1
Samenvatting: Algemene chemie
1. Chemie: materie en meten
- Chemie = studie van de samenstelling, eigenschappen en omzetting van materie
- Chemie + natuur = begrijpen, gebruiken van en ingrijpen in biologische processen op moleculair
niveau
- Chemie + samenleving = maken van nieuwe materialen, medicatie + voorzien in nieuwe
energiebronnen
- Chemie = experimentele wetenschap → verklaren van waarnemingen a.h.v. wisselwerking
tussen hypothesen en theorie
A) De wetenschappelijke methode in een chemische context
1) De wetenschappelijke methode
Algemene aanpak voor onderzoek
Iteratief proces gebaseerd op vragen en vermoedens die opduiken tijdens
observaties, experimenten en analyses van resultaten
Heeft betrekking tot bepalen van manieren waarmee men validiteit van nieuwe
ideeën en vaak is er maar 1 enkele manier om dit te doen
Observatie
Systematisch vastleggen van
natuurlijke fenomenen (kwalitatief of kwantitatief)
Experiment Hypothese
Een procedure om de hypothese te testen; meest Uitgewerkte mogelijke verklaring voor de observatie
bruikbaar als ze op gecontroleerde manier gebaseerd op feiten van eerdere experimenten,
uitgevoerd worden wetenschappelijke kennis en intuïtie
Test voorspelling Theorie Observatie consistent
van de theorie Ontwikkeld uit een hypothese, is consistent met de met de hypothese
experimentele data en is de stelling die de experimentele
resultaten verklaart (voorspellingen maken + nieuwe
experimenten om theorie te bevestigen)
- Als voldoende experimenten uitgevoerd worden, resultaten en observaties ervan gekend zijn
Interpretatie of hypothese bedenken om resultaten te verklaren
Hypothese dan gebruikt om voorspellingen + nieuwe experimenten te doen tot
samenhangende uitleg of theorie gevormd wordt
- Wetenschappelijke theorieën + wetten = nooit volledig bewezen
Steeds kans dat nieuwe experimenten resultaat geven →niet met huidige theorie verklaard
Theorie stelt enkel beste verklaring voor op bepaald tijdstip
Als nieuwe experimenten resultaten leveren die niet verklaard kunnen worden met theorie,
zal theorie moeten aangepast en/of vervangen worden
, 2
2) Chemisch gedrag voorstellen aan de hand van moleculaire modellen
- Chemisten gebruiken vaak molecuulmodellen om theorie te ontwikkelen + om relatie tussen
structuur en functie zichtbaar te maken
- Molecuulmodellen
Vereenvoudigde voorstellingen van de manier waarop atomen met elkaar verbonden zijn
Schaalmodel dat een sterk vergrote ruimtelijke voorstelling geeft van een molecule
3D-voorstelling van een molecule
B) Experiment en meten
- Si-eenheden = ‘International System of Units’
7 fundamentele eenheden die alle wetenschappelijke metingen konden beschrijven
- Grootheid = iets wat je kunt meten en wordt uitgedrukt in eenheden
o Scalairen = grootheden die door 1 getal aangeduid kunnen worden (bv. tijd of arbeid)
o Vectoren = grootheden die bepaald worden door een getal + richting (bv. windsnelheid)
Fysische grootheid Eenheid Afkorting
massa (m) kilogram kg
lengte (l) meter m
temperatuur (T) Kelvin K (0K = -273,15 °C)
stofhoeveelheid (n) mol mol
elektrische stroom (I) Ampère A
lichtintensiteit (I) Candela Cd
tijd (t) seconde s
- Andere eenheden = afgeleiden van SI-eenheden
Grootheid Definitie Afgeleide eenheid
oppervlakte (A) lengte x lengte m²
volume (V) oppervlakte x lengte m3
dichtheid () massa / volume kg / m3
snelheid (v) afstand / tijd m/s
versnelling (a) verandering in snelheid / tijd m / s²
kracht (F) massa x versnelling (kg x m) / s² = N (Newton)
druk (p) kracht / oppervlakte kg / (m x s²) = Pa (Pascal)
1 atm = 1,01325.105 Pa =
0,99 bar = 760 mmHg
energie (E) kracht x afstand (kg x m²) / s² = J (Joule)
1 cal = 4,184 J
- Eenheid kan SI-voorvoegsel krijgen → aanduiden dat het om veelvoud of delen van eenheid gaat
Factor 10n voorvoegsel symbool naam
1 000 000 000 000 1012 tera T biljoen
1 000 000 000 109 giga G miljard
1 000 000 106 mega M miljoen
1 000 103 kilo K duizend
100 102 hecto (h) (honderd)
10 101 deca (da) (tien)
1 100 één
0,1 10-1 deci (d) (een tiende)
0,01 10-2 centi (c) (een honderste)
0,001 10-3 milli M een duizendste
, 3
0,000 001 10-6 micro µ een miljoenste
0,000 000 001 10-9 nano n een miljardste
0,000 000 000 001 10-12 pico p een biljoenste
0,000 000 000 000 001 10-15 femto f een biljardste
- Bv. Hoeveel kg, Mg, µg stelt 1,54 mg voor?
