Deel 1: Materie, Reacties en Energie
1. Samenstelling van de materie
1.1. Inleiding
Materie is discontinu, het is opgebouwd uit deeltjes: atomen, ionen en moleculen.
Mengsels kunnen door fysische methoden1 gescheiden worden in zuivere stoffen. We
onderscheiden twee soorten mengsels. Ten eerste de homogene mengsels, deze
mengsels bezitten op elke plaats dezelfde chemische en fysische eigenschappen.
Bijvoorbeeld gasmengsels. Ten tweede hebben we ook de heterogene mengsels, deze
bezitten op verschillende plaatsen verschillende chemische en fysische eigenschappen.
Bijvoorbeeld een gesteente dat bestaat uit verschillende mineralen of melk (eiwitten,
vetten en water).
We onderscheiden twee soorten zuivere stoffen. Ten eerste de enkelvoudige zuivere
stoffen, deze bestaan uit één element. Bijvoorbeeld natriummetaal bestaat uitsluitend uit
Na atomen. Ten tweede hebben we de samengestelde zuivere stoffen, deze stoffen
noemen we verbindingen, ze kunnen door chemische reacties ontbonden/gevormd
worden in/uitgaande van elementen/atoomsoorten. Bijvoorbeeld de ontbinding van H 2O in
H2 en O2 en de ontbinding van NaCl in Na en Cl2.
1.2. Elementen
Een atoom is een elektrisch neutraal deeltje
dat bestaat uit een positieve kern en negatief
geladen elektronen. De kern bevat
neutronen en protonen. De elektronen
bewegen rond de kern in een ruimte die we
de elektronenwolk noemen. Neutronen, protonen en elektronen
noemen we de subatomaire of elementaire deeltjes.
1 Distillatie: bijvoorbeeld de scheiding van N2 en O2 uit de lucht
(een homogeen mengsel). Filtratie: scheiding van zand en water (een
heterogeen mengsel).
,Alle elementen staan in het periodiek systeem van de elementen (PSE) gerangschikt.
In het PSE worden ze als volgt voorgesteld:
• Naam (X): de afkorting van de naam van het element, vaak afgeleid van is Z
eveneens gelijk aan het aantal elektronen. Een eerste ordening van de ! •
Atoomnummer (Z): aantal protonen in de kern. Voor een neutraal atoom
de Latijnse naam.
!𝑋
elementen in het PSE gebeurt op basis van het atoomnummer.
• Massagetal (A): de som van het aantal protonen en neutronen in de kern. Door
het atoomnummer (Z) van het massagetal af te trekken kan je het aantal
neutronen berekenen.
Atomen van eenzelfde element die hetzelfde aantal protonen en hetzelfde aantal elektronen
rond de kern hebben, maar een verschillend aantal neutronen in de kern bezitten noemen
we isotopen. Ze worden gekenmerkt voor eenzelfde atoomnummer, maar een
verschillende massagetal. Aangezien de chemische eigenschappen van een atoom bepaald
worden door het aantal elektronen in de kern, hebben isotopen dezelfde chemische
eigenschappen. Isotopen vertonen wel verschillende fysische eigenschappen.
1.2.1. Massa van een atoom
De absolute massa van een atoom, uitgedrukt in kilogram, is veel te klein. Daarom
gebruiken we de relatieve atoommassa (mr). Dit is een onbenoemd getal dat uitdrukt
hoeveel keer de massa van een atoom groter is dan de atomaire massa-eenheid. De
atomaire massa-eenheid (u) is gelijk aan 1 12 van de absolute massa van een
koolstofatoom (isotoop !"!𝐶, massa = 1,9926 ∙ 10-26kg) en is gelijk aan 1,6605 ∙ 10-27kg.
De absolute atoommassa (m) wordt berekend als de som van de absolute massa’s van
alle protonen, alle neutronen en alle elektronen aanwezig in een atoom. De massa van
elektronen mag in deze berekening verwaarloosd worden. De absolute massa kan ook
berekend worden uit de relatieve atoommassa door deze te vermenigvuldigen met de
atomaire massa-eenheid.
