Examen Chemie: Hoofdstuk 1: Mengsels en zuivere stoffen uit je leefwereld: 1. Wat is chemie? 1.1 Waar de chemicus zich mee bezighoudt

Examen Chemie: Hoofdstuk 1: Mengsels en zuivere stoffen uit je leefwereld: 1. Wat is chemie? 1.1 Waar de chemicus zich mee bezighoudt. Natuurwetenschappen (+ studieterrein): natuurkundigen (fysici) (verschijnselen waarbij aard van de stof niet veranderd), biologen (alles wat leeft), sterrenkundigen of astronomen (hemellichamen), geologen (gesteenten) en chemici (er ontstaan nieuwe stoffen).

1.2 Chemie staat niet alleen. Definitie: Het studiegebied van de natuurwetenschappen waarin samenstelling, bouw en eigenschappen van de materie en veranderingen ervan bestudeerd worden. Aantasting ozonlaag, broeikaseffect en zure neerslag → Europees Protocol.

2. Materie, voorwerpen, materialen of stoffen. Voorwerpseigenschappen ↔ stofeigenschappen.  Lengte  Vorm  Massa

 Kleur  Geleiding  Massadichtheid  Smaak

Materie → alles wat massa heeft (levend en levenloze). Voorwerpen → dingen met vorm, volume en massa. Eenzelfde voorwerp → verschillende materialen. Uit 1 soort materiaal → meerdere voorwerpen. In chemie → stoffen → gekenmerkt door eigenschappen: breek-, vervorm-, smelt- en brandbaarheid, doorzichtigheid en massadichtheid → stofeigenschappen.

3. Stoffen onderzoeken. 3.1 Methoden. De eigenschappen van de te onderzoeken stof bepalen de onderzoeksmethode.

3.2 Stofeigenschappen. A. Direct waarneembare stofeigenschappen. Aggregatietoestand: vast – vloeibaar – gas. LPG (liquid petroleum gas): vloeibaar gas onder druk → brandstof. Uitzicht: glans, viscositeit (stroperigheid). Smaak en geur: voedingsstoffen → proeven en/of ruiken. Gehoor: tin krakend geluid bij plooien.

B. Meetbare stofeigenschappen. Hardheid: weerstand stof tegen krassen. ↳ Hardheidschaal van Mohs. Massadichtheid: = massa : volume (gram : cm³ ) Kook- en smelttemperatuur: kooktemperatuur = temperatuur stof kookt Smelttemperatuur = temperatuur stof smelt Oplosbaarheid: verzadigde oplossing: hoeveelheid bereikt. Geleidingsvermogen voor warmte: metalen goed, glaswol slecht Geleidingsvermogen voor elektrische stroom: geleiders en isolatoren. Andere stofeigenschappen: warmtecapaciteit, brekingsindex, radioactiviteit, magnetische eigenschappen en brandbaarheid.

4. De materie: een mengsel van stoffen. Twee zuivere stoffen = mengsel → componenten. Oppervlaktewateren = ecosystemen. Biologische kwaliteit = de mate waarin leven in de waterloop mogelijk is. Voedingsstoffen in water = eutrofiëring.

4.1 Onderscheid tussen mengsels en zuivere stoffen. Samenvatting: een zuivere stof bestaat uit één stof en is gekenmerkt door welbepaalde fysische constanten zoals kook- en smelttemperatuur en massadichtheid. Een mengsel bestaat uit meerdere stoffen en kook- en smelttemperatuur en massadichtheid zijn afhankelijk van de procentuele samenstelling. Wanneer je chemie het woord stof gebruikt, bedoel je voortaan een zuivere stof. Smelttemperatuur daalt wanneer er een andere stof wordt in opgelost. Massadichtheid → concentratie → densimeter.