1,54 mg = 1,54 . 103 µg = 1,54 . 10-6 kg = 1,54 . 10-9 Mg
wordt de eenheid kleiner → waarde (factor) groter
wordt de eenheid groter → waarde (factor) kleiner
1 kg = 1 000 g = 106 mg = 109 µg
C) Massa m (kg) 1 g = 1000 mg = 106 µg
Hoeveelheid materie in een object 1 mg = 103 µg
Standaard kg is de massa van een cilinder uit een platina-iridium legering
Bepaald m.b.v. balans
≠ gewicht (meet kracht die zwaartekracht op object uitoefent + afhankelijk van plaats)
1 m = 100 cm = 1 000 mm = 106 µm = 109 nm
D) Lengte 1 cm = 10 mm = 104 µm = 107 nm
Uitgedrukt in meter 1 mm = 103 µm = 106 nm
Meter = de afstand die licht in 1/299.792.458 seconde in vacuüm aflegt
1Å = 10-10 m (Ångström)
E) Temperatuur T (°C) = T (K) – 273,15
T (K) = T (°C) + 273,15
Uitgedrukt in Kelvin
°C en K is 1/100 van interval tussen vriespunt en kookpunt van water bij atmosfeerdruk
Absoluut nulpunt = -273,15 °C of 0 K
F) Afgeleide eenheden: volume 1 m3 = 1000 dm3 Volume balk = l.b.h
De ruimte die een object inneemt 1 dm3 = 1 L = 1000 mL Volume cilinder = π.r².h
V = m3 1 cm3 = 1mL Volume bol = 4/3 π.r³
m3 = de ruimte die een kubus met zijde 1 m inneemt
G) Afgeleide eenheden: dichtheid
De massa van een object per volume, vaak uitgedrukt in g/mL of g/cm3 → SI: kg/m3
Temperatuursafhankelijk: meeste stoffen veranderen van volume bij opwarmen/afkoelen
Dichtheid water = 1 g/mL
H) Afgeleide eenheden: energie Ek = (m . v²) / 2
Het vermogen om warmte te leveren of arbeid te verrichten E = kg . m² / s² = J
Kinetische energie Ek = bewegingsenergie
Potentiële energie Ep = opgestapelde energie (in Ek vanaf energie in beweging komt)
, 4
I) Accuraatheid, precisie en beduidende cijfers
- Accuraatheid = refereert naar hoe dicht de resultaten van een meting bij werkelijke waarde ligt
- Precisie = refereert naar hoe dicht de resultaten van de onafhankelijke metingen bij elkaar liggen
- Vb: massa van tennisbal op 3 verschillende balansen
Badkamer: niet accuraat en precies omdat getal ver van werkelijke waarde ligt + groot
verschil op metingen onderling
Labo: accuraat maar niet precies omdat waarden variëren tussen 54,3 en 54,5
Analytisch: accuraat en precies omdat metingen kort bij werkelijke waarden liggen +
waarden onderling weinig verschillen
- Exacte getallen = getallen die met volledige zekerheid gekend zijn
Eenheidsconversies of getelde getallen
Bv. exact 1000 mL in 1 L of 12 eieren in een dozijn
- Beduidende cijfers = cijfers die je opneemt voor bepaalde waarde + precisie van meting bepalen
o Optellen of aftrekken: aantal decimalen uitkomst = getal kleinste aantal decimalen
➔ Bv. 324,5 + 17,003 = 341,503 = 341,5
o Vermenigvuldigen of delen: aantal BC uitkomst = getal kleinste aantal BC
➔ Bv. 324,,2 = 8,96408839 = 8,96
4 BC 3 BC 3 BC