1.2.2. Massa van een element
De gemiddelde relatieve atoommassa (Ar) van een element is gelijk aan het
gemiddelde van de relatieve atoommassa’s van de verschillende isotopen van een element,
waarbij rekening gehouden wordt met de abundantie van de verschillende isotopen.
1.2.3. Mol
De eenheid mol geeft in de chemie de hoeveelheid stof aan. Een mol is gedefinieerd als
het aantal atomen aanwezig in 12 gram koolstof (isotoop !"!𝐶). Met andere woorden, een
mol is een aantal deeltjes. We kunnen het aantal deeltjes in een mol als volgt
berekenen: Bereken eerste de absolute massa van een !"!𝐶 atoom. Vervolgens berekenen
we hoeveel atomen er in 12g !"!𝐶 zitten. De uitkomst is een getal, het getal van Avogadro
(NA) = 6,022 ∙ 1023.
2
,1.2.4. Molaire massa
De molaire massa (M) is de massa van 1 mol van een stof. Dit wil zeggen de massa van
6,22 1023 deeltjes van een stof. De molaire massa is uitgedrukt in g/mol.
De waarde die we terugvinden in het PSE stelt twee verschillende zaken voor: enerzijds is
het de relatieve atoommassa van het desbetreffende element (geen dimensies), en
anderzijds is het de molaire massa van het element (uitgedrukt in g/mol). We onthouden:
relatieve massa x a.m.e = absolute massa (g)
absolute massa x NA = molaire massa (g/mol)
1.3. Verbindingen
1.3.1. Ionische verbindingen
Ionische verbindingen zijn verbindingen tussen een metaal en een niet-metaal. Het
metaalatoom staat één of meerdere elektronen af aan het niet-metaalatoom. Het
metaalatoom hierdoor een positieve lading krijgen (te weinig elektronen) en het
nietmetaalatoom zal een negatieve lading krijgen (te veel elektronen). Dergelijke geladen
atomen noemen we ionen. De elektrostatische aantrekkingskracht tussen de ionen
houdt de verbindingen samen. Bijvoorbeeld zouten zoals NaCl en KCl.
1.3.2. Moleculaire verbindingen
Moleculaire verbindingen zijn opgebouwd uit moleculen. Moleculen zijn verbindingen
tussen niet-metaalatomen. De atomen stellen hun buitenste elektronen
gemeenschappelijk en vormen zo covalente bindingen. Bijvoorbeeld H2O en C6H12O6.
1.3.3. Massa van verbindingen
De absolute en relatieve massa (of relatieve molecuulmassa) van een verbinding wordt
berekend door de som te maken van de absolute, respectievelijke, relatieve atoommassa’s
van de individuele atomen waaruit de verbinding is opgebouwd.
In de chemie gebruiken we de mol om de hoeveelheid van een stof uit te drukken: 𝑛= Met
n = mol; m = absolute massa en M = molaire massa.
1.4. Concentratiegrootheden voor chemische verbindingen in
oplossing.
• Opgeloste stof is de vaste stof, vloeistof of gas die in een andere stof wordt opgelost.
• Oplosmiddel is de stof waarin een andere stof wordt opgelost. Meestal een vloeistof.
• Oplossing is de opgeloste stof samen met het oplosmiddel.
• Concentratie (c) van een stof is de hoeveelheid opgeloste stof per eenheid van volume
van de oplossing: 𝑐 = !!"#""$!!"# !"#$%!&’$ !"#$. De concentratie kan in
verschillende
!"#$%& !"# !" !"#!$$%&’
eenheden uitgedrukt worden, deze hangt af van de eenheid van de hoeveelheid
opgeloste stof (g, L of mol). We onderscheiden de molariteit, massaconcentratie,… .
3
, 1.4.1. Molariteit
De molariteit of molaire concentratie (cM) is het aantal mol opgeloste stof per liter
oplossing. Met de oplossing bedoelen we de som van de opgeloste stof en het oplosmiddel
samen. De eenheid is mol/L, maar dit wordt vaak afgekort naar molair (M).
𝑛!"#$%!&’$ !"#$ 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑖𝑟𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑡𝑖𝑒 =𝑐!=𝑀= 𝑉!"#!$$%&!
1.4.2. Massaconcentratie
De massaconcentratie (cm) is het aantal gram opgeloste stof (m) per liter oplossing (V).