4.2 Soorten mengsels. Mengsels worden ingedeeld op basis van de grote van de deeltjes en de aggregatietoestand van de componenten. A. Heterogene mengsels.  Deeltjesgrootte groter dan 0,000.000.1 meter.  Je kunt nog 1 of meerdere bestandsdelen onderscheiden. Soorten:  Grove mengsels: Een heterogeen mengsel van verschillende vaste componenten. Zeezand, hoendergraan en kruidenmengsels.  Suspensies: een heterogeen mengsel van vaste deeltjes in een vloeistof. Chocomel.  Emulsies: een heterogeen mengsel van fijne vloeistofdeeltjes verspreid in een andere vloeistof. Vinaigrettesaus (olie en azijn).  Nevel: een heterogeen mengsel van fijne vloeistofdeeltjes verdeeld in een gas. Mist (waterdruppels in lucht).  Rook: een heterogeen mengsel van fijne vaste stofdeeltjes in een gas . Schouwrook (roet in de lucht).  Schuim: een heterogeen mengsel van een gas verdeeld in een vloeistof. Bijvoorbeeld: slagroom. B. Homogene mengsels (= oplossingen).  Deeltjesgrootte kleiner dan 0,000.000.000.1 meter.  Je kunt de verschillende bestandsdelen niet meer apart onderscheiden.  Legeringen ontstaan na metalen eerst vloeibaar te maken → emulsie. C. Colloïdale mengsels.  Deeltjesgrootte tussen de 0,000.000.1 meter en 0,000.000.000.1 meter

4.3 Zuivere stoffen halen uit mengsels. Scheidingstechnieken kennen en toepassen. Stofconstanten van de componenten. A. Mengsels van vaste stoffen.  Ziften: verschil in deeltjesgrootte.  Extractie: verschil in oplosbaarheid

B. Mengsels van vaste stoffen in een vloeistof. 1) Heterogeen (meestal grove mengsels en suspensies):  Filtratie: vb: krijt in water, waarvan krijt het residu is en water het filtraat.  Centrifugatie: stoffen met een verschillende massadichtheid. Stoffen met de grootste massadichtheid ondervinden de grootste middelpuntvliedende kracht en komen onderaan in het proefbuisje terecht.  Adsorptie (met actieve kool): vb gasmasker = de giftige stoffen worden geadsorbeerd aan de actieve kool van de filter zodat men de zuivere lucht kan inademen. 2) Homogeen:  Indampen of kristalliseren: vloeistof verdampen zodat de vaste stof op het kristalliseerschaaltje achterblijft.  Destilleren: oplossing van een vaste stof in een vloeistof waarin men beide componenten wenst te behouden. C. Mengsels van vloeistoffen.  Heterogeen: Scheiden met scheitrechter. Vb: ether en water. Massadichtheid van ether is kleiner dan de massadichtheid van water. Voor niet-mengbare vloeistoffen met een verschillende massadichtheid.  Homogeen: Destillatie → als de kookpunten van de vloeistoffen voldoende ver uit elkaar liggen. Wanneer destillatie herhaalde keren wordt overgedaan = gefractioneerde destillatie → meer zuiver toestand. D. Mengsels van een gas in een vloeistof. Door verwarming daalt de oplosbaarheid van een gas in een vloeistof. E. Mengsels van gassen.  Adsorptie: een van de gassen adsorberen aan een vaste stof of vloeistof.  Destillatie: na het vloeibaar gemaakt te hebben → vloeibaar mengsel scheiden door destillatie. F. Chromatografie:  De kleur die goed oplost en niet goed absorbeert komt bovenaan terecht.  De kleur die niet goed oplost en goed absorbeert komt onderaan terecht.  Verschillende relatieve affiniteit voor de twee fasen = elutie.

5. Zuivere stoffen. Een (chemisch) zuivere stof = stof met een aantal specifieke, constante stofeigenschappen. In de chemie, stoffen → de zuiverheid: zuiver – zeer zuiver – pro analyse – suprapur.

5.1 Stofeigenschappen p 27. De stofeigenschappen kan men gebruiken om stoffen te identificeren en om hun zuiverheidgraad te bepalen.

5.2 Uitzicht van de zuivere stoffen. Vorm Volume Samendrukbaarheid

Vast Eigen vorm Eigen volume Niet samendrukbaar

Vloeibaar Geen eigen vorm Eigen volume Niet samendrukbaar

Massadichtheid smelttemperatuur Diamant 3510 3350 Grafiet 2250 3652* * sublimeert: gaat rechtstreeks over van vast naar gas.

