige enkelvoudige stoffen, die uitzonderlijk reageren met andere stoffen.
-Chemisch inert verklaar?
Reageren niet met andere stoffen.
- DoorSpecifieke elektronenconfiguratie met acht elektronen (He :2) op de buitenste schilè
octetstructuur of edelgasconfiguratie.
Kenmerken edelgassen
–
octetstructuur: ns2 np6
–
buitenste schil bevat 8 of 2 elektronen
–
chemisch inert (niet-reactief)
–
stabiele configuratie
–
andere elementen streven naar octetstructuur via chemische bindingen
Figuur:
Welke soorten bindingen hebben we?
- Ionenbinding
- Gewone covalente binding
-Donor- acceptor binding
-Metaalbinding
1.3.1 Ionbinding
Wat is een ionbinding?
Een binding waarbij een metaal een of meer elektronen volledig afgeeft aan een niet-metaal.
à gevormde ionen trekken elkaar aan è ionbinding
Elementen streven naar octetstructuur?
- Metaal: Staat elektronen af
- Niet-Metaal: neemt elektronen op.
Figuur:
Uitleg:
-Na staat elektron af à Na+-ion
àwordt positief!
-Cl neemt elektron op à Cl--ion
àwordt negatief!
-IONEN
-Na+ en Cl—ionen trekken elkaar aan
àVorming ionenrooster
1.3.2 De covalente binding
Wat is de covalente binding?
-Een binding tussen 2 metalen.
-De bindende atomen verkrijgen de stabiele edelgasconfiguratie door het gemeenschappelijk stellen
van één of meer elektronenparen.
Welke 2 soorten covalente binding?
- Gewone covalente binding
- Datief covalente binding( donor-acceptor)
Wat is de gewone covalente binding?
- Atomen bereiken octetstructuur door gemeenschappelijk stellen van elektronenparen
- Elk atoom levert evenveel elektronen
- Per elektronenpaar levert 1 atoom, 1 elektron
Figuur:
Uitleg:
- 2 elektronen op de buitenste schil, wordt bekomen doordat beide waterstofatomen een elektronen
‘lenen’ bij het andere!
-Gemeenschappelijk gebruik van de elektronen, waardoor beide atomen de edelgasconfiguratie
bereiken
Toepassing:
Uitleg:
-Edelgasconfiguratie voor waterstof: 1 elektron extra nodig
-Edelgasconfiguratie voor koolstf: 4 keer 1 elektron extra nodig
-Atomen bereiken edelgasconfiguratie, methaan wordt gevormd, stabiele verbinding
Wat is de datief-covalente binding?
= donor-acceptor binding
-Het gemeenschappelijk elektronenpaar is hier afkomstig van één atoom
-Een atoom met een vrij elektronenpaar(=donor) kan dit elektronenpaar gemeenschappelijk stellen
met een ander atoom (acceptor).
Wat is de notatie van het gemeenschappelijk elektronenpaar?
Pijltje van donor naar acceptor
Vb. SO4 = zwaveldioxide
Wat is de polariteit van de moleculen?
De capaciteit van een atoom om elektronen in een binding naar zich toe te trekken wordt
aangegeven door de EN-waarde.
Wat is de elektronegatieve waarde?
Getal dat uitdrukt hoe sterk de aantrekkingskracht is van een gebonden atoom op de
gemeenschappelijke bindingselektronen
à hoe hard het atoom trekt aan de elektronen die in de binding vast zitten
Leg de werking van polariteit uit?
-Atomen met een hoge EN waardeà trekken de gemeenschappelijke elektronen in een binding meer
aan dan die met een lagere EN waarde
- Het elektronenpaar verschuift naar het element met de grootste EN-waarde à ontstaan van
partiële ladingen: δ- en δ+
à de binding is gepolariseerd en men spreekt van een polaire covalente binding
Samenvatting
Verschuiving sterker naarmate het verschil in EN-waarde groter is.
à geeft aanleiding tot polaire moleculen of dipoolmoleculen
Voorbeeld:
Wat is een polaire molecule?
Polaire covalente bindingen geven meestal aanleiding tot polaire molecule of een dipool.
Vb. Waterstofchloride en water zijn polaire stoffen
Wat is een apolaire covalente binding?
Een binding tussen 2 identieke atomen, is niet polair vb. DiChloor
Geen verschil in EN
Als de molecule een symmetrische vorm heeftà partiële ladingen elkaar compenserenà molecule
toch apolair
Wat is het oxidatiegetal van een atoom OG?
= lading die het atoom in een binding krijgt wanneer de verschuiving van de bindingselektronen
volledig zou zijn.
Oefening
-Ionenverbinding: verschuiving is volledig
àNaCl
-OT van Na = + I
-OT van Cl = - I
àAlBr3
-OT van Al = + III
-OT van Br = - I
àHCl
-OT van H = + I
-OT van Cl = - I
àH2O
-OT van H = + I
-OT van O = - II
àNH3
-OT van N = - III
-OT van H = + I
Leg het gebruik van formules en OT uit?
In verbinding is algebraïsche som van de OT van alle atomen gelijk aan nul!
-Ca (+ II) en O (- II) à CaO
-Al (+ III) en O (- II) à Al2O3
Samenvatting Bindingen
De ionbinding is een extreemgeval van een polaire covalente binding, waarbij het verschil in ENwaarde tussen de zo groot is dat het elektronenpaar volledig verschuift naar 1 atoom.
1.3.3 Metaalbinding
Wat is de metaalbinding?
