Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba ......Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba...

18
Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba Ingenieurswetenschappen: Architectuur Onderstaand overzicht geeft in grote lijnen weer welke kennis en vaardigheden in de chemie nuttig zijn bij aanvang van studies in de bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur, ter voorbereiding van de eerste 5 hoorcolleges die besteed worden aan een (korte en snelle) herhaling van de basisconcepten in de chemie zoals ze in beginsel verworven zouden moeten zijn na de humaniora. Deze worden wel aangebracht worden met een sterkere wetenschappelijke inslag. Inhoudstafel 1. Elementaire chemie 3 1.1 Grootheden en eenheden 3 1.2 Stoffen 3 1.3 Ideale gaswetten 4 1.4 Massawetten 5 1.5 Stofhoeveelheid 6 1.6 Concentratie-uitdrukkingen 6 2. Atoombouw 7 2.1 Atoomkern 7 2.2 Elektronenwolk 7 2.3 Periodiek Systeem 8 3. Chemische formules 8 3.1 Verscheidenheid in chemische formules 8 3.2 Samenstelling van de stof herkennen op basis van chemische formule 9 3.3 Classificeren van stoffen op basis van chemische formule 9 4. Chemische binding 10 4.1 Moleculen en ionen 10

Transcript of Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba ......Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba...

Page 1: Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba ......Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba Ingenieurswetenschappen: Architectuur Onderstaand overzicht geeft in grote lijnen weer welke kennis

Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba Ingenieurswetenschappen: Architectuur

Onderstaand overzicht geeft in grote lijnen weer welke kennis en vaardigheden in de chemie nuttig zijn bij

aanvang van studies in de bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur, ter voorbereiding van de

eerste 5 hoorcolleges die besteed worden aan een (korte en snelle) herhaling van de basisconcepten in de

chemie zoals ze in beginsel verworven zouden moeten zijn na de humaniora. Deze worden wel aangebracht

worden met een sterkere wetenschappelijke inslag.

Inhoudstafel

1. Elementaire chemie 3

1.1 Grootheden en eenheden 3

1.2 Stoffen 3

1.3 Ideale gaswetten 4

1.4 Massawetten 5

1.5 Stofhoeveelheid 6

1.6 Concentratie-uitdrukkingen 6

2. Atoombouw 7

2.1 Atoomkern 7

2.2 Elektronenwolk 7

2.3 Periodiek Systeem 8

3. Chemische formules 8

3.1 Verscheidenheid in chemische formules 8

3.2 Samenstelling van de stof herkennen op basis van chemische formule 9

3.3 Classificeren van stoffen op basis van chemische formule 9

4. Chemische binding 10

4.1 Moleculen en ionen 10

Page 2: Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba ......Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba Ingenieurswetenschappen: Architectuur Onderstaand overzicht geeft in grote lijnen weer welke kennis

Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur

Voor meer informatie: contacteer [email protected] 2/18

4.2 Ionbinding 11

4.3 Covalente binding 11

4.4 Metalen en metaalnetwerken 11

5. Chemische reacties 12

5.1 Reactievergelijkingen 12

5.2 Energieoverdracht in reacties 12

6. Stoichiometrie 12

6.1 Stoichiometrie van verbindingen 12

6.2 Stoichiometrie van chemische reacties 13

7. Chemisch evenwicht 13

7.1 Omkeerbaarheid van chemische reacties en chemisch evenwicht 13

7.2 Evenwichtconstante 14

7.3 Verschuiving van het chemisch evenwicht 14

8. Oplossingen in water 15

8.1 Dissociatie evenwicht van water 15

8.2 Elektrolyten 15

8.3 Zouten in oplossing 15

8.4 Zure en basische oplossingen 16

9. Reductie en oxidaties - Redox 17

9.1 Oxidatietoestand 17

9.2 Redox halfreacties 17

9.3 Redox reactievergelijkingen 17

Page 3: Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba ......Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba Ingenieurswetenschappen: Architectuur Onderstaand overzicht geeft in grote lijnen weer welke kennis

Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur

Voor meer informatie: contacteer [email protected] 3/18

1. Elementaire chemie

1.1 Grootheden en eenheden

Inhoud:

SI-grootheden en -eenheden: hoeveelheid stof (mol), afstand (meter, m), massa (kilogram, kg), tijd

(seconde, s), temperatuur (Kelvin, K en Graden Celsius, °C), elektrische stroom (Ampère, A).

