Hoofstuk 1: Scheiden en reageren
Zuivere stoffen en mengsels
Zuivere stoffen bestaan uit dezelfde bouwstenen.
Zuivere stoffen hebben een kookpunt (stof gaat koken bij
deze temperatuur) en een smeltpunt (stof gaat smelten
bij deze temperatuur) waar de temperatuur hetzelfde
blijft.
- Element: stof waarbij de bouwstenen uit één soort
atomen bestaat.
- Verbinding: stof waarbij de bouwstenen van de stof uit meerdere soorten
atomen bestaat.
Mengsels bestaan uit een mengel van verschillende
soorten moleculen. Mengsels hebben een kooktraject en
een smelttraject waarbij de temperatuur niet hetzelfde
blijft maar juist oploopt.
- Oplossing: vaste stof is opgelost in vloeistof
(helder/doorzichtig)
- Suspensie: vaste stof lost NIET op in vloeistof (troebel/ondoorzichtig)
- Emulsie: twee vloeistoffen die niet goed mengen. Je kunt een emulgator
gebruiken om ervoor te zorgen dat de emulsie toch mengt
(tweelagensysteem door verschil in dichtheid)
Een emulgator heeft een hydrofiele kop en een hydrofobe
staart. Hydrofiel betekent dat het goed mengt met water en
hydrofoob betekent dat het slecht mengt met water.
Scheidingsmethoden
Het scheiden van een mengsel is het sorteren van de moleculen op
stofeigenschappen
- Filtreren: sorteren op deeltjesgrootte
o De vloeistof is het filtraat en de vaste stof het residu
- Bezinken: sorteren op dichtheid
o Het proces kan worden versneld door te centrifugeren
- Indampen: sorteren op kookpunt (vaak bij een oplossing)
- Destillatie: sorteren op kookpunt (twee vloeistoffen)
o Vloeistof die niet verdampt is het residu
o De verdampte vloeistof is het destillaat.
- Extraheren: sorteren op oplosbaarheid. Eén stof lost op
- Adsorptie: sorteren op adsorptievermogen
o Smaak- en geurmoleculen hechten zich aan het adsorptiemiddel
- Papierchromatografie: sorteren op adsorptievermogen en oplosbaarheid
o Rf-waarde: de afstand tot waar stof A gaat/ de afstand tot waar de
loopvloeistof komt.
Chemische reacties
Kenmerken:
- Beginstoffen verdwijnen, reactieproducten ontstaan
- De massa voor en na de reactie is gelijk
- Er is een vaste massaverhouding nodig
- Er is een minimale reactietemperatuur nodig
, - Energie-effect
o Endotherm: beginstoffen nemen energie op uit de omgeving
o Exotherm: energie komt vrij bij de chemische
reactie
De activeringsenergie is de energie die nodig is om de
temperatuur van een stof op de reactietemperatuur te
brengen
Voor de chemische reactie kan een energiediagram worden
opgesteld. De vorm van zo’n diagram is hiernaast
weergegeven. De top van zo’n grafiek heet de geactiveerde
toestand.
De snelheid van een reactie
De reactietijd is de tijd die is verstreken tussen het mengen van twee stoffen en
het einde van de reactie
De reactiesnelheid is de snelheid van een reactie. De hoeveelheid stof die per
seconde en per L reactiemengsel ontstaat of verdwijnt.
Factoren die invloed hebben op de reactiesnelheid:
- Verdelingsgraad: hoe fijner de stof, hoe sneller de reactie
- Soort stof
- Temperatuur: hoe hoger de temperatuur, hoe hoger de reactiesnelheid
- Katalysator: laat een reactie sneller verlopen. Neemt zelf niet deel aan de
reactie
- Concentratie: hoe groter de concentratie, hoe groter de reactiesnelheid
Het botsende-deeltjesmodel
Een botsing tussen twee deeltjes die tot een reactie leidt, noemen we een
effectieve botsing. Hoe meer effectieve botsingen per seconde, des te groter de
reactiesnelheid.