-Om een stabielere toestand te bereiken geven metaalatomen elektronen af. Deze laatste behoren
gemeenschappelijk aan alleatomenà bewegen zich min of meer vrij tussen de metaalionen(vrije
elektronen)
-De positeve ionen worden stevig door elektrostatische krachten bijeengehouden door deze vrije
valantie-elektronen.
Wat is een metaalrooster?
Ordelijk gerangschikte positieve metaalionen bijeengehouden door vrije elektronen.
2 Het gedrag van stoffen in water
Kenmerken van de aarde
- Blauwe schijn à aanwezige watermassa
- 2/3 oppervlakte = water
- Grootste deel = zout water
- Minder dan 3%= zoet(drinkbaar) water
Wat is het oppervlakte water?
Water dat zich aan het aardoppervlak verzamelt. à oceanen, zeeën, rivieren, meren, beken
Leg uit “ De waterkringloop”
àOppervlaktewater verdampt
door zonne-energie
àWaterdamp stijgt, samen met
warme lucht
àLucht koelt af door stijgen
àCondensatie
-wolken / neerslag
Verklaar neerslag door wolken?
–
opgevangen door vegetatie: interceptie
–
vloeit weg: run-off
–
naar bodem: percolatie
àgrondwater
Neerslag infiltreert in de bodem(= percolatie) en verzamelt zich als grondwater op een
ondoordringbare laag.
2.1 Water als polair oplosmiddel
Wat is water?
Zoals het bij ons voorkomt geen zuivere stofà er zijn veel stoffen in opgelost
Vb.
Stoffen die in de lucht voorkomen, lossen op in het regenwater: O2, CO2
Stoffen die in de bodem voorkomen: NO3- (nitraat), Ca2+ (calcium), Mg2+ (magnesium)
Wat is er met de oplosbaarheid?
- Niet alle stoffen lossen even goed op in water
- NaCl(keukenzout): lost goed op
- Olie : slecht/ niet oplosbaar
à bepaald door polariteit
Wat is polariteit?
De mate waarin stoffen oplosbaar zijn in water
Uit wat bestaat een watermolecule?
- 2 polaire covalente bindingen
à EN-waarde van een O-atoom (3,5) is groter dan H-atoom(2,1)
àBindingselektronen verschuiven naar het O-atoomà ontstaan Partiële ladingenà
·
·
“beetje negatief” voor zuurstof
“beetje positief” voor waterstof
Overige kenmerken van water?
- Polaire molecule of dipool molecule
- Asymmetrisch door haar typische 3D V-vorm
Wat is de regel i.v.m. oplosbaarheid van polaire en apolaire stoffen?
- Pol: lossen goed op in polaire oplosmiddelen vb. water en alcohol
- Apol: lossen goed op in apolaire oplosmiddelen vb. hexaan, ether, benzine
Figuur:
Hoe verwijder je een vet- of olieplek?
àapolair oplosmiddel
·
·
·
ethanol
propyleenglycolbutylether
propyleenglycolmethylether
àorganische oplosmiddelen
Wat zijn organische oplosmiddelen?
Moeten aan veel eisen voldoen
àblootstelling à risico
·
·
·
·
Ontwikkelen beroepsgebonden aandoeningen
Huidaandoeningen
Luchtwegenaandoeningen
OPS: organisch psycho-syndroom
àeffecten op zenuwstelsel
àdepressie, moeheid, geheugenstoornissen…
àzie tekst Toledo
·
Oplosmiddelen en allergenen in de schoonmaaksector
Wat is de concentratie van een oplossing?
Dit geeft aan hoeveel opgeloste stof aanwezig is in een bepaalde hoeveelheid oplossing.
à kan op verschillende manieren aangegeven worden
Wat is het volumeprocent?
- Wordt uitgedrukt ml/ 100 ml à vloeistoffen
Vb.
·
Azijnzuur 8 vol %
à8 ml azijnzuur in 100 ml oplossing
à8 ml azijnzuur + 92 ml water
·
Alcohol (ethanol) in dranken 5 vol %
à5 ml alcohol in 100 ml oplossing
à5 ml alcohol + 95 ml water
Wat is het massaprocent?
- Uitgedrukt in g/ 100 g : voedingswaarde
Vb.
30 g vet in 100 g chocolade
Wat is het verschil tussen Kcal en Kj?
- Kilocalorieën en Kilojoule
à‘k’ = kilo = 103 = 1000
à1 cal = 4,18 J
àmaat voor energie-inhoud
·
·
·
·
vet
alcohol
koolhydraten
proteïnen
9 kcal / g
7 kcal / g
4 kcal / g
4 kcal / g
2.2 Elekrtolyten
Wat is geleiding?
Verplaatsing van geladen deeltjes
àElektronen en Ionen
Welk water geleidt de elektrische stroom?
- Zuiver water: niet geleidend ( gedestilleerd)
- Leidingwater: wel geleidend
Verklaar waarom leidingwater geleidt?
Leidingwater bevat opgeloste stoffen die zorgen voor de geleiding. Die stoffen zijn elektrolyten.
Wat betekent een elektrische stroom?
Een verplaatsing van geladen deeltjes(ionen of elektronen)
à oplossing van elektrolyten zijn deze geladen deeltjes ionen, die bij het oplossen in water ontstaan
Wat zijn elektrolyten?
Samengestelde stoffen die, opgelost in water, uiteenvallen in ionen of ionen vormen en daardoor de
elektrische stroom geleiden
Wat zijn ionoforen of ionendragers?
-Ionenverbindingen (NaCl)
àionenrooster valt uiteen in ionenàIonen komen vrij
Wat zijn ionogenen of ionenvormers?