Voorvoegsels: giga (109), mega (106), kilo (103), milli (10-3), micro (10-6), nano (10-9), pico (10-12).

Voorbeeldopgaven:

Hoeveel m3 komt overeen met 33 ml ?

Hoeveel K komt overeen met 27 °C ?

1.2 Stoffen

Inhoud:

Mengsels of zuivere stoffen; fasen en aggregaatstoestanden. Enkelvoudige stof (element) kunnen

onderscheiden van een samengestelde stof (verbinding).

Voorbeeldopgave:

Zet volgende stoffen op de juiste plaats in het schema:

azijn, ijzeren staaf, whisky, fruitsap met pulp, keukenzout, zout water.

Page 4: Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba ......Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba Ingenieurswetenschappen: Architectuur Onderstaand overzicht geeft in grote lijnen weer welke kennis

Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur

Voor meer informatie: contacteer [email protected] 4/18

1.3 Ideale gaswetten

Inhoud:

Ideale gaswet, pV = nRT

Wetten van Avogadro, Charles, Boyle-Mariotte

Stelling van Gay-Lussac

Voorbeeldopgaven:

- Geef voor elke gelijkheid in onderstaande tabel aan welke grootheid in de ideale

gaswet constant is bij constant aantal mol.

NEE JA

NEE

NEE

JA

JA

Element Enkelvoudige stof

Verbinding Samengestelde stof

Kan de stof opgesplitst worden in meerdere

zuivere stoffen ?

Zuivere stof Homogeen mengsel

of oplossing

Heterogene stof, meestal mengsel

Homogene stof

Materie of

Chemische stof

Kan de stof een veranderlijke

samenstelling aannemen ?

Ziet de stof er volledig

homogeen uit ?

Page 5: Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba ......Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba Ingenieurswetenschappen: Architectuur Onderstaand overzicht geeft in grote lijnen weer welke kennis

Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur

Voor meer informatie: contacteer [email protected] 5/18

- Geef de bijhorende grafiek.

Gelijkheid Constante grootheid Grafiek

V= constante

T

p= constante

T

pV = constante

- Als je voor 1 mol van een ideaal gas de temperatuur verdubbelt bij constant volume, wat gebeurt

er dan met de druk ?

- Als je voor 1 mol van een ideaal gas het volume halveert bij constante druk, wat gebeurt er dan

met de temperatuur ?

- Hoeveel mol van een ideaal gas moet je aan 1 mol ideaal gas (met beginvolume Vbegin) toevoegen

om bij constante druk en constante temperatuur een 3 maal zo groot eindvolume (dus Veind =

3Vbegin) te bekomen ?

- De uitspraak: “1 mol van een willekeurig gas neemt steeds een volume in van 22,4 l” is niet juist.

Waar ligt de fout ? Corrigeer de uitspraak.

1.4 Massawetten

Inhoud:

Behoud van massa (wet van Lavoisier).

Elke massa is recht evenredig met een geheel aantal atomen.

Voorbeeldopgaven:

Gegeven dat 34 g ammoniakgas en 80 g zuurstofgas beide volledig weg reageren volgens de reactie

4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g)

Page 6: Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba ......Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba Ingenieurswetenschappen: Architectuur Onderstaand overzicht geeft in grote lijnen weer welke kennis

Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur

Voor meer informatie: contacteer [email protected] 6/18

- Welke massa H2O, uitgedrukt in g, ontstaat er, gegeven dat er bij de reactie 60 g

stikstofmonoxide ontstaat ?

- Aangezien er in 60 g stikstofmonoxide 28 g N aanwezig is, hoeveel g N is er dan in 34 g NH3

aanwezig ?

