Scheikunde hoofdstuk 10
Scheikunde §10.1
Alles om je heen zie je doordat licht reflecteert. Licht is een vorm van elektromagnetische
straling. Alle elektromagnetische straling beweegt met de lichtsnelheid 3∙108 m/s. Die
beweging van elektromagnetische straling is een golf en de afstand tussen twee golftoppen
noem je de golflengte. Je kunt je elektromagnetische straling voorstellen als een golf, maar
ook als een bundel energiepakketjes, fotonen genaamd. De energie-inhoud van een foton is
omgekeerd evenredig met de golflengte (kleinere golflengte, hogere energie).
Een regenboog toont het spectrum van het zonlicht. Een spectrum is een weergave van alle
golflengtes die een bepaalde straling bevat. De analysemethode spectroscopie bestudeert
met behulp van spectra het effect van elektromagnetische straling op stoffen. Stoffen kunnen
deze straling reflecteren, absorberen of uitzenden.
Absorberen van elektromagnetische straling: als zonlicht op een voorwerp valt, wordt
alleen de kleur licht teruggekaatst die wij zien. De andere kleuren worden
geabsorbeerd door de stoffen in het voorwerp.
Uitzenden van elektromagnetische straling: door een bepaald soort
elektromagnetische straling op een stof te laten vallen en een spectrum te maken van
de straling die erdoorheen gaat, krijg je een absorptiespectrum. Hierin zie je bij
welke golflengtes de stof elektromagnetische straling absorbeert. Van de
elektromagnetische straling die een stof uitzendt kun je ook een spectrum maken. Je
noemt zo’n spectrum een emissiespectrum. In een emissiespectrum zie je bij welke
golflengte een stof elektromagnetische straling uitzendt (zie Binas tabel 20).
Alle atomen absorberen bij dezelfde golflengte(s) als die ze uitzenden. Een elektron kan, als
het een foton opneemt, naar een schil met een hoger energieniveau. Het elektron gaat dan
over van de grondtoestand naar de aangeslagen toestand. De hoogte van energieniveaus
verschilt per atoomsoort, waardoor elke atoomsoort een uniek absorptie- en
emissiespectrum heeft.
Scheikunde §10.2
Methodes waarbij je informatie krijgt over de bouw van stoffen of de samenstelling van een
mengsel vallen onder kwalitatieve analyse. Een voorbeeld hiervan is ir-spectroscopie. Deze
vorm van spectroscopie kijkt naar de absorptie van straling door moleculen in het
infraroodgebied. Ir-straling heeft een grotere golflengte dan licht. Door ir-straling gaan de
elektronen in atomen niet naar de aangeslagen toestand. Ze zorgt wel voor warmte doordat
de atoombindingen in moleculen sterker gaan vibreren. Er zijn twee soorten vibraties
mogelijk: strekvibratie en buigvibratie. Bij strekvibratie bewegen de atomen van elkaar af
en naar elkaar toe, hierdoor verandert de bindingslengte. Bij buigvibratie verandert de hoek
tussen de bindingen in een molecuul. Als ir-straling van de juiste golflengte op een molecuul
valt worden bepaalde vibraties in het molecuul versterkt en wordt de vibratie van het hele
molecuul sterker. Elk soort atoombinding absorbeert ir-straling bij een andere golflengte. Het
maken van een absorptiespectrum met ir-straling heet ir-spectroscopie.
In Binas tabel 39C1 en C2 zie je een groot aantal bindingen in moleculen met het
bijbehorende absorptiegebied van de ir-straling. Hiermee kun je van elke piek in een ir-
spectrum herleiden bij welk type binding deze hoort. Bij ir-spectra is het om praktische
redenen gebruikelijk om op de horizontale as (absorptiegebied van de bindingen) niet de
golflengte te gebruiken maar het golfgetal (van hoog naar laag op de x-as). Het golfgetal is
de omgekeerde waarde van de golflengte, 1/ λ met de eenheid c/m. Op de verticale as staat
vaak de transmissie in plaats van de absorptie. De transmissie is het percentage van de
opvallende straling dat wordt doorgelaten.
Bij uv/VIS-spectroscopie meet je de absorptie van ultraviolette straling (uv) en licht
(zichtbare elektromagnetische straling, VIS = visible). Hierbij heb je te maken met de
overgang van een elektron van de grondtoestand naar de aangeslagen toestand door
opname van een foton. Bij uv/VIS-spectrofotometrie, ook wel colorimetrie genoemd, meet je
de absorptie van uv/VIS-straling van een oplossing bij een specifieke golflengte. Daaruit kun
je de concentratie van de oplossing berekenen → kwantitatieve analyse.