De eenheid is g/L.
𝑚!"#$%!&’$ !"#$
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑡𝑖𝑒 =𝑐!= 𝑉!"#!$$%&’
1.4.3. Fractionele concentraties
Massaprocent (m%) is de procentuele bijdrage van de massa van de opgeloste stof tot
de totale massa van de oplossing. Dit getal ligt steeds tussen 0 en 100% en heeft geen
dimensies.
𝑚!"#$%!&’$ !"#$
𝑚%= ×100%
𝑚!"!##$
Volumeprocent (V%) is de procentuele bijdrage van het volume van de opgeloste stof
tot het totale volume van de oplossing. Dit getal ligt steeds tussen 0 en 100% en heeft
geen dimensies.
𝑉!"#$%!&’$ !"#$
𝑉%= ×100%
𝑉!"!##$
Molfractie (X) is de verhouding van het aantal mol van een verbinding tot het totaal aantal
mol van alle verbindingen van de oplossing. De waarde van de molfractie is een getal
gelegen tussen 0 en 1 en heeft geen dimensies.
𝑛!"#$%!&’$ !"#$ #𝑚𝑜𝑙 𝑣𝑎𝑛 1 𝑣𝑒𝑟𝑏𝑖𝑛𝑑𝑖𝑛𝑔
𝑋= = 𝑛!"!##$ #𝑚𝑜𝑙 𝑎𝑙𝑙𝑒 𝑣𝑒𝑟𝑏𝑖𝑛𝑑𝑖𝑛𝑔𝑒𝑛
1.4.4. Massadichtheid
De massadichtheid (ρ) is de verhouding tussen de massa van een stof en het volume
ingenomen door die stof.
𝑚 ρ=
𝑉
1.5. Chemische formules
De verhoudingsformule geeft de aard en het relatief aantal verschillende atomen in een
verbinding weer. De moleculeformule of ook brutoformule genoemd, geeft naast de
aard eveneens het correcte aantal van de verschillende atomen in een verbinding weer. De
chemische formule bevat naast de informatie uit de moleculeformule ook informatie over
4
1. Samenstelling van de materie
1.1. Inleiding
Materie is discontinu, het is opgebouwd uit deeltjes: atomen, ionen en moleculen.
Mengsels kunnen door fysische methoden1 gescheiden worden in zuivere stoffen. We
onderscheiden twee soorten mengsels. Ten eerste de homogene mengsels, deze
mengsels bezitten op elke plaats dezelfde chemische en fysische eigenschappen.
Bijvoorbeeld gasmengsels. Ten tweede hebben we ook de heterogene mengsels, deze
bezitten op verschillende plaatsen verschillende chemische en fysische eigenschappen.
Bijvoorbeeld een gesteente dat bestaat uit verschillende mineralen of melk (eiwitten,
vetten en water).
We onderscheiden twee soorten zuivere stoffen. Ten eerste de enkelvoudige zuivere
stoffen, deze bestaan uit één element. Bijvoorbeeld natriummetaal bestaat uitsluitend uit
Na atomen. Ten tweede hebben we de samengestelde zuivere stoffen, deze stoffen
noemen we verbindingen, ze kunnen door chemische reacties ontbonden/gevormd
worden in/uitgaande van elementen/atoomsoorten. Bijvoorbeeld de ontbinding van H 2O in
H2 en O2 en de ontbinding van NaCl in Na en Cl2.
1.2. Elementen
Een atoom is een elektrisch neutraal deeltje
dat bestaat uit een positieve kern en negatief
geladen elektronen. De kern bevat
neutronen en protonen. De elektronen
bewegen rond de kern in een ruimte die we
de elektronenwolk noemen. Neutronen, protonen en elektronen
noemen we de subatomaire of elementaire deeltjes.
1 Distillatie: bijvoorbeeld de scheiding van N2 en O2 uit de lucht
(een homogeen mengsel). Filtratie: scheiding van zand en water (een
heterogeen mengsel).
,Alle elementen staan in het periodiek systeem van de elementen (PSE) gerangschikt.