1.5 Stofhoeveelheid

Inhoud:

Mol, relatieve nuclidemassa, atoommassa, molecuulmassa, referentiemassa, molaire massa, molair

volume van een gas.

Voorbeeldopgaven:

- Hoeveel H2O is aanwezig in 18 g water ?

- Hoeveel mol H atomen zijn er in 18 g water ?

- Hoeveel g PCl3 is aanwezig in 0,73 mol PCl3 ?

Atoommassa’s: H: 1,01; O: 16,00; P: 30,97; Cl: 35,45.

1.6 Concentratie-uitdrukkingen

Inhoud:

Molaire concentratie of molariteit, massaconcentratie, volumeprocent en -verhouding, massa- en

molfractie of -procent, massaconcentratie. Omzetten van concentratie-uitdrukkingen in

molhoeveelheden, en omgekeerd.

Voorbeeldopgaven:

Er wordt 1 L oplossing gemaakt door 58,44 g NaCl op te lossen in water.

- Bereken de molariteit van NaCl.

- Bereken de massaconcentratie van NaCl.

- Kan de dichtheid van de oplossing berekend worden ? Zo niet, welk gegeven is dan bijkomend

nodig ?

- Kan de massafractie van de oplossing berekend worden ? Zo niet, welk gegeven is dan bijkomend

nodig ?

Atoommassa Na: 22,99

Bereken de molariteit van een 35 massa% waterige azijnzuuroplossing met een dichtheid van

1,0492 g/cm3 ? (Molecuulformule van azijnzuur: CH3COOH).

Bereken de molariteit van een waterige oplossing van zwavelzuur (H2SO4), met dichtheid 1,85 kg/L

die 92,0 massa% zwavelzuur bevat.

Atoommassa’s S: 32,07; C: 12,01

Page 7: Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba ......Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba Ingenieurswetenschappen: Architectuur Onderstaand overzicht geeft in grote lijnen weer welke kennis

Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur

Voor meer informatie: contacteer [email protected] 7/18

2. Atoombouw

2.1 Atoomkern

Inhoud:

(Relatieve) massa en (relatieve) lading van protonen en neutronen; betekenis aantal protonen,

aantal neutronen in een atoomkern; aantal nucleonen en massagetal; atoomgetal en

atoomnummer; element en isotopen.

Voorbeeldopgaven:

- Geef atoomgetal, massagetal, aantal neutronen en aantal elektronen van 136C .

- Welke atomen hieronder zijn isotopen van elkaar: 39K , 40 Ar , 40Ca , 41K , 42Ca .

2.2 Elektronenwolk

Inhoud:

(Relatieve) massa en (relatieve) lading van elektronen; atoommodel Rutherford, atoommodel Bohr;

elektronenwolk, elektronenschil, elektronenpaar, ongepaard elektron, atoomorbitalen,

kwantumgetallen, regels van Hund en Pauli, valentie-elektronen.

Voorbeeldopgaven:

- Schrijf de elektronenconfiguratie van Se (atoomnummer 34) voluit in volgorde van stijgende

energie van de orbitalen.

- Hoeveel elektronen kunnen per schil maximaal plaatsnemen in s, p, d, en f-orbitalen?

- Welke van de drie onderstaande elektronenconfiguraties (opvulling van orbitalen) is niet conform

● de regel van Hund ?

● het uitsluitingsbeginsel van Pauli ?

1s

2s

2p 1)

Page 8: Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba ......Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba Ingenieurswetenschappen: Architectuur Onderstaand overzicht geeft in grote lijnen weer welke kennis

Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur

Voor meer informatie: contacteer [email protected] 8/18

2.3 Periodiek systeem

Inhoud:

Opbouw van het Periodiek Systeem begrijpen (atoomgetal, elektronenconfiguratie, groepen en

perioden, hoofd- en nevengroepen, overgangsmetalen, zeldzame aarden) en elementtypes kunnen

situeren (metalen/halfmetalen/niet-metalen/edelgassen/…).

