SCHEIKUNDE

• Scheidingsmethoden

  • Filtreren: verschil in deeltjesgrootte
  • Bezinken (centrifugeren): verschil in dichtheid
  • Destilleren: verschil in kookpunt
  • Extraheren: verschil in oplosbaarheid
  • Adsorptie: verschil in adsorptievermogen
  • Chromatografie: verschil in aanhechtingsvermogen (aan het papier) en oplosbaarheid (in de loopvloeistof)
• Kenmerken chemische reacties

  • Beginstoffen verdwijnen, reactieproducten ontstaan
  • Totale massa van de beginstoffen is gelijk aan de totale massa van de reactieproducten
  • Stoffen reageren en ontstaan in een vaste massaverhouding
  • Er is een minimale temperatuur nodig om de reactie te laten verlopen: de reactietemperatuur
  • Er is altijd een energie-effect: exotherm of endotherm
• Energiediagram

  1. Beginstof(fen)

  2. Geactiveerde toestand

  3. Reactie-energie

  4. Reactieproducten
• Factoren die de snelheid van een reactie beïnvloeden

  • Soort stof
  • Verdelingsgraad
  • Concentratie
  • Temperatuur
  • Katalysator (verlaagt de activeringsenergie)
• Groepen in het periodiek systeem

  • Alkalimetalen: groep 1
  • Halogenen: groep 17
  • Edelgassen: groep 18
• Molrekenen


  1. volume (dm3)

  2. Massa (gram)

  3. Hoeveelheid stof (mol)

  4. Aantal deeltjes
• Soorten roosters


  • Metalen: metaalrooster met metaalbindingen
  • Zouten: ionrooster met ionbindingen
  • Moleculaire stoffen: molecuulrooster met Vanderwaalsbindingen

  
• Waterstofbrug


  Er ontstaat een polaire atoombinding in een OH- of NH-groep: de lading verschuift. Het O- of N-atoom wordt een beetje negatief (-) en het H-atoom een beetje positief (+). Hierdoor trekken O- en H-atomen en N- en H-atomen elkaar aan waardoor een waterstofbrug ontstaat
• Oplosbaarheid


  • Hydrofiel: stoffen die oplossen in water. Bevatten OH- of NH-groepen. Hydrofiele stoffen mengen onderling.
  • Hydrofoob: stoffen die niet oplossen in water. Bevatten geen OH- of NH-groepen of hebben een lange staart. Hydrofobe stoffen mengen onderling
• Mengels


  • Oplossing: twee vloeistoffen, helder (dus opgelost)
  • Emulsie: twee vloeistoffen, troebel (dus niet opgelost)
  • Emulgator: een stof die ervoor zorgt dat het mengsel gemengd blijft
  • Suspensie: vaste stof in een vloeistof
  • Schuim: gas in een vloeistof
  • Nevel: vloeistof in een gas
  • Rook: Vaste stof in een gas
• Samenstelling van een mengsel

  1. Percentage

  2. Parts-per-million

  3. Parts-per-billion
• Enkelvoudige ionen


  • Fluoride-ion: F–
  • Jodide-ion: I–
  • Chloride-ion: Cl–
  • Oxide-ion: O2–
  • Bromide-ion: Br–
  • Sulfide-ion: S2–
• Samengestelde ionen


  • Ammoniumion: NH4+
  • Acetaation: CH3OO–
  • Carbonaation: CO32–
  • Fosfaation: PO43–
  • Hydroxide-ion: OH–
  • Nitraation: NO3–
  • Nitrietion: NO2–
  • Sulfaation: SO42–
  • Sulfietion: SO32–
  • Waterstofcarbonaation: HCO3–

  
• Oplosvergelijking en indampvergelijking


  1. Oplosvergelijking: NaCl (s) → Na+ (aq) + OH– (aq)

  2. Indampvergelijking: Na+ (aq) + OH– (aq) → NaCl (s)
• Zouthydraten


  Zouten die water hebben opgenomen. Dit gebonden water in het rooster is kristalwater.
• Koolwaterstoffen


  • Alkaan: bestaan uitsluitend uit (vertakte of onvertakte) ketens van C- en H-atomen en bevat géén dubbele bindingen.
  • Alkeen: bestaat uitsluitend uit (vertakte of onvertakte) ketens van C- en H-atomen en bevat dubbele bindingen.

  
• Karakteristieke groepen


  • Halogeenalkanen: alkanen waarin één of meer H-atomen zijn vervangen door een halogeenatoom.
  • Alkanolen: alle koolstofverbindingen waarin één H-atoom vervangen is door de karakteristieke groep –O–H (hydroxyl). Deze behoren allemaal tot de groep alcoholen.
  • Alkaanzuren: alle koolstofverbindingen waarin een CH3-groep vervangen is door de karakteristieke groep (carboxylgroep). Deze behoren allemaal tot de groep carbonzuren.
  • Alkaanaminen: alle koolstofverbindingen waarin één H-atoom vervangen is door de karakteristieke groep –NH2 (aminogroep). Deze behoren allemaal tot de groep aminen.