Gasvormig Geen eigen vorm Geen eigen volume Samendrukbaar

kooktemperatuur hardheidsgraad 4827 10 0,5 - 1

5.3 Indeling van de zuivere stoffen. A. Fysische en chemische verschijnselen. Fysisch verschijnsel is een verschijnsel waarbij de aard van de stof onveranderd blijft. Chemisch verschijnsel is een verschijnsel waarbij de aard van de stof fundamenteel veranderd: er ontstaan nieuwe stoffen. B. Samengestelde en enkelvoudige stoffen. Proef: verhitten van kwikoxide. analyse Kwikoxide → kwik + zuurstofgas ↓ ↓ Samengestelde zuivere stof. Enkelvoudige zuivere stof. ↓ ↓ Stof die je nog kunt ontleden. Stof die je op geen enkele manier kunt ontleden.

↓

↓ Mengsels ↓

↓

Heterogeen

homogeen

colloïdaal

Samenvatting: Materie Scheidingstechniek → fysisch verschijnsel

↓ Zuivere stof ↓

Samengestelde stof

↓

analyse → chemisch verschijnsel

Enkelvoudige stof

6. Stoffen kunnen gevaarlijk zijn. 6.1 Maatregelen. Overheid heeft een aantal maatregelen in verband met de gevaarlijke stoffen.

6.2 Indeling van de gevaarlijke stoffen. Ontplofbaar E

Deze stoffen kunnen ontploffen bij veranderingen.

Giftig T

Deze stof is schadelijk voor de gezondheid → dood

Oxiderend O

Deze stoffen kunnen brandbare stoffen doen ontbranden of brand bevorderen

Schadelijk/irriterend Deze stoffen X X schadelijk gezondheid → ontstekingen.

Ontvlambaar F

Deze stoffen kunnen gemakkelijk ontvlammen.

Corrosief C

Radioactief R

Deze stoffen zenden ioniserende straling uit.

Gevaarlijk voor het milieu N

Deze stoffen tasten zowel levende weefsels als materialen aan. Deze stoffen vormen een risico voor de natuur.

Hoofdstuk 2: Chemische elementen en stoffen:  Deelbaarheid van een stof. Verschillende manieren om stoffen in kleinere deeltjes te verdelen.

 Een deeltjesmodel voor stoffen. 2.1 Volumevermindering bij het mengen. Proef: 50 ml alcohol + 50 ml water → 98 ml mengsel. Verklaring: de kleinere waterdeeltjes vullen de open ruimte tussen de grotere alcoholdeeltjes op.

2.2 Aggregatietoestanden. Gasvormig ↓ desublimeren ↑ sublimeren Vast

↘ condenseren ↖ verdampen Vloeibaar ↙ stollen ↗ smelten

1. Vaste stof: deeltjes:  Dicht bij elkaar in een rooster.  Regelmatig geordend.  Sterke aantrekkingskracht. 2. Vloeistof: deeltjes:  Grotere beweeglijkheid.  Regelmatige rangschikking gaat verloren.  Zwakke aantrekkingskracht. 3. Gas: deeltjes:  Verder van elkaar.  Totale wanorde.  Vrij bewegen, geen aantrekkingskracht.

2.3 Kristalvorming. Dezelfde kristalvormen van één stofsoort kunnen ontstaan.

2.4 Diffusie. Diffusie is het verschijnsel waarbij twee stoffen zich geleidelijk en spontaan met elkaar vermengen. In koud water verspreidt de gekleurde vlek langzamer dan in warm water, omdat de deeltjes in warm water trillen en dus rapper kunnen verspreiden.

 Van atoom tot atoommodel. Definitie: atomen zijn de kleinst mogelijke deeltjes waaruit de stof is opgebouwd. Het zijn de bouwstenen van alle stoffen. - Aristoteles dacht dat de materie uit vier ‘elementaire’ bestandsdelen bestond: vuur, aarde, water en lucht. De materie als oneindig deelbaar, hij verwierp de atoomtheorie - Dalton:  De materie is opgebouwd uit kleine, ondeelbare deeltjes: de atomen.  Atomen kunnen niet vernietigd noch gemaakt worden.  Atomen van een bepaald element zijn onderling gelijk in vorm, volume en massa en totaal verschillend van atomen van alle andere elementen (atoomsoorten).  Hij stelde deze atomen voor als zeer klein, hard, vast en bolvormig.

4. Elementen.

Het symbool van een element → de 1ste letter een GEDRUKTE LETTER.