In het PSE worden ze als volgt voorgesteld:
• Naam (X): de afkorting van de naam van het element, vaak afgeleid van is Z
eveneens gelijk aan het aantal elektronen. Een eerste ordening van de ! •
Atoomnummer (Z): aantal protonen in de kern. Voor een neutraal atoom
de Latijnse naam.
!𝑋
elementen in het PSE gebeurt op basis van het atoomnummer.
• Massagetal (A): de som van het aantal protonen en neutronen in de kern. Door
het atoomnummer (Z) van het massagetal af te trekken kan je het aantal
neutronen berekenen.
Atomen van eenzelfde element die hetzelfde aantal protonen en hetzelfde aantal elektronen
rond de kern hebben, maar een verschillend aantal neutronen in de kern bezitten noemen
we isotopen. Ze worden gekenmerkt voor eenzelfde atoomnummer, maar een
verschillende massagetal. Aangezien de chemische eigenschappen van een atoom bepaald
worden door het aantal elektronen in de kern, hebben isotopen dezelfde chemische
eigenschappen. Isotopen vertonen wel verschillende fysische eigenschappen.
1.2.1. Massa van een atoom
De absolute massa van een atoom, uitgedrukt in kilogram, is veel te klein. Daarom
gebruiken we de relatieve atoommassa (mr). Dit is een onbenoemd getal dat uitdrukt
hoeveel keer de massa van een atoom groter is dan de atomaire massa-eenheid. De
atomaire massa-eenheid (u) is gelijk aan 1 12 van de absolute massa van een
koolstofatoom (isotoop !"!𝐶, massa = 1,9926 ∙ 10-26kg) en is gelijk aan 1,6605 ∙ 10-27kg.
De absolute atoommassa (m) wordt berekend als de som van de absolute massa’s van
alle protonen, alle neutronen en alle elektronen aanwezig in een atoom. De massa van
elektronen mag in deze berekening verwaarloosd worden. De absolute massa kan ook
berekend worden uit de relatieve atoommassa door deze te vermenigvuldigen met de
atomaire massa-eenheid.
1.2.2. Massa van een element
De gemiddelde relatieve atoommassa (Ar) van een element is gelijk aan het
gemiddelde van de relatieve atoommassa’s van de verschillende isotopen van een element,
waarbij rekening gehouden wordt met de abundantie van de verschillende isotopen.
1.2.3. Mol
De eenheid mol geeft in de chemie de hoeveelheid stof aan. Een mol is gedefinieerd als
het aantal atomen aanwezig in 12 gram koolstof (isotoop !"!𝐶). Met andere woorden, een
mol is een aantal deeltjes. We kunnen het aantal deeltjes in een mol als volgt
berekenen: Bereken eerste de absolute massa van een !"!𝐶 atoom. Vervolgens berekenen
we hoeveel atomen er in 12g !"!𝐶 zitten. De uitkomst is een getal, het getal van Avogadro
(NA) = 6,022 ∙ 1023.
2
,1.2.4. Molaire massa
De molaire massa (M) is de massa van 1 mol van een stof. Dit wil zeggen de massa van
6,22 1023 deeltjes van een stof. De molaire massa is uitgedrukt in g/mol.
De waarde die we terugvinden in het PSE stelt twee verschillende zaken voor: enerzijds is
het de relatieve atoommassa van het desbetreffende element (geen dimensies), en
anderzijds is het de molaire massa van het element (uitgedrukt in g/mol). We onthouden:
relatieve massa x a.m.e = absolute massa (g)
absolute massa x NA = molaire massa (g/mol)
1.3. Verbindingen
1.3.1. Ionische verbindingen
Ionische verbindingen zijn verbindingen tussen een metaal en een niet-metaal. Het
metaalatoom staat één of meerdere elektronen af aan het niet-metaalatoom. Het
metaalatoom hierdoor een positieve lading krijgen (te weinig elektronen) en het
nietmetaalatoom zal een negatieve lading krijgen (te veel elektronen). Dergelijke geladen
atomen noemen we ionen. De elektrostatische aantrekkingskracht tussen de ionen
houdt de verbindingen samen. Bijvoorbeeld zouten zoals NaCl en KCl.