  
• Ester


  Een koolstofverbinding met de karakteristieke groep . Deze wordt gevormd met een condensatiereactie uit een carbonzuur en een alcohol. Dit is een omkeerbare reactie. D.m.v. een hydrolysereactie kunnen de beginstoffen weer verkregen worden (met H2SO4 als katalysator)

  
• Substitutiereactie


  1. Alkaan en een halogeen (Halogeen in overmaat? Meerdere/alle H-atomen worden vervangen)

  2. Verloopt alleen onder de invloed van uv-licht: endotherm

  3. De reactie schrijf altijd je in molecuulformules: je weet niet welk H-atoom vervangen wordt

  
• Additiereactie


  1. Alkeen en een halogeenverbinding

  2. Géén energie voor nodig: exotherm. Wel is er vaak een katalysator nodig (Ni, Pt, Pd, etc.)
• Productie van ethanol


  1. Additie van water aan etheen (katalysator vereist)

  2. Gisting van glucose in ethanol en CO2 (enzymen vereist). De reactie stopt zodra het ethanolpercentage ca. 12 volume-% bedraagt. Bij hogere percentages sterven de gistcellen af.
• Evenwichten


  Twee reacties die onder vrijwel dezelfde omstandigheden tegelijkertijd verlopen noem je een omkeerbare reactie.
• Zuurgraad van een oplossing

  • Zuur (pH < 7)
  • Basisch (pH > 7)
  • Neutraal (pH = 7)
• Manieren om de zuurgraad aan te tonen

  • Lakmoes
  • Universeel indicatorpapier
  • Oplossingen van kleurstoffen

  
• Zuren in water


  • Sterke zuren ioniseren volledig
  • Zwakke zuren ioniseren slechts gedeeltelijk
• Molariteit


  De verhouding tussen het aantal mol opgeloste stof en het volume waarin deze zit
• pH berekenen bij zuren

  1. pH = –log [H+]

  2. [H+] = 10-pH
• Basen in water


  • Basen nemen een H+-ion op in water
  • In alle basische oplossingen zijn OH--ionen aanwezig
  • Dit kan ontstaan door het oplossen van een zout
  • Of door een reactie met het negatieve ion
• pH berekenen bij basen

  1. pOH = –log [OH-]

  2. [OH-] = 10-pOH

  3. pH + pOH = 14,00
• Zuur-basereacties


  1. Een zuur staat in water een H+-ion af en een base neemt in water een H+-ion op, waarbij een OH--ion ontstaat

  2. Als een zuur en een base samen in een oplossing brengt, gaat de H+ rechtstreeks van het zuur naar de base

  3. Meest simpele reactie: H+ (aq) + OH- (aq) → H2O (l)

  4. Acceptor: het ion dat een H+-ion opneemt

  5. Donor: het ion dat een H+-ion afgeeft

  
• Reactiesnelheid verklaren
• pH


  De [H+] moet even groot zijn als het aantal decimalen in de pH
• Basen in water (8.1)

  • Basen nemen een H+-ion op in water
  • In alle basische oplossingen zijn OH--ionen aanwezig
  • Dit kan ontstaan door het oplossen van een zout
  • Voorbeeld: NaOH (s) → Na+ + OH- (aq)
  • Of door een reactie met het negatieve ion
  • Voorbeeld: CaO (s) + H2O (l) → Ca2+ (aq) + 2 OH-
• pH berekenen bij basen (8.2)

  1. pOH = -log [OH-]

  2. [OH-] = 10-pOH

  3. pH + pOH = 14,00
• Zuur-basereacties (8.4)


  1. Een zuur staat in water een H+-ion af en een base neemt in water een H+-ion op, waarbij een OH--ion ontstaat

  2. Als een zuur en een base samen in een oplossing brengt, gaat de H+ rechtstreeks van het zuur naar de base

  3. Meest simpele reactie: H+ (aq) + OH- (aq) → H2O (l)

  4. Acceptor: het ion dat een H+-ion opneemt

  5. Donor: het ion dat een H+-ion afgeeft

  6. Voorbeeld: NH3 (g) + HCl (g) → NH4Cl (s)

  
• Reactiesnelheid verklaren (9.1)


  1. Botsende-deeltjesmodel

  2. Temperatuur: deeltjes bewegen sneller

  3. Concentratie: meer botsingen

  4. Verdelingsgraad: groter contactoppervlak

  5. Activeringsenergie

  6. Katalysator: activeringsenergie wordt verlaagd

  7. Soort stof: activeringsenergie verschilt per stof
• Gemiddelde reactiesnelheid


  Eenheid: mol L-1 s-1
• Reactiewarmte (9.2)


  1. Reactiewarmte (ΔE) = vormingswarmtereactieproducten - vormingswarmtebeginstoffen

  2. Exotherme reactie: ΔE is negatief

  3. Endotherme reactie: ΔE is positief
• Molariteit


  Hoeveelheid opgeloste stof (mol) / volume oplossing (L)
• Gemiddelde reactiesnelheid


  Concentratieverandering (mol/L) / verstreken tijd (s)