Bouwstenen van atomen

massa

(u)

lading

plaats Aantal is gelijk aan:

Proton(p+)

1,0 1+ kern Atoomnummer

Neutron (n0)

1,0 0 kern Massagetal - atoomnr.

Elektron

(e-)

0 1- rond de kern

Atoomnummer

• Atoomnummer

Aantal protonen in de kern

• Massagetal

Aantal protonen + aantal neutronen

Schrijfwijze

• MassagetalSymbool atoomnummer

òf Symbool-massagetal

• Hoofdgroep 1: de alkalimetalen• Hoofdgroep 2: de

aardalkalimetalen• Hoofdgroep (1)7: de halogenen• Hoofdgroep (1)8: de edelgassen

Moleculaire stoffen

• Bestaan alleen uit niet-metaal atomen

• Bevatten atoombindingen

• Geleiden geen stroom

Voorbeeld 3

• Systematische naam P2O5

• Index P-atoom: 2 di

• Index O-atoom: 5 penta

• De naam wordt dan difosforpentaoxide

telwoord- atoomsoort- telwoord-atoomsoort-ide

VanderWaalsbindingen

• Aantrekkende krachten tussen moleculen: cohesie.

• Er geldt in het algemeen:Hoe groter de molecuulmassa, hoe sterker de VanderWaalsbindingen, hoe hoger het smelt,- kookpunt.

Welke stoffen lossen op in water?

• Hydrofiel (“houden van water”)

Lossen op in water

Bevatten een OH- of een NH-groep, zodat ze een H-brug kunnen vormen met water

• Hydrofoob (“angst voor water”)Lossen niet op in water

Sommige stoffen zoals zeep bestaan uit een hydrofiel- en een hydrofoob- gedeelte.

(C17H35COOH)

Tekenen van H- bruggen

Mengsels

• Suspensie

Mengsel van een vloeistof waarin kleine vaste korreltjes zweven.

Voorbeelden: verf, krijt in water

Mengsels• Emulsie

Mengsel van een hydrofiele vloeistof waarin kleine druppels van een hydrofobe vloeistof zweven of omgekeerd.

(mayonaise, yoghurt, zonnebrandcrême)

Emulgator:

Zorgt ervoor dat olie en water wel mengen

Overzicht scheidingsmethodenOverzicht scheidingsmethodenScheiden

indampen extractie filtreren adsorptie destillerenMethode

Berust opVerschil in

kookpuntoplosbaarheidin extractie-

vloeistof

deeltjes-grootte

Hechtingsver-mogen aan

adsorptiemiddelkookpunt

Gebruikt voor

Oplossing vaste stofIn vloeistof

(on)gewenstestoffen uit

mengsel halen

sus-pensies

Verwijderenvan geur-, kleur-,

stoffen uit mengsel

Scheiden vloeistoffen

Oplosvergelijking

• Bijvoorbeeld:

Oplossen van suiker in water.

SUIKER (s) SUIKER (aq)

C6H12O6 (s) C6H12O6 (aq)

Significantie

Kijk naar het kleinste aantal significante cijfers in de vraag en rond je antwoord (op het laatste moment) hier op af.

Rekenen met de mol• 1 Reken de gegeven hoeveelheden om

naar mol.• 2 Reken met behulp van de molverhouding uit

de reactie-vergelijking de hoeveelheid mol gevraagde stof uit.

• 3 Reken de hoeveelheid mol om naar de gevraagde eenheid.

Oplosvergelijkingen

ijzer(III)sulfaat heeft als verhoudingsformule: Fe2(SO4)3

Let op: géén + H2O in de reactievergelijking:

Oplosvergelijking:

Fe2(SO4)3 (s) 2 Fe3+(aq) + 3 SO4

2-(aq)

Reactievergelijking• natriumoxide heeft als verhoudingsformule Na2O

• Let op: hier wel H2O in de reactievergelijking

Na2O (s) + H2O (l) 2 Na+(aq) + 2OH-(aq)

• (aq) : de ionen die ontstaan zijn gehydrateerd en opgelost in water

• Alleen de reacties van BaO, CaO, K2O en Na2O moet je kennen

Indampvergelijkingen

• Wanneer een oplossing van een zout wordt ingedampt ontstaat weer vast zout.