- Regels voor het bepalen van het aantal beduidende cijfers :
o 1: de getallen 1 t.e.m. 9 tellen altijd als beduidend cijfer, Bv. 24,512 s heeft 5 BC
o 2: nullen waarmee een getal begint zijn nooit BC, Bv. 0,00045 telt 2 BC
o 3: nullen in het midden van een getal zijn beduidend, Bv. 94,072 g heeft 5 BC
o 4: nullen aan het eind van getal + na het decimaal punt zijn BC, Bv. 138,200 m heeft 6 BC
o 5: nullen aan het eind van een getal en vóór een decimaal punt kunnen wel of niet BC zijn,
Bv. 4000 m - 4 BC als nauwkeurigheid = 1 m maar 4000 m - 3 BC als nauwkeurigheid = 10 m
- Wetenschappelijke notatie = gebruikelijke manier om heel kleine/grote getallen weer te geven
Uitkomsten weer te geven met 1 cijfer vóór de komma en vervolgens een macht van 10
Bv. 215 = 2,15 x 100 = 2,15 x (10 x 10) = 2,15 x 10²
J) Getallen afronden
Kleiner dan 5 = afronden naar beneden
Groter dan of gelijk aan 5 = afronden naar boven
K) Conversie van eenheden
- Dimensieanalyse = omzetten van grootheid in equivalente eenheid door te vermenigvuldigen
met een conversiefactor
Conversiefactor = geeft het verband tussen 2 eenheden weer
Grootheid originele eenheid x conversiefactor = grootheid equivalente eenheid
Samenvatting: Algemene chemie
1. Chemie: materie en meten
- Chemie = studie van de samenstelling, eigenschappen en omzetting van materie
- Chemie + natuur = begrijpen, gebruiken van en ingrijpen in biologische processen op moleculair
niveau
- Chemie + samenleving = maken van nieuwe materialen, medicatie + voorzien in nieuwe
energiebronnen
- Chemie = experimentele wetenschap → verklaren van waarnemingen a.h.v. wisselwerking
tussen hypothesen en theorie
A) De wetenschappelijke methode in een chemische context
1) De wetenschappelijke methode
Algemene aanpak voor onderzoek
Iteratief proces gebaseerd op vragen en vermoedens die opduiken tijdens
observaties, experimenten en analyses van resultaten
Heeft betrekking tot bepalen van manieren waarmee men validiteit van nieuwe
ideeën en vaak is er maar 1 enkele manier om dit te doen
Observatie
Systematisch vastleggen van
natuurlijke fenomenen (kwalitatief of kwantitatief)
Experiment Hypothese
Een procedure om de hypothese te testen; meest Uitgewerkte mogelijke verklaring voor de observatie
bruikbaar als ze op gecontroleerde manier gebaseerd op feiten van eerdere experimenten,
uitgevoerd worden wetenschappelijke kennis en intuïtie
Test voorspelling Theorie Observatie consistent
van de theorie Ontwikkeld uit een hypothese, is consistent met de met de hypothese
experimentele data en is de stelling die de experimentele
resultaten verklaart (voorspellingen maken + nieuwe
experimenten om theorie te bevestigen)
- Als voldoende experimenten uitgevoerd worden, resultaten en observaties ervan gekend zijn