Scheikunde §10.1
Alles om je heen zie je doordat licht reflecteert. Licht is een vorm van elektromagnetische
straling. Alle elektromagnetische straling beweegt met de lichtsnelheid 3∙108 m/s. Die
beweging van elektromagnetische straling is een golf en de afstand tussen twee golftoppen
noem je de golflengte. Je kunt je elektromagnetische straling voorstellen als een golf, maar
ook als een bundel energiepakketjes, fotonen genaamd. De energie-inhoud van een foton is
omgekeerd evenredig met de golflengte (kleinere golflengte, hogere energie).
Een regenboog toont het spectrum van het zonlicht. Een spectrum is een weergave van alle
golflengtes die een bepaalde straling bevat. De analysemethode spectroscopie bestudeert
met behulp van spectra het effect van elektromagnetische straling op stoffen. Stoffen kunnen
deze straling reflecteren, absorberen of uitzenden.
Absorberen van elektromagnetische straling: als zonlicht op een voorwerp valt, wordt
alleen de kleur licht teruggekaatst die wij zien. De andere kleuren worden
geabsorbeerd door de stoffen in het voorwerp.
Uitzenden van elektromagnetische straling: door een bepaald soort
elektromagnetische straling op een stof te laten vallen en een spectrum te maken van
de straling die erdoorheen gaat, krijg je een absorptiespectrum. Hierin zie je bij
welke golflengtes de stof elektromagnetische straling absorbeert. Van de
elektromagnetische straling die een stof uitzendt kun je ook een spectrum maken. Je
noemt zo’n spectrum een emissiespectrum. In een emissiespectrum zie je bij welke
golflengte een stof elektromagnetische straling uitzendt (zie Binas tabel 20).
Alle atomen absorberen bij dezelfde golflengte(s) als die ze uitzenden. Een elektron kan, als
het een foton opneemt, naar een schil met een hoger energieniveau. Het elektron gaat dan
over van de grondtoestand naar de aangeslagen toestand. De hoogte van energieniveaus
verschilt per atoomsoort, waardoor elke atoomsoort een uniek absorptie- en
emissiespectrum heeft.
Scheikunde §10.2
Methodes waarbij je informatie krijgt over de bouw van stoffen of de samenstelling van een
mengsel vallen onder kwalitatieve analyse. Een voorbeeld hiervan is ir-spectroscopie. Deze
vorm van spectroscopie kijkt naar de absorptie van straling door moleculen in het
infraroodgebied. Ir-straling heeft een grotere golflengte dan licht. Door ir-straling gaan de
elektronen in atomen niet naar de aangeslagen toestand. Ze zorgt wel voor warmte doordat
de atoombindingen in moleculen sterker gaan vibreren. Er zijn twee soorten vibraties
mogelijk: strekvibratie en buigvibratie. Bij strekvibratie bewegen de atomen van elkaar af
en naar elkaar toe, hierdoor verandert de bindingslengte. Bij buigvibratie verandert de hoek
tussen de bindingen in een molecuul. Als ir-straling van de juiste golflengte op een molecuul
valt worden bepaalde vibraties in het molecuul versterkt en wordt de vibratie van het hele
molecuul sterker. Elk soort atoombinding absorbeert ir-straling bij een andere golflengte. Het
maken van een absorptiespectrum met ir-straling heet ir-spectroscopie.
In Binas tabel 39C1 en C2 zie je een groot aantal bindingen in moleculen met het
bijbehorende absorptiegebied van de ir-straling. Hiermee kun je van elke piek in een ir-
spectrum herleiden bij welk type binding deze hoort. Bij ir-spectra is het om praktische
redenen gebruikelijk om op de horizontale as (absorptiegebied van de bindingen) niet de
golflengte te gebruiken maar het golfgetal (van hoog naar laag op de x-as). Het golfgetal is
de omgekeerde waarde van de golflengte, 1/ λ met de eenheid c/m. Op de verticale as staat
vaak de transmissie in plaats van de absorptie. De transmissie is het percentage van de
opvallende straling dat wordt doorgelaten.
Bij uv/VIS-spectroscopie meet je de absorptie van ultraviolette straling (uv) en licht
(zichtbare elektromagnetische straling, VIS = visible). Hierbij heb je te maken met de
overgang van een elektron van de grondtoestand naar de aangeslagen toestand door
opname van een foton. Bij uv/VIS-spectrofotometrie, ook wel colorimetrie genoemd, meet je
de absorptie van uv/VIS-straling van een oplossing bij een specifieke golflengte. Daaruit kun
je de concentratie van de oplossing berekenen → kwantitatieve analyse.