Invloed op de reactiesnelheid (botsende deeltjesmodel)
- Concentratie: hogere concentratie meer botsingen meer effectieve
botsingen
o Geldt alleen voor homogene mengsels (stoffen zijn tot op de kleinste
deeltjes met elkaar gemengd)
- Temperatuur: reagerende deeltjes bewegen sneller grotere kans op
effectieve botsingen
o Per tien graden verdubbeld de reactiesnelheid
- Verdelingsgraad: hoe fijner de stof, hoe groter het oppervlak meer
effectieve botsingen aan oppervlak hogere reactiesnelheid
o Geldt bij heterogene mengsels (vaste stof en een stof in een andere
fase (vloeibaar, gas, opgelost))
Invloed op de reactiesnelheid (activeringsenergie)
- Soort stof: meer/ minder energie nodig om geactiveerde toestand te
bereiken
- Katalysator: reactie verloopt sneller of bij een lagere temperatuur
o Geactiveerde toestand wordt eerder bereikt activeringsenergie
lager
Hoofdstuk 2: Bouwstenen van stoffen
De bouw van een atoom
Een model is een vereenvoudigde weergave van de werkelijkheid
Verschillende mensen hebben een atoommodel opgesteld:
, - Dalton stelde dat een atoom een massief bolvormig deeltje is en dat elke
atoomsoort zijn eigen afmetingen heeft
- Rutherford stelde dat atomen bestaan uit een atoomkern met daaromheen
bewegende negatief geladen elektronen. Deze elektronen vormen een
elektronenwolk om de kern. De kern bestaat uit protonen (positief
geladen) en neutronen (geen lading)
- Bohr stelde hetzelfde als Rutherford, maar hij dacht dat
de elektronen in elektronenschillen om de kern zitten.
Elektronen in dezelfde schil hebben allemaal dezelfde
afstand tot de kern. De verdeling van de elektronen over
de schillen heet de elektronenconfiguratie (bij atoom in
BiNaS staat dit linksonder in het vakje). Stel er staat
2,8,4 dan heeft het atoom 2 elektronen in de K-schil, 8 in
de L-schil en 4 in de M-schil.
We gaan in de scheikunde van dit model uit.
In de K-schil zitten maximaal twee elektronen
In de L-schil zitten maximaal acht elektronen
In de M-schil zitten maximaal achttien elektronen
Isotopen zijn atomen met hetzelfde aantal protonen, maar met een ander aantal
neutronen
Het periodiek systeem
Het periodiek systeem is een systeem waarin alle atoomsoorten zijn gerangschikt
naar opklimmend atoomnummer (BiNaS 99)
Horizontaal perioden
Verticaal groepen (stofeigenschappen lijken op elkaar)
Bijzondere groepen:
- Alkalimetalen: groep 1 (behalve H). Dit zijn allemaal zachte metalen en
reageren allemaal met water
- Aardalkalimetalen: groep 2. Dit zijn hardere metalen en ze reageren niet
met water
- Halogenen: groep 17. Twee-atomig en reageren makkelijk met andere
elementen
- Edelgassen: groep 18. Zeer geringe reactiviteit (reageert niet snel met
andere atomen, verbindingen, ionen)
Ionen, deeltjes met een lading
Ionen: Atoom die één of meer elektronen opneemt of afstaat.
- Neemt 1 elektron op negatief geladen ion (meestal niet-metalen)
- Staat 1 elektron af positief geladen ion (meestal metalen)
Elektrovalentie: geeft de grootte van de lading aan van het ion dat uit het atoom
ontstaat.
Valentie-elektronen: Elektronen in de buitenste schil. Bepalen de chemische
eigenschappen.
Octetregel: Atomen zullen door het opnemen/afstaan/delen van elektronen in de
buitenste schil streven naar acht elektronen in de buitenste schil. Ook wel de
edelgasconfiguratie
Massa van atomen, moleculen en ionen
De atoommassa druk je uit in de atomaire massa eenheid (u)
Het massagetal bestaat uit de massa van de protonen en neutronen.
