H1: ALGEMENE INLEIDING
Element = ondeelbare stof (niet verder opslitsbaar in andere stoffen)
Verbinding = deelbare stof (water kan opgesplitst worden in H en O)
1 ATOOM EN MOLECULE
Atoomtheorie volgens Dalton
• Alle atomen van eenzelfde element zijn identiek —> dezelfde eigenschappen
(atomen van verschillende elementen hebben verschillende eigenschappen)
• Atomen zijn ongeladen
Edelgassen = enige elementen die zuiver voorkomen in de natuur
Molecule = het kleinste deeltje van een verbinding dat nog alle eigenschappen van deze verbinding bezit
(een watermolecule H2O heeft alle eigenschappen van water)
Atomen bestaan uit elementaire deeltjes
lading massa massa geconcentreerd in kern
K +
E Proton p 1,59 . 10-19 C 1,67 . 10-24 kg
R Neutron n 0 1,67 . 10-24 kg
N Elektron e- -1,59 . 10-19 C 9,11. 10-28 kg
Atoomkern
• Protonen en neutronen in kern —> massa geconcentreerd in kern
• Elektronen bewegen rond de kern
27
Al massagetal A = 27 = p+ + n 13 e-, 13 p+, 14n
13
atoomnummer Z = p+ = e-
Isotopen = atomen van een bepaalde element die een verschillend aantal neutronen hebben on de kern
• Verschillende massa door verschillend aantal neutronen
12 13 14
6
C 6
C 6
C
• Nucleïden = een welbepaalde atoomkern, met een bepaald aantal protonen en een bepaald aantal
neutronen
• Radioactief verval = ontbinding van een atoomkern (wanneer nucleïde ontsabiel)
Relatieve atoommassa Ar = hoeveel keer een atoom zwaarder is dan de atoommasssa-eenheid
• Atoommassa-eenheid ame: 1 ame = 1,66056 . 10-24 g
Ar (O) = 15,999 ame
Relatieve molecuulmassa Mr:
Mr (H2O) = 2 . Ar (H) + Ar (O) = 2 . 1,01 ame + 15,999 ame = 18,02 ame
,2 MOL
1 mol van een product is een bepaalde hoeveelheid van dat product, waarbij de massa van deze hoeveelheid in gram
numeriek gelijk is aan de molecuulmassa van dat product
Molmassa M (g/mol):
M(H2O) = 18,02 g/mol
Molmassa vs molecuulmassa:
• Molecuulmassa is de relatieve massa van 1 molecule (ame)
• Molmassa is de absolute massa van 1 mol (g/mol)
m (g)
Aantal mol: n (mol) = M (g/mol)
Aantal moleculen: N = 6,02 . 1023 moleculen/mol = getal van Avogadro
1 mol van eender welk product bevat evenveel moleculen
Molair gasvolume Vm:
1 mol van eender welk gas bij 0°C (273K) en 760 mm Hg neemt een volume in van 22,4 l
760 mm Hg = 1 atm = 1,013 . 105 Pa
3 GASSEN EN GASMENGSELS
Kenmerken van gassen
• Sommige gassen bestaan uit atomen: de edelgassen He, Ne, Ar, Xe en Kr
• Sommige gassen bestaan uit diatomische moleculen: N2, O2 en H2
• Sommige gassen bezitten moleculen die meerdere soorten atomen bevatten: oxiden NO, NO2, CO, CO2, SO2
Geen aantrekking tussen moleculen van gassen —> 2 gevolgen
• Door hun grote bewegingsvrijheid verspreiden gasmoleculen zich volledig in het vat waarin ze zich bevinden
• Slechts een klein gedeelte van het volume wordt effectief ingenomen
De ideale gaswet: PV = nRT
• Druk P (Pa)
760 mm Hg = 101300 Pa = 1 atm = 1,013 bar
1 bar = 105 Pa
• Volume V (m3)
• Aantal mol n (mol)
• Gasconstante R = 8,314 J/molK
• Temperatuur T (K)
K = °C + 273
, n P nM PM
Dichtheid van gassen: = —> =
V RT V RT
nM mol . gram/mol
Dus 𝝆= V = = g/m3
m3
Samenstelling van lucht = mengsel van gassen —> 21 vol% O2 + 79 vol% N2
% = mol % = vol %
!! Mengsel van gassen zijn altijd homogeen: door 2 producten in gasfase bij elkaar te brengen, ontstaat een mengsel
dat maar 1 fase heeft; de gasfase
Maar dit geldt niet noodzakelijk voor vloeistoffen: olie + water vormt een heterogeen mengsel
Partieeldruk Pn (g) = druk van elk afzonderlijk gas van een gasmengsel
RT RT RT
P1 (g) = n1 . P2 (g) = n2 . Pn (g) = nn .