Voorbeeldopgaven:

Gegeven de elektronenconfiguratie: 1s² 2s² 2p6 3s² 3p6 4s² 3d10 4p5

- Hoeveel valentie-elektronen, gedefinieerd als alle buitenschilelektronen, heeft een atoom met

deze elektronenconfiguratie, en hoeveel daarvan zijn ongepaard ?

- Geef de valentie van dit element.

- Tot welke groep behoort dit element ?

- Is dit een metaal ?

3. Chemische formules

3.1 Verscheidenheid in chemische formules

Inhoud:

Onderscheid kunnen maken tussen de verschillende chemische formules: atoomsymbolen,

molecuulformule, verhoudingsformule, formule-eenheid, netwerkformules.

1s

2s

2p

2)

1s

2s

2p

3)

Page 9: Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba ......Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba Ingenieurswetenschappen: Architectuur Onderstaand overzicht geeft in grote lijnen weer welke kennis

Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur

Voor meer informatie: contacteer [email protected] 9/18

Voorbeeldopgaven:

- Geef de verhoudingsformule van waterstofperoxide (molecuulformule: H2O2) en van glucose

(molecuulformule: C6H12O6).

- Stel de juiste formule-eenheid op voor de ionverbindingen opgebouwd uit de volgende ionen:

1) Cs+, OH

-

2) Fe3+

, 23-CO

3) +4NH , 3

4-PO

3.2 Samenstelling van de stof herkennen op basis van chemische formule

Inhoud:

Enkelvoudige stof (element) kunnen onderscheiden van een samengestelde stof (verbinding).

Voorbeeldopgave:

- Bepaal van de volgende stoffen of ze enkelvoudige of samengestelde stoffen zijn en geef aan of

ze worden voorgesteld door een molecuulformule, een verhoudingsformule, een

netwerkformule, of een formule-eenheid: KMnO4, Br2, MgCl2, HCl, HClO3, O3, C6H6, HO, SiO2,

H2O2, C.

enkelvoudig samengesteld

Molecuulformule

Formule-eenheid

Verhoudingsformule

Netwerkformule

3.3 Classificeren van stoffen op basis van chemische formule

Inhoud:

Aan de hand van een chemische formule een stof herkennen als zout, zuur, base, hydroxide, oxide,

edelgas, metaal of niet-metaal.

Voorbeeldopgaven:

- Identificeer volgende stoffen op basis van hun chemische formule als een zout, zuur, base,

hydroxide, oxide, edelgas, metaal of niet-metaal: K, Xe, C, H3PO4, NH4ClO4, NaBr, NH3, CaO,

CH3COOH en Fe(OH)3, HCl, CO2.

- Geef een voorbeeld van:

1) Kation

2) Anion

Page 10: Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba ......Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba Ingenieurswetenschappen: Architectuur Onderstaand overzicht geeft in grote lijnen weer welke kennis

Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur

Voor meer informatie: contacteer [email protected] 10/18

3) Molecuul

4) Binaire verbinding

5) Formule-eenheid

6) Homogeen mengsel

7) Zout anders dan keukenzout

8) Base

9) Zuur

10) Element

11) Niet-metaal

12) Metaal

13) Edelgas

14) Enkelvoudige stof

4. Chemische binding

4.1 Moleculen en ionen

Inhoud:

Submicroscopische opbouw van chemische stoffen en basisstructuureenheden: atomen,

moleculen, kationen en anionen metalen; edelgasconfiguratie.

Voorbeeldopgaven:

- Leg uit waarom Cl- het stabielste ion is van 17Cl.

- Welke van de volgende stoffen is een metaal ? Zijn de overige stoffen opgebouwd uit

atomen, moleculen of ionen (kationen en anionen) ? NaCl, Cu, SCl2 en C (grafiet).