- Polaire covalente bindingen (HCl, ΔEN = 0,96 < 1,6)
àtoch ionisatie in water àdoor interacties
Wat is het geleidingsvermogen van een elektrolyt opgelost in water?
Hangt af van de aard van de opgeloste elektrolyt.
We onderscheiden 2 soorten elektrolyten, dewelke?
-Sterke
-Zwakke
Wat zijn sterke elektrolyten?
Stoffen die in water opgelost zijn en volledig of bijna volledig splitsen in ionen
Wat zijn zwakke elektrolyten?
Stoffen die in water opgelost zijn, enkel in beperkte mate in ionen splitsen
àslechts klein deel van de aanwezige moleculen splitst in ionen
àminder geleidend
Leg uit” Er bestaat geen rechtstreeks verband tussen de sterkte van een elektrolyt en
oplosbaarheid ervan in water”?
-Suiker
·
·
lost goed op
geen elektrolyt
·
·
lost goed op
goed elektrolyt
·
·
lost slecht op
goed elektrolyt
-NaCl
-AgCl
Samenvatting: Van elektrolyt naar Elektrische stroom
2.3 Anorganische verbindingsklassen
Hoe kunnen we de stoffen indelen?
-Via fysische eigenschappen
-Via samenstelling
Wat zijn fysische eigenschappen?
- Aggregatietoestand
- Oplosbaarheid
- Geleidingsvermogen voor warmte
Wat is de samenstelling?
- Enkelvoudige stoffen
- Samengestelde stoffen
Wat zijn de 2 grote groepen in de samengestelde stoffen?
- Anorganische( minerale) stoffen
- Organische stoffen of koolstofverbindingen
Geef een overzicht van deze stoffen
Wat is een verbindingsklasse of stofklasse?
Een groep verbindingen die welbepaalde chemische eigenschappen gemeen hebben.
2.3.1 Zuren
Wat zijn zuren?
Elektrolyten die opgelost zijn in water en H+- ionen(protonen) afsplitsen. Het negatieve ion dat
hierbij ontstaat noemen we de zuurrest.
HCl à H+ + ClH2SO4 à H+ + HSO4Wat is het verschil tussen onderstaande reeksen verbindingen?
1. HF, HCl, HI, HBr, H2S
2. H2SO4, HNO3, H3PO4, H2CO3
àreeks 1 bestaat uit verbindingen die slechts uit 2 soorten atomen bestaan.
àreeks 2 bestaat uit verbindingen die uit meer dan 2 soorten atomen bestaan.
Volgens samenstelling kunnen we zuren in 2 groepen indelen nl.
- Binaire zuren
- Ternaire zuren
Wat zijn binaire zuren?
Opgebouwd uit 2 atoomsoorten: waterstof en een niet-metaal
HCL: Waterstofchloride( zoutzuur)
Wat zijn ternaire zuren?
Opgebouwd uit 3 atoomsoorten: waterstof, het kenmerken niet-metaal en zuurstof
à ze worden oxozuren genoemd.
Kennen
Formule
Triviale naam
Systematische naam
Zuurresten
H2SO4
zwavelzuur
(di)waterstofsulfaat
HSO4-, SO24-
HNO3
salpeterzuur
Waterstofnitraat
NO3-
H3PO4
fosforzuur
(tri)waterstoffosfaat
H2PO4-, HPO42-, PO43-
H2CO3
koolzuur
(di)waterstofcarbonaat HCO3-, CO32-
2.3.2 Hydroxiden
= basen
Wat zijn hydorxiden?
Elektrolyten die in water OH—ionen( hydroxide ionen) kunnen afsplitsen en basische of alkalische
oplossingen vormen.
Splitsen in water: positief metaal- ion en OH- -ion (hydroxide- ion)
Hoe gebeurt de naamgeving
Naam van positieve metaal- ion + (ev. voorvoegsel)+ hydroxide
Voorbeeld van een hydroxide?
NaOH à Na+ + OHnatriumhydroxide
Ca(OH)2 à Ca2+ + 2 OHcalciumdihydroxide
Al(OH)3 à Al3+ + 3 OHaluminiumtrihydroxide
Boven de pijl komt H2O
Wat zijn indicatoren?
Sommige kleurstoffen veranderen van kleur onder invloed van zuren
à door veranderde zuurtegraad
ànatuurlijke indicatoren: rode kool
·
·
met azijnzuur: roze / rood
met NH3: groen
àsynthetische indicatoren
·
·
methyloranje
lakmoes
Geef samenvatting voor zuur-base indicatoren?
Wat doet een indicator?
-Geeft een aanduiding over het zuur of basisch karakter van het milieu
Hoe bepaald men de sterkte van een zuur of base?
-pH-schaal: van 0 tot 14
-pH-waarde afhankelijk van concentratie H+ en OH- - ionen
àzuur: pH < 7 (veel H+ en weinig OH-)
àbasisch: pH > 7 (veel OH- en weinig H+)
Figuur:
Wat is een protondonor?
zuur = deeltje dat proton (H+) kan afstaan
àSterk zuur: geeft gemakkelijk H+-ionen af
reactiepijl
à
àZwak zuur: geeft moeilijk H+-ionen af
reactiepijl
Voorbeeld:
of
<->
Wat is een protonacceptor?
Base= deeltje dat proton (H+) kan opnemen
Voorbeeld:
Wat is het algemeen geconjugeerd zuur base systeem?
· A à H+ + B
Zuu rà geconjugeerde base
Wat is een amfolyt?