V V V
RT RT
ð Ptot = ∑ni=1 Pi (g) = (n1 + n2 +…+ nn ) . V
= ntot . V
RT
ð Ptot = ntot . V dus in een gasmengsel is de totaaldruk gelijk aan de som van de partieeldrukken
Molfractie γi (g) = de verhouding van het aantal van dat bepaalde gas op het totale aantal mol van alle gassen
ni Pi (g)
γi (g) = —> ideale gaswet —> γi (g) =
ntot Ptot (g)
dus Pi (g) = γi (g) . Ptot (g)
In een gasmengsel is de partieeldruk van ieder gas gelijk aan het product van de molfractie van dat gas en de
totaaldruk van het gasmengsel
, 4 MENGSELS IN WATER EN OPLOSSINGEN
Mengsel = combinatie van twee of meer stoffen, waarin elke stof zijn eigen identiteit behoudt (= fyisch proces)
Heterogeen mengsel = verschillende producten kunnen makkelijk onderscheiden worden
Homogeen mengsel = geen onderscheid tussen de verschillende stoffen (= 1 fase)
Oplossingen = vloeibare homogene mengsels —> 2 voorwaarden
• De samenstellende deeltjes moeten zeer klein zijn
• De samenstellende deeltjes moeten gelijkmatig verdeeld zijn over de volledige oplossing en dus geen neiging
hebben om zich te bundelen tot grotere gehelen
Oplossing vs suspensie: bij een suspensie is aan minstens 1 van deze voorwaarden niet voldaan
KENMERKEN VAN OPLOSSINGEN
1. Samenstellende componenten van oplossingen
Minstens 2 stoffen in het mengsel
• Oplosmiddel of solvent = de stof waarin het andere product oplost
• Opgeloste stof = het product dat oplost in het oplosmiddel
2 regels
• Het product dat bij het maken van het mengsel niet van fase verandert is het oplosmiddel
—> klontje suiker in water, oplossing blijft vloeibaar dus water is oplosmiddel
• Als alle producten dezelfde fase bezitten, dan is het product dat in de grootste hoeveelheid
voorkomt het oplosmiddel
2. Verdunde vs geconcentreerde oplossingen
Verdunde oplossing = oplossing die een kleine hoeveelheid opgeloste stof bevat
Geconcentreerde oplossing = oplossing die een grote hoeveelheid opgeloste stof bevat
CONCENTRATIEGROOTHEDEN geven aan hoeveel opgeloste stof er zich in een oplossing of oplosmiddel bevindt
1. De hoeveelheid opgeloste stof in gram
De gramfractie = het aantal gram van een component in een mengsel op het totaal aantal gram
—> 10 g ijzervijlsel en 20 g zwavelpoeder:
10 g
10 g + 20 g
= 0,33
Het massaprocent m% = het aantal gram opgeloste stof op 100 g oplossing
mi (g)
m% = moplossing (g)
. 100
Het massavolumeprocent mv% = het aantal gram opgeloste stof op 100 ml (cm3) oplossing
mi (g)
mv% = Voplossing (ml)
. 100
Het aantal promille ‰ = aantal gram opgelost stof op 1 liter oplossing
mi (g)
‰= . 1000
Voplossing (ml)
Element = ondeelbare stof (niet verder opslitsbaar in andere stoffen)
Verbinding = deelbare stof (water kan opgesplitst worden in H en O)
1 ATOOM EN MOLECULE
Atoomtheorie volgens Dalton
• Alle atomen van eenzelfde element zijn identiek —> dezelfde eigenschappen
(atomen van verschillende elementen hebben verschillende eigenschappen)
• Atomen zijn ongeladen
Edelgassen = enige elementen die zuiver voorkomen in de natuur
Molecule = het kleinste deeltje van een verbinding dat nog alle eigenschappen van deze verbinding bezit