- Geef de formule (molecuulformule of formule-eenheid) van de volgende verbindingen en

geef aan of ze uit moleculen of ionen opgebouwd zijn. Geef ook, voor elke ionaire

verbinding, de formules van de kationen en anionen waaruit ze opgebouwd is.

verbinding formule samenstelling

moleculen ionen welke kationen en anionen ?

calciumhydroxide

ammoniumchloride

kaliumsulfide

bariumnitraat

koolstofmonoxide

Page 11: Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba ......Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba Ingenieurswetenschappen: Architectuur Onderstaand overzicht geeft in grote lijnen weer welke kennis

Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur

Voor meer informatie: contacteer [email protected] 11/18

Gegevens: kalium is een alkalimetaal (groep 1 in het periodiek systeem), calcium en barium zijn

aardalkalimetalen (groep 2), het ammonium kation en het nitraat anion hebben valentie 1, koolstof

behoort tot groep 4B of 14, zuurstof en zwavel tot groep 6B of 16, chloor tot groep 7B of 17,

edelgassen behoren tot groep 8B of 18.

4.2 Ionbinding

Inhoud:

Weten hoe ionen ontstaan; verband tussen aard van de binding en elektrische geleidbaarheid van

een stof in oplossing, definitie ionbinding, ionrooster, zout, formule-eenheid kunnen opstellen op

basis van lading en formule van ionen.

Voorbeeldopgaven:

- Geef de formule-eenheid van de stof opgebouwd uit Al3+ kationen en anionen 2

4-SO .

- Is water elektrisch geleidbaar ?

- Stijgt of daalt de elektrische geleidbaarheid als een zout toegevoegd wordt aan water ?

4.3 Covalente binding

Inhoud:

Definitie covalente binding, deze kunnen voorstellen als een gemeenschappelijk elektronenpaar

tussen atomen in moleculen; definitie molecule en molecuulformule; Lewisformules en

Lewisstructuren van eenvoudige moleculen; uit de ruimtelijke structuur en het verschil in

elektronegativiteit kunnen afleiden of een eenvoudige molecule polair of apolair is.

Voorbeeldopgave:

- Geef de Lewisstructuur en de ruimtelijke structuur van CO2 en H2O, en leid hieruit af of deze

moleculaire stoffen polair of apolair zijn.

4.4 Metalen en metaalnetwerken

Inhoud:

Beseffen en begrijpen waarom in metalen en metaalnetwerken de concepten ionbinding en

covalente binding niet opgaan. Kwalitatief kunnen aangeven hoe atomen samengehouden worden

in metaal netwerken.

Voorbeeldopgave:

- Welke van de volgende elementen zijn metalen: Cu, S, Br, Zn, Fe, Na, P, C ?

Page 12: Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba ......Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba Ingenieurswetenschappen: Architectuur Onderstaand overzicht geeft in grote lijnen weer welke kennis

Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur

Voor meer informatie: contacteer [email protected] 12/18

5. Chemische reacties

5.1 Reactievergelijkingen

Inhoud:

In een chemische reactie, uitgangsstoffen of reagentia onderscheiden van reactieproducten.

Wet van Lavoisier: correct formuleren van wet van massabehoud; verband leggen met behoud van

aard en aantal atomen in alle chemische reacties.

Voorbeeldopgaven:

Neem de reactievergelijking

2H2 + O2 2H2O

- Geef aan hoeveel mol O2 reageert met 1 mol H2, en hoeveel mol H2O hierbij voortgebracht wordt.

- Geef aan welke massa O2 reageert met 2 gram H2, en welke massa H2O hierbij voortgebracht

wordt.

Atoommassa’s (afgerond): H: 1; O: 16

5.2 Energieoverdracht in reacties

Inhoud:

Wet van behoud van energie. Endotherme en exotherme reacties. Definitie van enthalpie en

enthalpievariatie, H en H.

Voorbeeldopgaven:

- Is de reactie 2H(g) H2(g), met H = -436 kJ/mol endotherm of exotherm ? Is de

omgekeerde reactie endotherm of exotherm ?

- Is elke exotherme reactie spontaan ?

6. Stoichiometrie

6.1 Stoichiometrie in verbindingen

Inhoud:

Uit een molecuulformule of formule-eenheid de samenstelling van de kleinste eenheid van de stof

kunnen beschrijven in aantal en aard van atomen.