Deeltje dat zich zowel zuur als basisch kan gedragen
Vb. H2O
Leg uit “ de autoprotolyse van water”?
-Water: amfoliet
-Reactie van water met zichzelf : H2O <-> OH- + H+
Wanneer heb je een zwak elektrolyt in water?
Evenwicht reactie naar links
Wat is de evenwichtsconstante?
De evenwichtsconstante van een chemische reactie geeft aan in welke richting een reactie verloopt.
Wat is de evenwichtsconstante van water?
K=
[H ][OH ]
+
-
[H 2O]
H2O: de concentratie van water in zuiver water: constant
Vierkante haken = concentratie in mol/l
[ ][
Kw = K.[H2O] = H + . OHKw= waterconstante
]
K= evenwichtsconstante
Bij 25° is Kw= 10-14
Wat is het verband tussen de chemie en pKw waarde?
In de chemie heb je vaak zeer kleine getallenàp-waarden van grootheden
àp-waarden= negatieve logaritme
pKw = - log K w
[ ]
pOH = - log[OH ]
pH = - log H +
-
Bij 25° is dit
[ ][
]
K w = H + . OH - = 10 -14
pK w = pH + pOH = 14
Hoe bekomen we via berekening aan een zuur of base?
-pH + pOH = 14
-Zuiver water: pH = pOH = 7
Toepassing: pH + pOH = 14
Zuur toe.= 3 + 11 = 14
àzuur = H+ toevoegen
[H ] -&pH¯
OH- toe. = 9
+
+5
= 14
Altijd PH onderzoeken!!
à base = OH- toevoegen
[OH ] - & pOH ¯ & pH -
pH + pOH = 14
Hoe bereken je nu PH?
sterk zuur: volledige protolyse
àHCl, H2SO4
àvb.: 0,01 mol/l HCl-oplossing
H20
HCl à Cl- + H+
[HCl] = 0,01mol / l
[H ] = 0,01mol / l = 10
+
pH = - log10-2 = 2
-2
mol / l
Wat is een protolyse?
Protolyse of protolytische reactie is een chemische reactie waarbij een waterstofion (H+) tussen de
twee bij de reactie betrokken stoffen wordt overgedragen.
2.3.5 Chemische reactie
Wat is een chemische reactie?
Als stoffen in de juiste omstandigheden bij elkaar worden gebracht, kunnen hieruit andere stoffen
gevormd worden.
Uitgangstoffen= Reagentia
De nieuw gevormde stoffen= De reactieproducten
Wat gebeurt er bij chemische reactie?
- Bewaart atoomsoorten
- Herschikking van atomen
àbestaande chemische bindingen verbroken
ànieuwe chemische bindingen gevormd
Hoe worden chemische reacties voorgesteld?
Reactievergelijking
Wat is een reactievergelijking?
-formules reagentia
-reactiepijl ( à of <-> )
-formules reactieproducten
Voorbeeld: verbranding van methaan (aardgas)
Wat wil zeggen: “ behoud van atoomsoorten”?
Links en rechts evenveel atomen van elke soort
Hoe krijgen me een metaaloxide en hydroxide?
· metaal + O2 ª metaaloxide
Ca + O2 à CaO
· metaaloxide + H2O à hydroxide
CaO + H2O à Ca(OH)2
Hoe krijgen met een niet-metaal oxide en oxozuur?
· niet-metaal + O2 à niet-metaaloxide
C + O2 à CO2
· niet-metaaloxide + H2O à oxozuur
CO2 + H2O à H2CO3
SO3 + H2O à H2SO4
Wat komt er als men een hydroxide laat reageren met zuur?
·
hydroxide + zuur à zout + water
NaOH + HCl à NaCl + H2O
KOH + H2SO4 à K2SO4 + H2O
Wat krijgt met als men een niet-edel metaal laat reageren met zuur?
·
niet-edelmetaal + zuur à zout + diwaterstof
Zn + 2HCl à ZnCl2 + H2
Wat is een redoxreactie?
Een redoxreactie is een reactie tussen moleculen en/of ionen waarbij elektronen worden
uitgewisseld.
De term redox is een samentrekking van de begrippen reductie en oxidatie. Dit soort reacties wordt
veel toegepast in batterijen en accu's. Ook roesten is een redoxreactie, namelijk de oxidatie van ijzer
Samenvatting reacties
2 soorten
· zonder verandering in oxidatietrap
- zonder elektronenoverdracht
-metathesisreactie of ionreactie
· met verandering in oxidatietrap
-met elektronenoverdracht
-redoxreactie
-TREEDT ENKEL OP WANNEER IONREACTIE NIET KAN
2.4 Hardheid van water
Verschil tussen zuiver en leidingwater?
Zuiver water geleidt de elektrische stroom niet , leidingwater wel
Waarom leidingwater wel?
Het bevat al reeds opgeloste stoffen.--> elektrolyten
à werden uit de bodem opgelost want leidingwater is afkomstig van oppervlakte – of grondwater.
Wat zijn kwaliteitsnormen voor ons drinkwater?
• aangenaam (geurloos, kleurloos, frisse smaak)
• geen schadelijke stoffen
• geen pathogene organismen
• comfortabel in gebruik à niet hard
Hoe wordt de hardheid van het water veroorzaakt?
Door verschillende ionen
à sulfaten en chloriden zijn verantwoordelijk voor de blijvende hardheid.
Verklaar de meeste problemen met tijdelijke hardheid?
Ionen verdwijnen uit de oplossing na verhitten van water
Mg2+ / Ca2+
àkalkaanslag koffiezet, wasmachine…
Wat zijn de gevolgen?