Interpretatie of hypothese bedenken om resultaten te verklaren
Hypothese dan gebruikt om voorspellingen + nieuwe experimenten te doen tot
samenhangende uitleg of theorie gevormd wordt
- Wetenschappelijke theorieën + wetten = nooit volledig bewezen
Steeds kans dat nieuwe experimenten resultaat geven →niet met huidige theorie verklaard
Theorie stelt enkel beste verklaring voor op bepaald tijdstip
Als nieuwe experimenten resultaten leveren die niet verklaard kunnen worden met theorie,
zal theorie moeten aangepast en/of vervangen worden
, 2
2) Chemisch gedrag voorstellen aan de hand van moleculaire modellen
- Chemisten gebruiken vaak molecuulmodellen om theorie te ontwikkelen + om relatie tussen
structuur en functie zichtbaar te maken
- Molecuulmodellen
Vereenvoudigde voorstellingen van de manier waarop atomen met elkaar verbonden zijn
Schaalmodel dat een sterk vergrote ruimtelijke voorstelling geeft van een molecule
3D-voorstelling van een molecule
B) Experiment en meten
- Si-eenheden = ‘International System of Units’
7 fundamentele eenheden die alle wetenschappelijke metingen konden beschrijven
- Grootheid = iets wat je kunt meten en wordt uitgedrukt in eenheden
o Scalairen = grootheden die door 1 getal aangeduid kunnen worden (bv. tijd of arbeid)
o Vectoren = grootheden die bepaald worden door een getal + richting (bv. windsnelheid)
Fysische grootheid Eenheid Afkorting
massa (m) kilogram kg
lengte (l) meter m
temperatuur (T) Kelvin K (0K = -273,15 °C)
stofhoeveelheid (n) mol mol
elektrische stroom (I) Ampère A
lichtintensiteit (I) Candela Cd
tijd (t) seconde s
- Andere eenheden = afgeleiden van SI-eenheden
Grootheid Definitie Afgeleide eenheid
oppervlakte (A) lengte x lengte m²
volume (V) oppervlakte x lengte m3
dichtheid () massa / volume kg / m3
snelheid (v) afstand / tijd m/s
versnelling (a) verandering in snelheid / tijd m / s²
kracht (F) massa x versnelling (kg x m) / s² = N (Newton)
druk (p) kracht / oppervlakte kg / (m x s²) = Pa (Pascal)
1 atm = 1,01325.105 Pa =
0,99 bar = 760 mmHg
energie (E) kracht x afstand (kg x m²) / s² = J (Joule)
1 cal = 4,184 J
- Eenheid kan SI-voorvoegsel krijgen → aanduiden dat het om veelvoud of delen van eenheid gaat
Factor 10n voorvoegsel symbool naam
1 000 000 000 000 1012 tera T biljoen
1 000 000 000 109 giga G miljard
1 000 000 106 mega M miljoen
1 000 103 kilo K duizend
100 102 hecto (h) (honderd)
10 101 deca (da) (tien)
1 100 één
0,1 10-1 deci (d) (een tiende)
0,01 10-2 centi (c) (een honderste)
0,001 10-3 milli M een duizendste
, 3
0,000 001 10-6 micro µ een miljoenste
0,000 000 001 10-9 nano n een miljardste
0,000 000 000 001 10-12 pico p een biljoenste
0,000 000 000 000 001 10-15 femto f een biljardste
- Bv. Hoeveel kg, Mg, µg stelt 1,54 mg voor?