(een watermolecule H2O heeft alle eigenschappen van water)
Atomen bestaan uit elementaire deeltjes
lading massa massa geconcentreerd in kern
K +
E Proton p 1,59 . 10-19 C 1,67 . 10-24 kg
R Neutron n 0 1,67 . 10-24 kg
N Elektron e- -1,59 . 10-19 C 9,11. 10-28 kg
Atoomkern
• Protonen en neutronen in kern —> massa geconcentreerd in kern
• Elektronen bewegen rond de kern
27
Al massagetal A = 27 = p+ + n 13 e-, 13 p+, 14n
13
atoomnummer Z = p+ = e-
Isotopen = atomen van een bepaalde element die een verschillend aantal neutronen hebben on de kern
• Verschillende massa door verschillend aantal neutronen
12 13 14
6
C 6
C 6
C
• Nucleïden = een welbepaalde atoomkern, met een bepaald aantal protonen en een bepaald aantal
neutronen
• Radioactief verval = ontbinding van een atoomkern (wanneer nucleïde ontsabiel)
Relatieve atoommassa Ar = hoeveel keer een atoom zwaarder is dan de atoommasssa-eenheid
• Atoommassa-eenheid ame: 1 ame = 1,66056 . 10-24 g
Ar (O) = 15,999 ame
Relatieve molecuulmassa Mr:
Mr (H2O) = 2 . Ar (H) + Ar (O) = 2 . 1,01 ame + 15,999 ame = 18,02 ame
,2 MOL
1 mol van een product is een bepaalde hoeveelheid van dat product, waarbij de massa van deze hoeveelheid in gram
numeriek gelijk is aan de molecuulmassa van dat product
Molmassa M (g/mol):
M(H2O) = 18,02 g/mol
Molmassa vs molecuulmassa:
• Molecuulmassa is de relatieve massa van 1 molecule (ame)
• Molmassa is de absolute massa van 1 mol (g/mol)
m (g)
Aantal mol: n (mol) = M (g/mol)
Aantal moleculen: N = 6,02 . 1023 moleculen/mol = getal van Avogadro
1 mol van eender welk product bevat evenveel moleculen
Molair gasvolume Vm:
1 mol van eender welk gas bij 0°C (273K) en 760 mm Hg neemt een volume in van 22,4 l
760 mm Hg = 1 atm = 1,013 . 105 Pa
3 GASSEN EN GASMENGSELS
Kenmerken van gassen
• Sommige gassen bestaan uit atomen: de edelgassen He, Ne, Ar, Xe en Kr
• Sommige gassen bestaan uit diatomische moleculen: N2, O2 en H2
• Sommige gassen bezitten moleculen die meerdere soorten atomen bevatten: oxiden NO, NO2, CO, CO2, SO2
Geen aantrekking tussen moleculen van gassen —> 2 gevolgen
• Door hun grote bewegingsvrijheid verspreiden gasmoleculen zich volledig in het vat waarin ze zich bevinden
• Slechts een klein gedeelte van het volume wordt effectief ingenomen
De ideale gaswet: PV = nRT
• Druk P (Pa)
760 mm Hg = 101300 Pa = 1 atm = 1,013 bar
1 bar = 105 Pa
• Volume V (m3)
• Aantal mol n (mol)
• Gasconstante R = 8,314 J/molK
• Temperatuur T (K)
K = °C + 273
, n P nM PM
Dichtheid van gassen: = —> =
V RT V RT
nM mol . gram/mol
Dus 𝝆= V = = g/m3
m3
Samenstelling van lucht = mengsel van gassen —> 21 vol% O2 + 79 vol% N2
% = mol % = vol %
!! Mengsel van gassen zijn altijd homogeen: door 2 producten in gasfase bij elkaar te brengen, ontstaat een mengsel
dat maar 1 fase heeft; de gasfase
Maar dit geldt niet noodzakelijk voor vloeistoffen: olie + water vormt een heterogeen mengsel
Partieeldruk Pn (g) = druk van elk afzonderlijk gas van een gasmengsel
RT RT RT
P1 (g) = n1 . P2 (g) = n2 . Pn (g) = nn .