· neerslagvorming met zeep
àmeer zeep nodig
àstug worden van textiel
·
moeilijkere doorstroming leidingen
Mg2+ / Ca2+ - ionen zijn opgelost in water in de vorm van Mg(HCO3)2 en Ca(HCO3)2, geef de reactie als
de temperatuur stijgt:
Hoe moet je verwijderen door middel van zuren?
àCaCO3 + 2HCl à CaCl2 + H2O + CO2
· waterstofchloride
: ontkalken van sanitaire installaties
· azijnzuur
:huishoudelijke toestellen
Wat is het verschil in hardheidsgraden?
•
•
Franse hardheidsgraden
–
1 ° fH: 10 g CaCO3 per m3 water
–
< 15 ° fH: zacht water
Duitse hardheidsgraden
–
1 ° dH: 10 g CaO per m3 water
2.5 Zure neerslag
2.5.1 Oorzaak
– Zwaveldioxide (SO2) à fossiele brandstoffen
–
Stikstofoxiden (NOx) à verkeer
–
Ammoniak (NH3) à landbouw en veeteelt
2.5.2
Gevolgen
· Vissterfte
Ø afh. van buffercapaciteit
Ø buffer: vangt pH-veranderingen op
Ø pH < 4,5
àgeen vissoorten en geen ongewervelden en algen
·
Bosbestand
Ø naaldwouden
Ø pH é à metalen (Al) lossen op à giftig!
·
Gebouwen
Ø CaCO3 + H2CO3 à Ca(HCO3)2
Ø vast
2.5.3
oplosbaar
Maatregelen
· Zwavelarme brandstof
Ø door behandelen met CaCO3
Ø SO2 + CaCO3 à CaSO3 + CO2
Ø SO3 + CaCO3 à CaSO4 + CO2
·
Gemotoriseerd vervoer
Ø uitstoot van stikstofoxiden reduceren
·
Overbemesting
Ø NH3
Stoffen die te kennen zijn
HCl
H2SO4
NaOH
MgO
ClNH3
CaCl2
H
C
Cl
Na
Mg
O
Fe
NH4+
NO2-
Waterstofchloride (= zoutzuur)
Diwaterstofsulfaat(= zwavelzuur)
Natriumhydroxide
Magnesiumoxide
Chloride
Ammoniak
Calciumdichloride
Waterstof
Koolstof
Chloor
Natrium
Magnesium
Zuurstof
Ijzer
Ammonium
Nitriet
NO3CH4
Nitraat
Methaan
3 Metalen
In de natuur komen 2 soorten metalen voor
·
·
Enkelvoudige stoffen
Samengestelde stoffen
Geef 2 voorbeelden van enkelvoudige stoffen?
- Zilver
- Goud
Wat zijn samengestelde stoffen?
= mineralen
= die voorkomen in ertsen
Wat zijn ertsen?
Gesteenten waarin naast de betrokken mineralen ook andere gesteenten(= ganggesteenten)
àin spleten of in gangen in de aardkost gestold magma
onder de aardkorst: magma
boven aardoppervlak: lava
Hoe bekomen we dan een metaal?
Door chemische processen uit het mineraal
Schema metalen:
Wat zijn de kenmerken metalen?
–
vast (behalve kwik (Hg))
–
goede warmtegeleiders
–
goede elektriciteitsgeleiders
–
glanzend uitzicht
Wat is een zuiver metaal?
Goed vervombaarà door hun roosterstructuur
Wat is een legering?
Verschillende metalen met elkaar te mengen.
Wat zijn de kenmerken van een legering?
àhard en onvervormbaar
• constructiestaal
• goud in sieraden
àverschillende atoomsoorten met verschillende groottes
àlagen kunnen niet meer verschuiven
Figuur zuiver metaal en legering
Zuiver metaal
Legering
Voorbeelden Metalen en Legering
Wat is een redoxreacties?
Reacties met overdracht van elektronen van een reductor naar oxidator.
–
–
reductie
•
opname van elektronen
•
dalen van oxidatietrap
oxidatie
•
afgifte van elektronen
•
stijgen in oxidatietrap
Wat is oxidatie?
àoorspronkelijk: binding met zuurstof
àverbranding
2 Mg + O2 à 2 MgO
S + O2 à SO2
àandere tragere reacties
• bruin worden van appel
• corrosie van metalen
Wat is reductie?
Ø zuurstof onttrekken
Ø of analoge reactie zonder zuurstof, met ander element
Voorbeeld reductie
2 Mg + O2 à 2MgO
OAS: 2 Mg – 4 e- à 2Mg2+
ROD: O2 + 4 e- à 2 O22 Mg + Cl2 à MgCl2
OAS: 2 Mg – 4 e- à 2Mg2+
ROD: Cl2 + 4 e- à 2 Cl2Hoe moet je redoxreacties oplossen?
-Deelreacties
àROD en OAS
- Elektronen
à+ of – e- H rechts of links
à H2O links of rechts
- O recht of links
à H2O links of rechts
- Basisch milieu: H+ neutraliseren met OH- Eventueel deelreacties vermenigvuldigen
àaantal opgenomen elektronen = aantal afgestane elektronen
- Deelreacties optellen
- Moleculen vormen
-Controle
3.2 Spanningsreeks van de metalen
Wat is de spanningsreeks van de metalen?