Zuivere stoffen en mengsels
Zuivere stoffen bestaan uit dezelfde bouwstenen.
Zuivere stoffen hebben een kookpunt (stof gaat koken bij
deze temperatuur) en een smeltpunt (stof gaat smelten
bij deze temperatuur) waar de temperatuur hetzelfde
blijft.
- Element: stof waarbij de bouwstenen uit één soort
atomen bestaat.
- Verbinding: stof waarbij de bouwstenen van de stof uit meerdere soorten
atomen bestaat.
Mengsels bestaan uit een mengel van verschillende
soorten moleculen. Mengsels hebben een kooktraject en
een smelttraject waarbij de temperatuur niet hetzelfde
blijft maar juist oploopt.
- Oplossing: vaste stof is opgelost in vloeistof
(helder/doorzichtig)
- Suspensie: vaste stof lost NIET op in vloeistof (troebel/ondoorzichtig)
- Emulsie: twee vloeistoffen die niet goed mengen. Je kunt een emulgator
gebruiken om ervoor te zorgen dat de emulsie toch mengt
(tweelagensysteem door verschil in dichtheid)
Een emulgator heeft een hydrofiele kop en een hydrofobe
staart. Hydrofiel betekent dat het goed mengt met water en
hydrofoob betekent dat het slecht mengt met water.
Scheidingsmethoden
Het scheiden van een mengsel is het sorteren van de moleculen op
stofeigenschappen
- Filtreren: sorteren op deeltjesgrootte
o De vloeistof is het filtraat en de vaste stof het residu
- Bezinken: sorteren op dichtheid
o Het proces kan worden versneld door te centrifugeren
- Indampen: sorteren op kookpunt (vaak bij een oplossing)
- Destillatie: sorteren op kookpunt (twee vloeistoffen)
o Vloeistof die niet verdampt is het residu
o De verdampte vloeistof is het destillaat.
- Extraheren: sorteren op oplosbaarheid. Eén stof lost op
- Adsorptie: sorteren op adsorptievermogen
o Smaak- en geurmoleculen hechten zich aan het adsorptiemiddel
- Papierchromatografie: sorteren op adsorptievermogen en oplosbaarheid
o Rf-waarde: de afstand tot waar stof A gaat/ de afstand tot waar de
loopvloeistof komt.
Chemische reacties
Kenmerken:
- Beginstoffen verdwijnen, reactieproducten ontstaan
- De massa voor en na de reactie is gelijk
- Er is een vaste massaverhouding nodig
- Er is een minimale reactietemperatuur nodig
, - Energie-effect
o Endotherm: beginstoffen nemen energie op uit de omgeving
o Exotherm: energie komt vrij bij de chemische
reactie
De activeringsenergie is de energie die nodig is om de
temperatuur van een stof op de reactietemperatuur te
brengen
Voor de chemische reactie kan een energiediagram worden
opgesteld. De vorm van zo’n diagram is hiernaast
weergegeven. De top van zo’n grafiek heet de geactiveerde
toestand.
De snelheid van een reactie
De reactietijd is de tijd die is verstreken tussen het mengen van twee stoffen en
het einde van de reactie
De reactiesnelheid is de snelheid van een reactie. De hoeveelheid stof die per
seconde en per L reactiemengsel ontstaat of verdwijnt.
Factoren die invloed hebben op de reactiesnelheid:
- Verdelingsgraad: hoe fijner de stof, hoe sneller de reactie
- Soort stof
- Temperatuur: hoe hoger de temperatuur, hoe hoger de reactiesnelheid
- Katalysator: laat een reactie sneller verlopen. Neemt zelf niet deel aan de
reactie
- Concentratie: hoe groter de concentratie, hoe groter de reactiesnelheid
Het botsende-deeltjesmodel
Een botsing tussen twee deeltjes die tot een reactie leidt, noemen we een
effectieve botsing. Hoe meer effectieve botsingen per seconde, des te groter de
reactiesnelheid.