V V V
RT RT
ð Ptot = ∑ni=1 Pi (g) = (n1 + n2 +…+ nn ) . V
= ntot . V
RT
ð Ptot = ntot . V dus in een gasmengsel is de totaaldruk gelijk aan de som van de partieeldrukken
Molfractie γi (g) = de verhouding van het aantal van dat bepaalde gas op het totale aantal mol van alle gassen
ni Pi (g)
γi (g) = —> ideale gaswet —> γi (g) =
ntot Ptot (g)
dus Pi (g) = γi (g) . Ptot (g)
In een gasmengsel is de partieeldruk van ieder gas gelijk aan het product van de molfractie van dat gas en de
totaaldruk van het gasmengsel
, 4 MENGSELS IN WATER EN OPLOSSINGEN
Mengsel = combinatie van twee of meer stoffen, waarin elke stof zijn eigen identiteit behoudt (= fyisch proces)
Heterogeen mengsel = verschillende producten kunnen makkelijk onderscheiden worden
Homogeen mengsel = geen onderscheid tussen de verschillende stoffen (= 1 fase)
Oplossingen = vloeibare homogene mengsels —> 2 voorwaarden
• De samenstellende deeltjes moeten zeer klein zijn
• De samenstellende deeltjes moeten gelijkmatig verdeeld zijn over de volledige oplossing en dus geen neiging
hebben om zich te bundelen tot grotere gehelen
Oplossing vs suspensie: bij een suspensie is aan minstens 1 van deze voorwaarden niet voldaan
KENMERKEN VAN OPLOSSINGEN
1. Samenstellende componenten van oplossingen
Minstens 2 stoffen in het mengsel
• Oplosmiddel of solvent = de stof waarin het andere product oplost
• Opgeloste stof = het product dat oplost in het oplosmiddel
2 regels
• Het product dat bij het maken van het mengsel niet van fase verandert is het oplosmiddel
—> klontje suiker in water, oplossing blijft vloeibaar dus water is oplosmiddel
• Als alle producten dezelfde fase bezitten, dan is het product dat in de grootste hoeveelheid
voorkomt het oplosmiddel
2. Verdunde vs geconcentreerde oplossingen
Verdunde oplossing = oplossing die een kleine hoeveelheid opgeloste stof bevat
Geconcentreerde oplossing = oplossing die een grote hoeveelheid opgeloste stof bevat
CONCENTRATIEGROOTHEDEN geven aan hoeveel opgeloste stof er zich in een oplossing of oplosmiddel bevindt
1. De hoeveelheid opgeloste stof in gram
De gramfractie = het aantal gram van een component in een mengsel op het totaal aantal gram
—> 10 g ijzervijlsel en 20 g zwavelpoeder:
10 g
10 g + 20 g
= 0,33
Het massaprocent m% = het aantal gram opgeloste stof op 100 g oplossing
mi (g)
m% = moplossing (g)
. 100
Het massavolumeprocent mv% = het aantal gram opgeloste stof op 100 ml (cm3) oplossing
mi (g)
mv% = Voplossing (ml)
. 100
Het aantal promille ‰ = aantal gram opgelost stof op 1 liter oplossing
mi (g)
‰= . 1000
Voplossing (ml)