= verdringingsreeks en kan afgeleid worden
Voorbeeld spanningsreeks
Zn + CuSO4 à ZnSO4 + Cu
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Zn wordt zelf geoxideerd (OAS)
Cu2+ wordt hierbij gereduceerd
Zn veroorzaakt reductie
Zn is reductor
Zn is sterkere reductor dan Cu
De elementen volgens dalend reducerend vermogen:
Alkali- en aardalkalimetalen= hebben een zo groot redecurend vermogen dat ze in staat zijn
diwaterstof uit water te verdringen. à onstaat een basische oplossing
Voorbeeld: K, Na en Ca, Mg
Welke metalen kunnen diwaterstof uit een zuur verdringen?
- Aluminium
- Zink
- Ijzer
Voorbeeld:
·
2 Al + 6 HCl ª 2 AlCl3 + 3 H2 (Al – 3 eà Al3+) x 2
(2 H+ + 2 e- à H2 ) x 3
2 Al + 6 H+ à 3 Al3+ + 3 H2
2 Al + 6 HCl à 3 AlCl3 + 3 H2
·
Zn + H2SO4 ª ZnSO4 + H2 Zn – 2 e- à Zn2+
2 H + + 2 e- à H 2
Zn + 2 H+ à Zn2+ + H2
Zn + H2SO4 à ZnSO4 + H2
Metalen na H2 reageren niet meer met zuren.
à Klein reducerend vermogen dat ze aan de lucht niet oxideren. è edele metalen
3.3 Metallurgie van ijzer
Wat is metallurgie van ijzer?
Producten van ijzer
Geef de kenmerken van de metallurgie?
•
metaalnijverheid: vooral ijzer
•
800 miljoen ton per jaar
•
winning van ijzer: in hoogoven
–
grondstoffen
•
ijzerertsen
•
schroot
•
brandstoffen
•
toeslag
Wat zijn ijzerertsen?
=ijzer in aardkorst
-Bestaat uit samengestelde stoffen
Ø magnetiet
Ø hematiet
Ø pyriet
Fe3O4
Fe2O3
FeS.S
Wat is schroot?
àoudijzer of schroot
=vuil, roest
=recuperatie na gebruik
àafvalijzer of nieuw schoot
=nieuw ijzer
=komt vrij bij vormgeving van nieuw ijzer in gebruiksvoorwerpen
Geef 2 voorbeelden van brandstoffen?
Koolstof en Cokes
Wat doet het toeslag?
Smeltpunt verlagen
- Afhankelijk van samenstelling van de erts
= Kalksteen/ kiezelsteen
- Reageert met ganggesteente tot vorming van slak
à bijproduct
Hoe gebeurt de winning metalen?
Ø 50 meter hoog
§ langs boven vullen met afwisselend
· cokes
· gemalen ijzererts + toeslag
§ onderaan lucht van 2000 °C
§ reactie bij 1600 °C in onderste laag
· 2 C + O2 à 2 CO
§ reactie bij 1400 °C in bovenliggende laag
· Fe2O3 + 3 CO à 2 Fe + 3 CO2
§ gevormde ijzer daalt
·
zwaartekracht
§
Fe + gevormde slak smelten
§
onderaan
·
laag vloeibaar ijzer + laag vloeibaar slak
Geef de indeling volgens samenstelling
-gietijzer
3,2 tot 3,6 % koolstof
- staal
< 1,7 % koolstof
Hoe ontstaat staal?
Ruwijzer opnieuw te smelten en in een convertor of elektrische oven de aanwezige koolstof en
onzuiverheden te verbranden met zuivere zuurstof
3.4 Andere belangrijke metalen
3.5 Corrosie van metalen
Wat is corrosie?
De aantasting van metalen en andere materialen als gevolg van chemische of fysische processen.
à groot probleemà economische schade vb. roestende carrosserie van auto’s
Wat is het probleem?
Geoxideerd product neemt groter volume inà barsten, breuken, vervormingen
Leg uit “ Roesten van ijzer”
Benodigdheden: water en zuurstof
à redoxreacties
Geef de reactie van roesten van ijzer
2 Fe + O2 + 2 H2O à 2 Fe(OH)2
4 Fe(OH)2 + O2 + 2 H2O à 4 Fe(OH)3
2 Fe(OH)3 à Fe2O3 (poreus) + 3 H2O
Fe2O3 is poreus
Wat is poreus?
Iets wat water doorlaat
Leg uit “ Corrosie van Zn en Al”?
- Oxiden vormen goed hechtende laag
- Bescherming tegen verdere corrosie
Aluminium en zink àveel toepassingen
Hoe moet je beschermen tegen corrosie?
1. elektrolytische bescherming
: Op stalen constructies wordt een ander metaal, zoals zink aangebracht. Het zink wordt
geoxideerd in plaats van het ijzer en het goed hechtende zinkoxide beschermt onderliggende
staal.
2. legeren
– roestvrij staal = staal + Cr, Ni of Mo
3. deklagen
– verf
4 Verbranding
Wat zijn verschillende verbrandingsreacties?
- Verwarming
- Koken
- Transport
- Gevaar voor brand
4.1 Energetische aspecten van een chemische reactie
Hoe komt warmte vrij?
Door chemische reacties
Vb. Bunsenbrander en kachel
Geef enkele andere vormen van energie?
·
·
·
elektrische energie batterij
licht bij brandend hout
kracht van ontploffing
Wat gebeurt er bij een chemische reactie?
- Herschikking van de atomen
- Energie uitwisseling
à de studie hiervan is Thermodynamica
Wat is thermodynamica?
Leer van beweging en warmte
Welke soorten energie hebben we nog?