1,54 mg = 1,54 . 103 µg = 1,54 . 10-6 kg = 1,54 . 10-9 Mg
wordt de eenheid kleiner → waarde (factor) groter
wordt de eenheid groter → waarde (factor) kleiner
1 kg = 1 000 g = 106 mg = 109 µg
C) Massa m (kg) 1 g = 1000 mg = 106 µg
Hoeveelheid materie in een object 1 mg = 103 µg
Standaard kg is de massa van een cilinder uit een platina-iridium legering
Bepaald m.b.v. balans
≠ gewicht (meet kracht die zwaartekracht op object uitoefent + afhankelijk van plaats)
1 m = 100 cm = 1 000 mm = 106 µm = 109 nm
D) Lengte 1 cm = 10 mm = 104 µm = 107 nm
Uitgedrukt in meter 1 mm = 103 µm = 106 nm
Meter = de afstand die licht in 1/299.792.458 seconde in vacuüm aflegt
1Å = 10-10 m (Ångström)
E) Temperatuur T (°C) = T (K) – 273,15
T (K) = T (°C) + 273,15
Uitgedrukt in Kelvin
°C en K is 1/100 van interval tussen vriespunt en kookpunt van water bij atmosfeerdruk
Absoluut nulpunt = -273,15 °C of 0 K
F) Afgeleide eenheden: volume 1 m3 = 1000 dm3 Volume balk = l.b.h
De ruimte die een object inneemt 1 dm3 = 1 L = 1000 mL Volume cilinder = π.r².h
V = m3 1 cm3 = 1mL Volume bol = 4/3 π.r³
m3 = de ruimte die een kubus met zijde 1 m inneemt
G) Afgeleide eenheden: dichtheid
De massa van een object per volume, vaak uitgedrukt in g/mL of g/cm3 → SI: kg/m3
Temperatuursafhankelijk: meeste stoffen veranderen van volume bij opwarmen/afkoelen
Dichtheid water = 1 g/mL
H) Afgeleide eenheden: energie Ek = (m . v²) / 2
Het vermogen om warmte te leveren of arbeid te verrichten E = kg . m² / s² = J
Kinetische energie Ek = bewegingsenergie
Potentiële energie Ep = opgestapelde energie (in Ek vanaf energie in beweging komt)
, 4
I) Accuraatheid, precisie en beduidende cijfers
- Accuraatheid = refereert naar hoe dicht de resultaten van een meting bij werkelijke waarde ligt
- Precisie = refereert naar hoe dicht de resultaten van de onafhankelijke metingen bij elkaar liggen
- Vb: massa van tennisbal op 3 verschillende balansen
Badkamer: niet accuraat en precies omdat getal ver van werkelijke waarde ligt + groot
verschil op metingen onderling
Labo: accuraat maar niet precies omdat waarden variëren tussen 54,3 en 54,5
Analytisch: accuraat en precies omdat metingen kort bij werkelijke waarden liggen +
waarden onderling weinig verschillen
- Exacte getallen = getallen die met volledige zekerheid gekend zijn
Eenheidsconversies of getelde getallen
Bv. exact 1000 mL in 1 L of 12 eieren in een dozijn
- Beduidende cijfers = cijfers die je opneemt voor bepaalde waarde + precisie van meting bepalen
o Optellen of aftrekken: aantal decimalen uitkomst = getal kleinste aantal decimalen
➔ Bv. 324,5 + 17,003 = 341,503 = 341,5
o Vermenigvuldigen of delen: aantal BC uitkomst = getal kleinste aantal BC
➔ Bv. 324,,2 = 8,96408839 = 8,96
4 BC 3 BC 3 BC
- Regels voor het bepalen van het aantal beduidende cijfers :
o 1: de getallen 1 t.e.m. 9 tellen altijd als beduidend cijfer, Bv. 24,512 s heeft 5 BC
o 2: nullen waarmee een getal begint zijn nooit BC, Bv. 0,00045 telt 2 BC
o 3: nullen in het midden van een getal zijn beduidend, Bv. 94,072 g heeft 5 BC
o 4: nullen aan het eind van getal + na het decimaal punt zijn BC, Bv. 138,200 m heeft 6 BC
o 5: nullen aan het eind van een getal en vóór een decimaal punt kunnen wel of niet BC zijn,
Bv. 4000 m - 4 BC als nauwkeurigheid = 1 m maar 4000 m - 3 BC als nauwkeurigheid = 10 m
- Wetenschappelijke notatie = gebruikelijke manier om heel kleine/grote getallen weer te geven
Uitkomsten weer te geven met 1 cijfer vóór de komma en vervolgens een macht van 10
Bv. 215 = 2,15 x 100 = 2,15 x (10 x 10) = 2,15 x 10²
J) Getallen afronden
Kleiner dan 5 = afronden naar beneden
Groter dan of gelijk aan 5 = afronden naar boven
K) Conversie van eenheden
- Dimensieanalyse = omzetten van grootheid in equivalente eenheid door te vermenigvuldigen
met een conversiefactor
Conversiefactor = geeft het verband tussen 2 eenheden weer
Grootheid originele eenheid x conversiefactor = grootheid equivalente eenheid