Page 13: Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba ......Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba Ingenieurswetenschappen: Architectuur Onderstaand overzicht geeft in grote lijnen weer welke kennis

Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur

Voor meer informatie: contacteer [email protected] 13/18

Voorbeeldopgaven:

- Hoeveel atomen en/of ionen zijn aanwezig in

1) 1 formule-eenheid MgCl2 ? Zijn het ionen of atomen ? Identificeer ze.

2) 1 formule-eenheid Ca3(PO4)2 ? Zijn het ionen of atomen ? Identificeer ze.

3) 1 formule-eenheid H2SO3 ? Zijn het ionen of atomen ? Identificeer ze.

- Is in MgCl2 het aantal mol Cl tweemaal zo groot als het aantal mol Mg ?

Is in MgCl2 de massa Cl tweemaal zo groot als de massa Mg ?

Verklaar.

6.2 Stoichiometrie in chemische reacties

Inhoud:

Op basis van de wet van atomenbehoud, stoichiometrische coëfficiënten van structuureenheden

kunnen vinden in eenvoudige chemische reactievergelijkingen als de formules gegeven zijn.

Voorbeeldopgaven:

- Bepaal de stoichiometrische coëfficiënten in de volgende reacties, m.a.w., breng de

reactievergelijking in balans

…CH4 + …O2 …CO2 + …H2O

…C6H12O6 + …O2 …CO2 + …H2O

Op welk vitaal proces bij levende organismen, waaronder zoogdieren en de mens, heeft deze

laatste reactie betrekking ? Wat is de eigennaam van de verbinding C6H12O6 ?

- Welke massa CH3COONa, uitgedrukt in g, wordt voortgebracht uitgaande van 100 ml van een 3 M

CH3COOH oplossing waarin 5 g NaOH werd opgelost?

Reactievergelijking: CH3COOH + OH- CH3COO- + H2O

Atoommassa’s: H: 1,0; C: 12,0; O: 16,0; Na: 23,0.

7. Chemisch evenwicht

7.1 Omkeerbaarheid van chemische reacties en chemisch evenwicht

Inhoud:

Voorbeelden kunnen geven van omkeerbare reacties; inzien dat chemisch evenwicht een toestand

met constant blijvende concentraties is. Conceptueel onderscheid kunnen maken tussen

evenwichtconcentratie (bepaald door het chemisch systeem) en beginconcentratie (of analytische

concentratie, bepaald door de experimenterende chemicus).

Page 14: Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba ......Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba Ingenieurswetenschappen: Architectuur Onderstaand overzicht geeft in grote lijnen weer welke kennis

Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur

Voor meer informatie: contacteer [email protected] 14/18

Voorbeeldopgaven:

- Treden er reacties op in een systeem in chemisch evenwicht ? Geef antwoord vanuit

macroscopisch oogpunt en op moleculaire schaal.

- Hoe wordt dit in verband gebracht met de analytische concentraties van de uitgangstoffen

(reagentia) ?

7.2 Evenwichtconstanten

Inhoud:

Evenwichtconstante Kc, en haar verband met evenwichtconcentraties, opstellen van

evenwichtvergelijkingen.

Voorbeeldopgaven:

- Schrijf de uitdrukking van Kc voor de volgende reacties:

2CO + O2 2CO2

3H2 + N2 2NH3

7.3 Chemische evenwichtverschuivingen

Inhoud:

Onderscheid tussen een aflopende en een evenwichtreactie kunnen maken; evenwichtevolutie

kunnen voorspellen na verandering van volume, druk of concentraties, gebruik makend van het

beginsel van Le Châtelier.

Voorbeeldopgaven:

- Welk verschil bestaat er tussen een aflopende reactie en een omkeerbare reactie ?

- Hoe kan een omkeerbare reactie aflopend gemaakt worden ?

- Verschuift het evenwicht van de reactie 3H2(g) + N2(g) 2NH3(g) in een gesloten

reactievat naar links of naar rechts als

1) ammoniakgas toegevoegd wordt aan het evenwichtmengsel ?

