Samenvatting Chemie & Biochemische Processen | Universiteit Gent | Revaki 1e bachelor

Chemie en inleiding tot biochemische processen
Chemie

Chemie en materie​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​ ​

Chemie: de wetenschap die probeert om het gedrag van materie te verklaren door het
gedrag van atomen en moleculen te bestuderen.

Aristoteles:
●​ Alle stoffen op aarde = combinatie van 4 elementen
○​ aarde, water, lucht en vuur

Democritus:
●​ atomos = bouwstenen materie

Alchemie:
●​ stofomzetting: van metalen naar goud
○​ occulte praktijk
○​ ontwikkeling chemische technieken
■​ destillatie
■​ extractie
■​ filtratie
○​ minerale zuren
■​ zoutzuur
■​ salpeterzuur
■​ zwavelzuur

Geneeskunde:
●​ link chemie

18de eeuw:
1.​ observatie
2.​ hypothese
3.​ experiment
4.​ theorie

A. Lavoisier + J. Priestley
-> werpen ‘flogiston’ theorie omver
→ Brandbare stoffen een element flogiston bevatten dat vrijkwam tijdens de verbranding.
Bv. kwik + deltaT -> per se + flogiston (per se: rode neerslag, ontstond ‘vanzelf’), met
deltaT < 500°C
Joseph Priestley: verwarmt rode neerslag > 500°C in vacuüm (luchtledige ruimte) -> gas
(air vital) vrij dat kaarsen langer deed branden en muizen langer liet leven in een afgesloten
kamer: gedeflogistonneerde lucht
Bv. zink -> zink as + flogiston MAAR zink-as + houtskool -> zink

,—> Houtskool: een flogiston rijk product, want het laat weinig tot geen as na bij
verbranding, dus is ‘puur’ flogiston
A. Lavoisier: ontkrachte flogistontheorie met behulp van de door hem formuleerde wet van
behoud van massa
-> De gecondenseerde rode substantie woog meer dan het oorspronkelijke kwik.


Model: is de ‘beste’ benadering van de realiteit op basis van de dan bestaande kennis,
cultuur en inzichten.
-> Elk model is een menselijke poging om de wetten van de natuur te verklaren, te
voorspellen en te benaderen.

Begin 19de eeuw:
●​ Fysische chemie
●​ (an)organische chemie
●​ analytische chemie
●​ polymeerchemie
●​ biochemie
●​ …


Materie: alles wat massa en volume heeft (lucht)
●​ Fysische toestand
○​ vast: vast volume, vaste vorm
○​ vloeibaar: vast volume, geen vaste vorm
○​ Gasvormig: geen vast volume, geen vaste vorm
●​ Samenstelling
○​ mengsels
■​ heterogeen: 1 of meerdere fase grenzen (soms microscopisch)
■​ homogeen: geen fase grenzen
●​ componenten gemengd onder kleinste individuele vorm
○​ atomen, ionen, moleculen
■​ oplossing: homogeen mengsel van 2 of meer stoffen
●​ brons, NaCl in water,...

stof: specifiek deel materie (aarde, water, lucht,...)
●​ Zuivere stof: altijd constante chemische samenstelling + eigenschappen (H2O)
●​ Samengestelde stoffen = verbindingen
○​ chemische binding tussen 2 of meer elementen in een vaste verhouding
■​ Bv. NaCl, CH4, Al2O3
■​ molecule: covalente binding
■​ formule eenheid: ionaire binding
●​ Elementaire stoffen = enkelvoudige stoffen
○​ 1 soort atomen
○​ Bv. H2, 02, Na, Cl2, C60

Fysische omzetting: identiteit deeltjes verandert niet
-> Bv. koken van water

,Chemische omzetting = chemische reactie : samenstelling stoffen verandert
-> Bv. Water –elektrische stroom -> waterstofgas + zuurstofgas

Fysische eigenschap: chemische samenstelling verandert niet
→ Bv. smeltpunt, kookpunt, elektrische geleidbaarheid,...

Chemische eigenschap: chemische samenstelling verandert
-> Bv. ontvlambaarheid, corrosiegevoeligheid


Atomen: bouwstenen van de materie​ ​ ​ ​ ​ ​ ​

Atoomtheorie van Dalton (gebasseerd op postulaten)
●​ Wet van behoud van massa (Lavoisier)
○​ In een chemische reactie wordt geen massa gevormd, nog vernietigd
■​ er komt geen massa bij of af
●​ Wet van de constante samenstelling (Proust)
○​ Een zuivere verbinding bevat steeds exact dezelfde elementen in exact
dezelfde massaverhouding, ongeacht zijn oorsprong.
●​ Elementen: opgebouwd uit zeer kleine, ondeelbare en niet vernietigbare deeltjes,
atomen
●​ De atomen van een bepaald element zijn identiek in massa en in andere
eigenschappen en zijn verschillend van de atomen van andere elementen.
●​ Verbindingen zijn het resultaat van een combinatie van 2 of meerdere verschillende
atoomsoorten in een vaste en constante verhouding.
●​ Atomen van een element kunnen niet omgezet worden in atomen van een ander
element via chemische reacties.
○​ Chemische reactie: is een reorganisatie van atomen.
●​ Wet van de veelvuldige verhouding
○​ Wanneer 2 elementen A en B combineren om meer dan 1 verbinding te
vormen, zumme, de massa’s van B die reageren met een vaste hoeveelheid
A zich tot elkaar verhouden als kleine gehele getallen

Chemische elementen:
●​ 118 elementen
○​ 90 natuurlijke
●​ C, H, N, O
○​ zitten in het menselijke lichaam

Atoomtheorieën:
●​ Dalton:
○​ massa is een fundamentele atoom eigenschap
●​ 19de eeuw:
○​ atoommassa bepalen van elementen
●​ Atoommassa relatief
○​ want individuele atomen zeer klein
○​ daarom bepalen tov ander element

, ■​ bv. H
■​ Water ontleedt in O en H.
●​ massa O is 8x massa H
○​ Geen idee dat een stof meerdere atomen van dezelfde soort kon bevatten.

Gay-Lussac:
●​ 2 volumes H en 1 volume O, verenigen zich om 2 volumes waterdamp te vormen.

Avogadro:
●​ stelt dat gelijke volumina van verschillende gassen evenveel moleculen bevatten.
(chemisch evenwicht)




Eind 19de eeuw: ‘ondeelbaar atoom’ niet langer houdbaar

Thomson:
●​ kathodestralen bestaan uit geladen deeltjes, de elektronen
●​ Krentenbrood model
○​ Atoom: sferisch, homogene, diffuse wolk van positieve materie, waarin de
negatieve elektronen lukraak zijn ingebed.

Millikan:
●​ bepaalt de elektrische lading en massa van het elektron
○​ massa e: 2000x kleiner dan massa H
○​ water zweeft door de geladen platen

Rutherford
●​ Atomen hebben een ijle structuur
○​ iets heel dun, verspreid, met veel ruimte

Nucleaire atoommodel:
●​ De positieve lading zit in de kern en is het grootste deel van de massa.
●​ De negatieve elektronen bevinden zich buiten de kern en bewegen hier zeer snel
omheen in een ijle ruimte die relatief groot is tov de atoomkern
●​ Een elektrisch neutraal atoom bevat evenveel protonen en elektronen