·
·
·
·
warmte, licht, elektriciteit, geluid
beweging = kinetische energie
potentiële energie
kernenergie
Wat is warmte?
Kinetische energie van de moleculen of atomen in de materie.
We kunnen uit de studie van deze energie vormen 2 basisregels onderscheiden, de welke?
1. Energie kan omgezet worden van de ene vorm in de andere
Vb. Potentiële energie van een ver in een klok omgezet in kinetische energie van de slinger
2. De hoeveelheid energie in het universum is constant
Wat gebeurt er met energie?
- Kan niet gemaakt worden of vernietigd
- Enkel omgezet worden van de ene vorm in de andere
Wat is de eerste wet van de thermodynamica?
In elk proces kan energie worden omgezet van de ene vorm in de andere, maar de energie kan nooit
gecreëerd of vernietigd worden.
Vb. Verbranding benzine in motor
à chemische energie maar voor 30 % omgezet in bewegingsenergie, de rest in thermische (70%
verlies)
Wat zijn exo-energetische reacties?
·
·
·
afgave van energie
energie reactieproducten < energie reagentia
energie o.v.v. warmte of licht
Voorbeeld:
·
·
verbrandingsreacties
oplossen metaal in zuur
Wat zijn endo-energetische reacties?
·
·
·
Opname van energie
Energie reactieproducten > energie reagentia
Energie nodig om reactie te laten verlopen
Voorbeeld
·
·
Verdamping van water
Fotosynthese
Wat is de activeringsenergie (Ua)?
De energie die in de vorm van warmte, licht.. toegevoegd moet worden om een reactie op gang te
brengen
àvele reacties gaan pas door na toevoegen bepaalde hoeveelheid energie aan systeem
Exo-energetische reactie
Leg uit “ Fotosynthese”
Geef de reactievergelijking
licht
6 H2O + 6 CO2 à C6H12O6 + 6 O2
glucose
Wat is glucose?
Bouwstof van o.a. zetmeel
Wat is zetmeel?
Energierijke verbindingen worden door dierlijke organismen bij de voeding opgenomen.
à organische verbindingen
4.2 Organische verbindingsklassen
Wat is organische chemie?
Koolstof chemie
Hoeveel bindingen kan koolstof aangaan?
4 enkelvoudige covalente bindingen
Hoe zijn koolstofketens of koolstofringen ontstaan?
Couper legde de nadruk op de capaciteit van het koolstofatoom om bindingen te vormen met andere
koolstofatomen.
4.2.1 Koolwaterstoffen
Wat zijn koolwaterstoffen?
Koolwaterstoffen zijn organisch chemische verbindingen van uitsluitend waterstof en koolstof met
de algemene formule CnHm.
Wat zijn de verschillende soorten KWS?
1. Acyclische of alifatische KWS
-Alkanen
-Alkenen
- Alkynen
- Isomerie
2. Alicyclische KWS (cyclische KWS)
3. Aromatische KWS
4.2.1.1 Acyclische of Alifatische KWS
Wat zijn acyclische koolwaterstoffen?
Dit zijn koolwaterstoffen bestaande uit open koolstofketens.
Voorbeeld: Butaan
Wat zijn alkanen?
Koolwaterstoffen waarbij een maximaal aantal waterstofatomen in de verbinding opgenomen is.
Wat zijn verzadigde alifatische KWS?
Verbinding is verzadigd aan waterstof
Wat is de brutoformule.?
CnH2n+2
Er bestaan 2 soorten ketens:
- Onvertakte ketens
- Vertakte ketens
Wat zijn onvertakte ketens?
Normaal alkanen of n-alkanen
Naamgeving: Onvertakte ketens
1.
2.
3.
4.
naamgeving
methaan
ethaan
propaan
CH4
CH3 – CH3
CH3 - CH2 – CH3
5. butaan
6. pentaan
CH3 - CH2 - CH2 – CH3
CH3 - CH2 - CH2 – CH2 – CH3
àbruto-formule onvertakte ketens :CnH2n+2
propaan: C3H8
butaan: C4H10
Naamgeving: Vertakte ketens
–
langste keten
–
alkylgroepen in alfabetische volgorde
–
alkylgroep: atoomgroep met één H-atoom minder dan corresponderende alkaan
•
methyl
-CH3
•
ethyl
-CH2CH3
èbruto-formule vertakte ketens: CnH2n+1
•
methyl
-CH3
•
ethyl
-C2H5
Wat zijn alkenen?
Bevatten 2-voudige binding. à niet verzadigd
Brutoformule: CnH2n
Voorbeeld:
1.
2.
3.
4.
5.
etheen
propeen
1-buteen
2-buteen
1,3-butadieen
CH2=CH2
CH3-CH=CH2
CH3-CH2-CH=CH2
CH3-CH=CH-CH3
CH2=CH-CH=CH2
Voorbeeld: 2 methylpropaan
Wat zijn alkynen?
Koolwaterstoffen die een drievoudige binding bevatten.
Brutoformule: CnH2n-2
Voorbeeld: Ethyn
Voorbeeld: Propyn
Wat is isomerie?
Het voorkomen van moleculen met dezelfde brutoformule maar met verschillende structuur of
configuratie
Welke 2 soorten isomerie hebben we?
1. Structuurisomerie
2. Stereo-isomerie
Wat is stereo- isomerie?
= geometrische isomeren
= verschillen alleen in de manier waarop de atomen in de ruimte georiënteerd zijn.
Wat is de configuratie?
De ruimtelijke rangschikking van atomen
Wat is structuur isomerie?