1.3.2. Moleculaire verbindingen
Moleculaire verbindingen zijn opgebouwd uit moleculen. Moleculen zijn verbindingen
tussen niet-metaalatomen. De atomen stellen hun buitenste elektronen
gemeenschappelijk en vormen zo covalente bindingen. Bijvoorbeeld H2O en C6H12O6.
1.3.3. Massa van verbindingen
De absolute en relatieve massa (of relatieve molecuulmassa) van een verbinding wordt
berekend door de som te maken van de absolute, respectievelijke, relatieve atoommassa’s
van de individuele atomen waaruit de verbinding is opgebouwd.
In de chemie gebruiken we de mol om de hoeveelheid van een stof uit te drukken: 𝑛= Met
n = mol; m = absolute massa en M = molaire massa.
1.4. Concentratiegrootheden voor chemische verbindingen in
oplossing.
• Opgeloste stof is de vaste stof, vloeistof of gas die in een andere stof wordt opgelost.
• Oplosmiddel is de stof waarin een andere stof wordt opgelost. Meestal een vloeistof.
• Oplossing is de opgeloste stof samen met het oplosmiddel.
• Concentratie (c) van een stof is de hoeveelheid opgeloste stof per eenheid van volume
van de oplossing: 𝑐 = !!"#""$!!"# !"#$%!&’$ !"#$. De concentratie kan in
verschillende
!"#$%& !"# !" !"#!$$%&’
eenheden uitgedrukt worden, deze hangt af van de eenheid van de hoeveelheid
opgeloste stof (g, L of mol). We onderscheiden de molariteit, massaconcentratie,… .
3
, 1.4.1. Molariteit
De molariteit of molaire concentratie (cM) is het aantal mol opgeloste stof per liter
oplossing. Met de oplossing bedoelen we de som van de opgeloste stof en het oplosmiddel
samen. De eenheid is mol/L, maar dit wordt vaak afgekort naar molair (M).
𝑛!"#$%!&’$ !"#$ 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑖𝑟𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑡𝑖𝑒 =𝑐!=𝑀= 𝑉!"#!$$%&!
1.4.2. Massaconcentratie
De massaconcentratie (cm) is het aantal gram opgeloste stof (m) per liter oplossing (V).
De eenheid is g/L.
𝑚!"#$%!&’$ !"#$
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑡𝑖𝑒 =𝑐!= 𝑉!"#!$$%&’
1.4.3. Fractionele concentraties
Massaprocent (m%) is de procentuele bijdrage van de massa van de opgeloste stof tot
de totale massa van de oplossing. Dit getal ligt steeds tussen 0 en 100% en heeft geen
dimensies.
𝑚!"#$%!&’$ !"#$
𝑚%= ×100%
𝑚!"!##$
Volumeprocent (V%) is de procentuele bijdrage van het volume van de opgeloste stof
tot het totale volume van de oplossing. Dit getal ligt steeds tussen 0 en 100% en heeft
geen dimensies.
𝑉!"#$%!&’$ !"#$
𝑉%= ×100%
𝑉!"!##$
Molfractie (X) is de verhouding van het aantal mol van een verbinding tot het totaal aantal
mol van alle verbindingen van de oplossing. De waarde van de molfractie is een getal
gelegen tussen 0 en 1 en heeft geen dimensies.
𝑛!"#$%!&’$ !"#$ #𝑚𝑜𝑙 𝑣𝑎𝑛 1 𝑣𝑒𝑟𝑏𝑖𝑛𝑑𝑖𝑛𝑔
𝑋= = 𝑛!"!##$ #𝑚𝑜𝑙 𝑎𝑙𝑙𝑒 𝑣𝑒𝑟𝑏𝑖𝑛𝑑𝑖𝑛𝑔𝑒𝑛
1.4.4. Massadichtheid
De massadichtheid (ρ) is de verhouding tussen de massa van een stof en het volume
ingenomen door die stof.
𝑚 ρ=
𝑉
1.5. Chemische formules
De verhoudingsformule geeft de aard en het relatief aantal verschillende atomen in een
verbinding weer. De moleculeformule of ook brutoformule genoemd, geeft naast de
aard eveneens het correcte aantal van de verschillende atomen in een verbinding weer. De
chemische formule bevat naast de informatie uit de moleculeformule ook informatie over
4