Invloed op de reactiesnelheid (botsende deeltjesmodel)
- Concentratie: hogere concentratie meer botsingen meer effectieve
botsingen
o Geldt alleen voor homogene mengsels (stoffen zijn tot op de kleinste
deeltjes met elkaar gemengd)
- Temperatuur: reagerende deeltjes bewegen sneller grotere kans op
effectieve botsingen
o Per tien graden verdubbeld de reactiesnelheid
- Verdelingsgraad: hoe fijner de stof, hoe groter het oppervlak meer
effectieve botsingen aan oppervlak hogere reactiesnelheid
o Geldt bij heterogene mengsels (vaste stof en een stof in een andere
fase (vloeibaar, gas, opgelost))
Invloed op de reactiesnelheid (activeringsenergie)
- Soort stof: meer/ minder energie nodig om geactiveerde toestand te
bereiken
- Katalysator: reactie verloopt sneller of bij een lagere temperatuur
o Geactiveerde toestand wordt eerder bereikt activeringsenergie
lager
Hoofdstuk 2: Bouwstenen van stoffen
De bouw van een atoom
Een model is een vereenvoudigde weergave van de werkelijkheid
Verschillende mensen hebben een atoommodel opgesteld:
, - Dalton stelde dat een atoom een massief bolvormig deeltje is en dat elke
atoomsoort zijn eigen afmetingen heeft
- Rutherford stelde dat atomen bestaan uit een atoomkern met daaromheen
bewegende negatief geladen elektronen. Deze elektronen vormen een
elektronenwolk om de kern. De kern bestaat uit protonen (positief
geladen) en neutronen (geen lading)
- Bohr stelde hetzelfde als Rutherford, maar hij dacht dat
de elektronen in elektronenschillen om de kern zitten.
Elektronen in dezelfde schil hebben allemaal dezelfde
afstand tot de kern. De verdeling van de elektronen over
de schillen heet de elektronenconfiguratie (bij atoom in
BiNaS staat dit linksonder in het vakje). Stel er staat
2,8,4 dan heeft het atoom 2 elektronen in de K-schil, 8 in
de L-schil en 4 in de M-schil.
We gaan in de scheikunde van dit model uit.
In de K-schil zitten maximaal twee elektronen
In de L-schil zitten maximaal acht elektronen
In de M-schil zitten maximaal achttien elektronen
Isotopen zijn atomen met hetzelfde aantal protonen, maar met een ander aantal
neutronen
Het periodiek systeem
Het periodiek systeem is een systeem waarin alle atoomsoorten zijn gerangschikt
naar opklimmend atoomnummer (BiNaS 99)
Horizontaal perioden
Verticaal groepen (stofeigenschappen lijken op elkaar)
Bijzondere groepen:
- Alkalimetalen: groep 1 (behalve H). Dit zijn allemaal zachte metalen en
reageren allemaal met water
- Aardalkalimetalen: groep 2. Dit zijn hardere metalen en ze reageren niet
met water
- Halogenen: groep 17. Twee-atomig en reageren makkelijk met andere
elementen
- Edelgassen: groep 18. Zeer geringe reactiviteit (reageert niet snel met
andere atomen, verbindingen, ionen)
Ionen, deeltjes met een lading
Ionen: Atoom die één of meer elektronen opneemt of afstaat.
- Neemt 1 elektron op negatief geladen ion (meestal niet-metalen)
- Staat 1 elektron af positief geladen ion (meestal metalen)
Elektrovalentie: geeft de grootte van de lading aan van het ion dat uit het atoom
ontstaat.
Valentie-elektronen: Elektronen in de buitenste schil. Bepalen de chemische
eigenschappen.
Octetregel: Atomen zullen door het opnemen/afstaan/delen van elektronen in de
buitenste schil streven naar acht elektronen in de buitenste schil. Ook wel de
edelgasconfiguratie
Massa van atomen, moleculen en ionen
De atoommassa druk je uit in de atomaire massa eenheid (u)
Het massagetal bestaat uit de massa van de protonen en neutronen.