2) waterstofgas toegevoegd wordt aan het evenwichtmengsel ?

3) het volume van het reactievat gehalveerd wordt ?

- Verschuift het evenwicht van de reactie C (v) + O2(g) CO2(g) in gesloten reactievat naar

links of naar rechts als

1) kooldioxidegas toegevoegd wordt aan het evenwichtmengsel ?

2) zuurstofgas toegevoegd wordt aan het evenwichtmengsel ?

3) vast koolstof toegevoegd wordt aan het evenwichtmengsel bij constant gasvolume ?

4) het volume van het reactievat gehalveerd wordt ?

Page 15: Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba ......Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba Ingenieurswetenschappen: Architectuur Onderstaand overzicht geeft in grote lijnen weer welke kennis

Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur

Voor meer informatie: contacteer [email protected] 15/18

8. Oplossingen in water

8.1 Dissociatie evenwicht van water

Inhoud:

Dissociatie evenwicht (ook auto-protolyse evenwicht genoemd) met een chemische

reactievergelijking kunnen weergeven voor H2O; dissociatieconstante Kw kunnen definiëren, en uit

haar getalwaarde Kw = 1,0.10-14 bij 25° C de evenwichtsamenstelling van water kwalitatief en

kwantitatief kunnen voorspellen.

Voorbeeldopgaven:

- Geef de evenwichtreactie vergelijking voor zuiver water.

- Bereken de evenwichtconcentraties van de ionen die in water voorkomen bij 25°C, breng dit in

verband met de pH van zuiver water, en leid hieruit af of water elektrisch geleidend is.

8.2 Elektrolyten

Inhoud:

Het concept elektrolyt kunnen definiëren; elektrolyten herkennen; op basis van elektrische

geleidbaarheid in water chemische verbindingen kunnen indelen in elektrolyten en niet-

elektrolyten; onderscheid tussen sterk en zwak elektrolyt.

Voorbeeldopgaven:

- Definieer het concept elektrolyt.

- Welke stoffen hieronder zijn elektrolyten, en waarom (niet) ?

1) O2(g)

2) NaCl

3) ijzer

4) gesmolten suiker

- Leg uit waarom azijnzuur, CH3COOH, een zwak elektrolyt is, en waarom waterstofchloride

(zoutzuur), een sterk elektrolyt is.

8.3 Zouten in oplossing

Inhoud:

Weten dat zouten ionaire verbindingen zijn die in waterige oplossing splitsen in kationen en

anionen; weten dat een goed oplosbaar zout (drempelconcentratie ca 1 M) in oplossing een sterk

elektrolyt is.

Page 16: Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba ......Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba Ingenieurswetenschappen: Architectuur Onderstaand overzicht geeft in grote lijnen weer welke kennis

Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur

Voor meer informatie: contacteer [email protected] 16/18

Voorbeeldopgaven:

- Gegeven dat metaalnitraten en -acetaten alsook alle kalium-, natrium- en ammoniumzouten

goed oplosbaar zijn, terwijl metaalcarbonaten en -fosfaten slecht oplossen in water, geef aan of

volgende zouten sterke of zwakke elektrolyten zijn (acetaat = CH3COO-); de ionformules kennen

van ammonium, nitraat, carbonaat en fosfaat); geef telkens de ionen die vrij komen in water.

1) KBr

2) CH3COONa

3) (NH4)2CO3

4) CuCO3

5) Na3PO4

6) Ca3(PO4)2

7) NH4NO3

8.4 Zure en basische oplossingen

Inhoud:

Zuren zijn structuureenheden die H+ ionen kunnen afstaan (zuur = protondonor), basen zijn stoffen

die H+ ionen kunnen opnemen (base = protonacceptor); weten waarom in water dit inhoudt dat

een base OH- vrijmaakt; definitie pH; verschil kennen tussen H+ en H3O+, en de relevantie hiervan

begrijpen voor waterige oplossingen; verband tussen pH < 7 (pH > 7) in zure (basische) oplossingen

en een concentratie van H3O+/OH

- ionen die groter/kleiner (kleiner/groter) is dan in zuiver water;

onderscheid sterke en zwakke zuren/basen; geconjugeerd zuur-base paar; zuur-basereacties;

ionisatie-evenwicht (ook protolyse-evenwicht genoemd) van zwakke zuren/basen in water; pH

berekening van sterke zuren en basen in water.