3 K+ (aq) + PO43- (aq) K3PO4 (s)

Neerslagreacties

• http://www.youtube.com/watch?v=8RmVwz2fNGc&feature=related

1. Oplossingen van NaCl en AgNO3 worden bij elkaar gevoegd. Er ontstaat een wit neerslag

2. Oplossingen van NaI en AgNO3 worden bij elkaar gevoegd. Er ontstaat een gelig neerslag

Tabel 45A

Neerslagreactie vergelijking:

• Ag+ en Cl- : de combinatie is slecht oplosbaar

• Ze zullen met elkaar reageren en een neerslag vormen: neerslagreactie

• De vergelijking van de reactie wordt ook ionenvergelijking genoemd

• Ag+(aq) + Cl-(aq) AgCl (s)

Zouthydraten• In het ionrooster zijn dan een aantal moleculen (kristal)water opgenomen.

(blauw) koper(II)sulfaatpentahydraat CuSO4•5H2O

• Bij het indampen van koper(II)sulfaat uit een oplossing vindt dan de volgende reactie plaats:

Cu2+ + SO4

2- + 5 H2O CuSO4•5H2O

• Bij sterke verhitting van het hydraat verliest het zijn kristalwater:

CuSO4•5H2O CuSO4 + 5H2Owit

Watervrij kopersulfaat wordt als indicator gebruikt om water in de lucht of een

andere stof aan te tonen: CuSO4 + 5H2O CuSO4•5H2O (EXOTHERM)

Hard water

Hard water bevat veel Mg2+ of Ca2+- ionen.

Deze ionen zorgen voor problemen omdat ze makkelijk een neerslag vormen.

Vorming van hard water:

CaCO3 + H2O + CO2 Ca2+ + 2 HCO3-

Soorten dynamische evenwichten:• Homogeen evenwicht

Alle stoffen in een reactie hebben dezelfde fase.• Heterogeen evenwicht

Als er verschillende fasen in de reactievergelijking staan.

• Verdelingsevenwicht

Opgeloste (vaste) stof verdeelt zich over twee oplosmiddelen (die niet mengen) in een vaste verhouding.

B.v. jood in water en benzine

Ligging van een evenwicht

• Principe van Le Chatelier- Van ‘t Hoff

Oefent men op een stelsel in evenwicht een dwang uit, dan zal het stelsel er zo op reageren dat de gevolgen zoveel mogelijk worden teniet gedaan

• Drukverhoging:Dan verschuift het evenwicht naar de kant met de minste gasmoleculen.

• Concentratie:Toevoegen van een bepaalde stof zorgt ervoor dat deze stof verdwijnt door verschuiving van het evenwicht naar de andere kant

• Een reactie is aflopend als er een neerslag wordt gevormd of een gas ontstaat.

• Een katalysator versnelt zowel de heen- als teruggaande reactie. Een katalysator beïnvloed de ligging niet, enkel de snelheid van het bereiken van het evenwicht.

De reactiesnelheid wordt door de volgende factoren beïnvloed: Soort stof

ijzer reageert sneller met zoutzuur dan koper Concentratie

Bij een hogere concentratie neemt de reactiesnelheid toe. De deeltjes zitten dan dichter op elkaar en kunnen dus makkelijker botsen.

Verdelingsgraad

Hoe fijner de stof is verdeeld, des te groter is het oppervlak, des te groter is de reactiesnelheid. Door het grotere oppervlak kunnen er meer botsingen aan dit oppervlak plaatsvinden.

Temperatuur Bij een hogere temperatuur is de reactiesnelheid groter. Per 10 °C is dat ruwweg 2 à 3 keer. Door de hogere snelheid van de deeltjes is niet alleen het aantal botsingen, maar ook het aantal effectieve botsingen meer.

Katalysator Deze beïnvloedt de reactiesnelheid. Een katalysator voor een reactie is een stof die de snelheid van die reactie vergroot zonder daarbij zelf verbruikt te worden. Katalysatoren zijn erg belangrijk. In ons lichaam worden de meeste reacties door katalysatoren beïnvloed. Deze biologische katalysatoren noemt men enzymen. Bijna elke reactie in ons lichaam wordt mogelijk gemaakt door een speciaal enzym.

LET OP!