= bevatten dezelfde soort en hetzelfde aantal atomen maar ze zijn op een verschillende manier
onderling gebonden.
Kenmerken van isomerie
- De opbouw van de koolstofketens kan verschillend zijn zoals bijvoorbeeld pentaan
Voorbeeld: Pentaan àstructuurisomeren van C5H12
à structuurisomeren van C6H14
4.2.1.2 Alicyclische KWS
Wat zijn cyclische koolwaterstoffen?
Koolwaterstoffen waarbij C-atomen aan mekaar gebonden zijn tot een ring.
à 2 waterstofatomen minder dan de alkanen en zijn ze dus isomeren van de alkenen
Brutoformule: CnH2n CnH2n èzelfde als alkenen
structuurisomeren
Hoe gebeurt de naamgeving
Cyclo + aantal C-atomen in ring
Voorbeelden:
Kenmerken cyclische verbindingen
- Niet alle zijn stabiel
- De verschillende stabiliteit is af te leiden uit de bindingshoeken tussen de C-C bindingen.
Kunnen tekenen!!
Geef een voorbeeld van onverzadigde alicyclische KWS
Cyclohexeen
4.2.1.3 Aromatische KWS
Wat zijn aromatische KWS?
Koolwaterstoffen die een benzeenring( = zesring) met afwisselend enkele en dubbele bindingen.
Voorbeeld:
4.2.2 Koolstofverbindingen met karakteristieke groepen
Hoe worden deze verbindingen ingedeeld?
- Karakteristieke atoomgroep(= functionele groep) in hun structuur
Geef de verschillende soorten:
·
·
·
·
·
·
·
Alcoholen
Carbonzuren
Ketonen
Aldehyden
Halogeenverbindingen
Amines
Ethers
4.2.2.1 Alcoholen
Wat is de karakteristiek groep?
Hydroxylgroep of OH-groep
Geef uitleg bij methanol, ethanol!
·
methanol:
CH3OH
- Bijproduct bij slechte destillatie
- Giftig bij inname
-Blindheid en dood tot gevolg
·
ethanol:
-oplosmiddel
CH3CH2OH
-alcoholische dranken
-ontsmettingsmiddel
-reinigingsmiddel
-ontvetter
4.2.2.2 Carbonzuren
Wat is karakteristieke groep?
Carboxylgroep
Altijd COOH
·
ethaanzuur
àazijnzuur
àproductie m.b.h.v. azijnzuurbacteriën
4.2.2.3 Ketonen
Wat is de karakteristieke groep?
Carbonylgroep tussen 2 koolstofatomen
Voorbeeld aceton:
Voor wat wordt propanon gebruikt?
Als oplosmiddel om bv. nagellak te verwijderen
4.2.2.4 Aldehydes
Wat is de karakteristieke groep?
Aldehyde groep( eindstandige carbonylgroep)
Voorbeeld methanal:
à formaldehydeà oplossen van formol in water
4.2.2.5 Halogeenverbindingen
Wat is de karakteristieke groep?
Halogeen
Geef voorbeelden van halogenen
- Fluor
- Chloor
- Broom
- Jood
Wat zijn CFK’s of freonen?
= Chloorfluorkoolstofverbindingen
= halogeenalkanen die een fluoratoom bevatten
à probleem: Aantasting van de stratosferische ozonlaag
4.2.2.6 Amines
Wat is karakteristieke groep?
Amine-groep/ NH2 –groep
·
primair amine
=1 alkylgroep
·
secundair amine
=2 alkylgroepen
·
tertiair amine
=3 alkylgroepen
4.2.2.7 Ethers
Wat is het karakteristieke atoom?
Zuurstofatoom covalent gebonden tussen 2 koolstofatomen
Voorbeeld: ethoxyethaan
•
ether
•
di-ethylether
•
oplosmiddel
4.3 Fosiele brandstoffen
4.3.1 Energie uit de grond
Waarom is er een stijging van het energie verbruik?
·
·
·
huishoudens
industrie
transport
Wat is de bron en wat kan er als bron gebruikt worden?
Fossiele brandstoffen:
·
·
·
Aardolie
Aardgas
Steenkool
Probleem: Beperktà blijvend verbruikà uitputting
Oplossing: Alternatieve bronnen
·
·
·
Windenergie
Waterkrachtcentrale
Getijdenenergie
4.4 Vuur en brand
Waarom wordt de branddoek gebruikt?
Om band te voorkomen
•
brandstof
–
•
zuurstof (O2, dizuurstof)
–
•
hout, papier,
ontvlambare
vloeistof, gas
uit lucht
warmte / temperatuur
–
vlam, vonk,
verhitting…
Hoe kan je een brand vermijden
Uit elkaar houden van deze 3 elementen
Brand blussen = doorbreken van deze driehoek
Wat zijn explosies?
Reacties die uiterst snel verlopen en daarbij een grote hoeveelheidenergie en gasvormige producten
·
·
·
snelle reacties
grote hoeveelheid energie vrij
grote hoeveelheid gasvormige producten vrij
àenorme volumetoename
Symbool: Explosie
Licht ontvlambaar:
Wat is detonatie?
·
·
·
·
soort explosie
reactiefront wordt verplaatst
hogere snelheid dan geluidssnelheid
schokgolvenàverwoestend effect
Wat zijn explosiegrenzen?
een explosief verlopende reactie enkel kan optreden wanneer de gas-lucht verhouding zich binnen
bepaalde grenzen bevindt.
àtussen deze grenzen: explosie
Op 100 ml 4,6 ml methaan en boven de 14,2 brandenà geen explosie!