Voorbeeldopgaven:

- Wat is het verschil tussen een sterk en een zwak zuur ? Geef een voorbeeld van elk.

- Is ammoniak, NH3, een sterke of zwakke base ? Geef zijn protolyse evenwicht in water.

- Daalt of stijgt de pH van water als er een zuur aan toegevoegd wordt ? Hoe breng je dit in

verband met de definitie van pH ?

- Bereken de pH van een 0,01 M oplossing HCl. Geef uitleg.

Page 17: Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba ......Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba Ingenieurswetenschappen: Architectuur Onderstaand overzicht geeft in grote lijnen weer welke kennis

Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur

Voor meer informatie: contacteer [email protected] 17/18

9. Reductie-oxidatie (Redox) reacties

9.1 Oxidatietrap (oxidatietoestand)

Inhoud:

Oxidatietrap (oxidatietoestand) van een element in een verbinding kunnen bepalen; weten in

welke gevallen de oxidatietrap -2 is voor het zuurstofelement, de oxidatietrap +1 is voor het

waterelement, en weten wanneer dit niet het geval is; inzien dat wijziging van oxidatietrap van

atomen duidt op een redox reactie; uit stijging/daling van de oxidatietrap van een element in een

structuureenheid kunnen afleiden welk atoom in een structuureenheid geoxideerd/gereduceerd

wordt.

Voorbeeldopgave:

- Bepaal de oxidatietrap van alle atomen in volgende structuureenheden:

O2, Na, H2SO4, Na2C2O4 (natriumoxalaat), 24SO - , 4MnO- , 2

2 7Cr O - , Al3+, H2O2, NaBH4.

9.2 Redox halfreacties

Inhoud:

De oxidatie en reductie van een element in een redoxreactie komen elk overeen met een

overeenkomstige redox halfreactie.

Redox halfreacties correct kunnen opstellen met volledige atomen en ladingenbalans; oxidator en

reductor van redoxparen in redox halfreacties kunnen herkennen op basis van

elektronenoverdracht.

Voorbeeldopgaven:

- In welke van onderstaande redoxparen wordt S geoxideerd bij de omzetting naar de

structuureenheid rechts ? Geef uitleg in beide gevallen aan de hand van de oxidatietrap van S.

1) S/H2S

2) S/H2SO4

9.3 Redox reactievergelijkingen

Inhoud:

Opstellen en in balans brengen van redox reactievergelijkingen op basis van de samenstellende

redox halfreacties. Hierbij voorkeur geven aan een methode die geen expliciet gebruik maakt van

oxidatietrappen.

Page 18: Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba ......Aanbevolen voorkennis Chemie voor 1 Ba Ingenieurswetenschappen: Architectuur Onderstaand overzicht geeft in grote lijnen weer welke kennis

Voorkennis chemie voor 1ste Bachelor Ingenieurswetenschappen: Architectuur

Voor meer informatie: contacteer [email protected] 18/18

Voorbeeldopgaven:

- Breng beide reactievergelijkingen hieronder in balans. Welke van onderstaande reacties in

waterig midden is een redoxreactie ? Leg uit waarom. In het geval van de redoxreacties, breng

deze in balans door gebruik te maken van de overeenkomstige redox halfreacties.

Cr(OH)3 + OH- 2CrO- + H2O

I2 + K KI (feitelijk K+I-)

- Breng de redox reactievergelijkingen hieronder in balans, bij voorkeur door gebruik te maken van

redox halfreacties.

FeO + C Fe + CO2

HNO3 + Zn H2 + Zn(NO3)2

4MnO- + H+ + Fe Mn2+

+ Fe2+ + H2