• zoutzuur is een oplossing van HCl

Notatie: H+ + Cl-

• Sterke zuren

Tabel 49 : boven H3O+

Zwakke zuren

Tabel 49 : onder H3O+

• Sterke basen

onder OH-

• Zwakke base

boven OH-

HNO3 H+ + NO3-

Bv: oplossen salpeterzuur in water

Oplossen van een sterk zuur

Alle zuurdeeltjes staan H+ af

Stap 2:

NH4+ NH3 + H+

Bij het oplossen van ammoniumnitraat in water dan kan er een zuur ontstaan:

Oplossen van een zwak zuur

Stap 1:

NH4NO3 NH4+ + NO3

-

Niet alle zuurdeeltjes staan H + af evenwicht

Berekeningen:De concentratie altijd in mol/l invullen!

pH = - log [H+]

[H+] = 10-pH

pOH = - log [OH-]

[OH-] = 10-pOH

pOH + pH = 14

significantie bij pH en pOH:

Bij pH en pOH tellen alleen de cijfersachter de komma mee voor significantie.pH = 0,25 en pOH = 13,75 zijn beiden in2 cijfers significant.

Drie hoofdcategorieën stoffen:

Moleculaire stoffen:Atoombinding in molecuul (sterk), Van der Waals binding tussen moleculen (zwak), polaire (atoom)bindingen, evt. H-bruggen tussen moleculen.

Metalen:Metaalbinding (zeer sterk), dus hoog smeltpunt, geleiden

Zouten:Ionbinding (sterk), dus hoog smeltpunt, ionen

Als bij een reactie elektronenoverdracht plaatsvindt spreken we van een RedOxreactie!

Deeltjes die elektronen opnemen zijn oxidatorenDeeltjes die elektronen afstaan zijn reductoren

Algemeen kun je stellen dat alle reacties waarbij de lading van een deeltje verandert, redoxreacties zijn.

Verder zijn alle reacties waarbij elementen verdwijnen en/of ontstaan ook redoxreacties. Soms zie je dat daarbij de lading verandert (bijvoorbeeld bij het ontstaan van zouten). In andere gevallen gebeurt dat niet.

Halfreacties

Elke RedOxreactie is op te splitsen in twee halfreacties. Eén die het afstaan van elektronen weergeeft (reductor)Eén die het opnemen van elekronen weergeeft (oxidator)

We bekijken weer ons voorbeeld:

2 Fe(s) + O2(g) 2 FeO(s)

Halfreactie (Red) Fe (s) Fe2+ + 2e-

Halfreactie (Ox) O2 (g) + 4e- 2 O2-

2x1x

+

Totaal reactie 2 Fe (s) + O2 (g) 2 FeO (s)

Redoxvergelijkingen opstellen:

1. Schrijf de formules van alle deeltjes in het reactiemengsel op. (Vergeet H2O niet!)

2. Ga voor ieder deeltje na m.b.v. Binas 48 of het een oxidator of reductor is.1. Kies uit het rijtje de sterkste oxidator en de sterkste reductor. 2. Kijk of de reactie kan verlopen: OX moet boven RED staan.2. Schrijf de halfreacties op. De halfreactie van de reductor moet

worden omgekeerd! 3. Tel de twee halfreacties op, zorg ervoor dat er evenveel elektronen

worden opgenomen als afgestaan. De elektronen worden bij het optellen tegen elkaar weggestreept.

4. VEREENVOUDIGEN (links en rechts hetzelfde wegstrepen) Denk aan water wegstrepen!

40

Elektrochemische Cel

Hoe stromen de elektronen?

• De min- pool ontstaat aan de kant van de (sterkste) reductor

• De plus- pool ontstaat aan de kant van de (sterkste) oxidator

• Een Pt- elektrode en een C- elektrode doen nooit mee (inerte elektrode) als OX of RED

Elektrolyse• REDOX Reactie die altijd verloopt

• Niet alleen een ontledingsmethode

• Reactie die verloopt onder invloed van een externe (gelijk)spanningsbron.

Elektrolyse

2 Br- → Br2 + 2 e-

Zn2+ + 2e- → Zn

Let op!• De halfreacties mag je nooit optellen!

• Bij de plus- pool reageert de sterkste reductor

• Bij de min- pool reageert de sterkste oxidator

• Als je moet kiezen tussen Cl- (+1.36) en H2O (+1.23) als RED dan wint Cl-!!!

Naamgeving vertakte alkanenStamnaam: langste onvertakte C-keten (de hoofdketen).Zijgroep: methyl (1 C) of ethyl ( 2 C) etc.Nummering: hoofdketen nummeren en plaats van zijgroep met nummer aangeven.(Zo laag mogelijk nummeren)

CH3

|

CH2 – CH2 – CH

| |

CH3 CH3

Stamnaam: pentaan

Zijgroep: methyl (CH3)Nummering: 2 (dus niet: 4)

Naam: 2-methylpentaan

Dezelfde regels gelden ook voor andere zij-groepen zoals F, Cl, Br en I.

CH3 Br

| |

CH2 – CH –

CH2

|

CH3 – CH2

Stamnaam: hexaan

Zijgroep: broomNummering: 3 (dus niet: 4)

Naam: 3-broomhexaan

Gecombineerd:CH3 Cl

| |

CH – CH – CH2

| |

CH3 F

1-fluor-2-chloor-3-methylbutaan

Naamgeving van alkenenC123456

Stam

met

hethpropbutpenthex

alkaan

aanaanaanaanaanaan

C123456

Stam

met

hethpropbutpenthexAlleen enkele C-C

CnH2n+2

Eén C=C, de rest C-CCnH2n

alkeen

--eeneeneeneeneen

Waar zit de dubbele binding?

C C C

H

Br H H

H

H

C C C

H

H

H

H

H H

Br

H

C C C

Br

H

H

H

H H

H

H

1-broompropaan

C CC

Br

H

H

HH

H

C CC

H

H

Br

HH

H

1-broompropaan

Dubbele binding krijgt altijd het laagste nummer

3-broom(-1-)propeen

2-broompropeen

1-broompropeen

CC C

H

H

C

CH3 H

HH

H

H

CC C

H

H

C

CH3 H

HH

H

H

H

H

CC

C

C

H

HH

H H

HH

HC C C C

H

H

H H H H

F

H

methylbutaan

1-fluor-2-buteen

methylpropeen

3-methyl-1-buteen

OVERZICHTKoolstofverbinding Kenmerk

Alkaan Alleen enkele C-C bindingAlkeen 1x een C=C binding

Alkanol Alleen enkele C-C binding(alcoholen) èn O-H groep (of: OH)

Alkaanzuur Alleen enkele C-C binding(carbonzuren) èn C-O-H groep (of: COOH) ║

O

Extra regels naamgeving alkanolen (alcoholen):

Alcoholen: Naam eindigt met ‘ol’ (geeft OH-groep aan) OH-groep krijgt zo laag mogelijk nummer

CH3

CHCH

CH3

OH

Cl

3-chloor-2-butanol of 3-chloorbutaan-2-ol

Extra regels naamgeving alkaanzuren (carbonzuren) :

Carbonzuren: Naam eindigt met ‘zuur’ (geeft COOH-groep aan)

C-atoom van COOH-groep krijgt altijd nr 1

C-atoom van COOH behoort tot hoofdketen

CH3

CHCH2

CO

OH CH3

3-methylbutaanzuur

53

IUPAC namen

• CH4 methaan HCOOH methaanzuur

CH3—CH3 ethaan CH3—COOH ethaanzuur

• Zijtakken altijd nummeren vanaf de zuurgroep.

CH3 O | ║

CH3—CH—CH2—C—OH 4 3 2 1

3-methylbutaanzuur

54

EstersIn een ester,

• Is de H in de zuurgroep vervangen

door een alkyl- groep (CH-).

O

CH3 — C—O—CH3

ester groep

55

• De reactie van een carbonzuur en een alcohol in de aanwezigheid van een zuur (H+) als katalysator: verestering.

O H+

CH3—C—OH + H—O—CH2—CH3

O

CH3—C—O—CH2—CH3 + H2O (ester)

Waterstof additie aan onverzadigde olie

• Zet alkenen om in alkanen• Onverzadigd wordt verzadigd

Pt

CH2 O C

O

(CH2)16CH3

CH2 O C

O

(CH2)16CH3

CH O C

O

(CH2)16CH3

+3H2CH

CH2

O C

O

(CH2)7CH CH(CH2)7CH3

O C

O

(CH2)7CH CH(CH2)7CH3

CH2 O C

O

(CH2)7CH CH(CH2)7CH3