→ de 2de een geschreven letter.

Stofnamen. Atoomnummer. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 32. 33. 35. 36. 47. 48. 50. 51. 53. 54. 56. 78. 79. 80. 82. 86. 92. 94.

Symbool H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ge As Br Kr Ag Cd Sn Sb I Xe Ba Pt Au Hg Pb Rn U Pu

Naam Waterstof Helium Lithium Beryllium Boor Koolstof Stikstof Zuurstof Fluor Neon Natrium Magnesium Aluminium Silicium Fosfor Zwavel Chloor Argon Kalium Calcium Chroom Mangaan IJzer Kobalt Nikkel Koper Zink Germanium Arseen Broom Krypton Zilver Cadmium Tin Antimoon Jood Xenon Barium Platina Goud Kwik Lood Radon Uraan Plutonium

5. Moleculen. Twee of meer atomen onderling verbonden = molecule Moleculen in symbolen = formule 0₂ = 1 molecule zuurstofgas of dizuurstof. 3O₂ = 3 molecule zuurstofgas of dizuurstof. 3 = coëfficiënt (aantal moleculen) en ₂ = index (samenstelling molecule). CH₄ = 1 molecule methaan. H₂O = 1 molecule water. Ca (OH)₂ = calcium dihydroxide. 3H₂O = H₆O₃

6. Stoffen zijn opgebouwd uit atomen. 6.1 Enkelvoudige stoffen bestaan uit één atoomsoort. Atomen gegroepeerd volgens een regelmatig ordelijk patroon of rooster.

↳ kun je niet analyseren.

6.2 Samengestelde stoffen bevatten meerdere atoomsoorten. Kunnen opgebouwd zijn uit moleculen. Kan het beschouwen als een verzameling van identieke moleculen. Bij vaste stoffen zijn atomen gerangschikt in een groter geheel, een rooster waarbij de grenzen van een molecule niet af te bakenen zijn.

7. De symbolische schrijfwijze van stoffen.        

7.1 Enkelvoudige stoffen. Edelgassen: vb helium (He), neon (Ne), argon (Ar)  Bestaan uit afzonderlijke atomen.  Worden voorgesteld door een symbool Moleculen: vb zuurstofgas O₂  Gasvormige meestal opgebouwd uit diatomische moleculen. Rooster vb ijzer: Fe

7.2 Samengestelde stoffen. Molecule vb methaan CH₄, water H₂O. Rooster vb keukenzout: Na Cl Verhoudingsformule OH wordt tussen haken geschreven NH₃ = ammoniak

7.3 Opmerkingen. He:   

Een atoom He Het element He De stof He bestaande uit heliumatomen.

8. Naamgeving van stoffen. 8.1 Enkelvoudige stoffen leer p 42. Enkelvoudige stoffen opgebouwd uit afzonderlijke atomen of atoomgroeperingen (roosters) noemt men met de naam van het element. Naam van de stof = naam van het element. Enkelvoudige stoffen opgebouwd uit moleculen noemt men met de naam van het element, voorafgegaan door een voorvoegsel.

Naam van een stof = naam van het element voorafgegaan door een uit het Grieks afgeleid voorvoegsel dat het aantal atomen in een molecule aangeeft. 2 = di 3 = tri 4 = tetra 5 = penta 6 = hexa 7 = hepta 8 = octa Formule Systematische naam Triviale naam Dizuurstof Zuurstofgas O₂ Trizuurstof Ozon O₃ Distikstof Stikstofgas N₂ Dichloor Chloorgas Cl₂ Dibroom Broomgas Br₂ Tetrafosfor Witte fosfor P₄ Octazwavel Zwavel S₈

8.2 Samengestelde stoffen leer. Binaire verbindingen Naam van de stof = naam van het eerste element + stam van de Latijnse naam van het tweede element + uitgang –IDE De naam van de elementen laat men voorafgaan door een uit het Grieks afgeleid voorvoegsel dat het aantal atomen aangeeft. Mg Cl = magnesiumchloride. Al F₃ = aluminiumtrifluoride. Na₂O = dinatriumoxide. Fe₂S₃ = di-ijzertrisulfide. Ca₂N₃ = dicalciumtrinitride.

9. Indeling van de enkelvoudige stoffen. Aggregatietoestand Uitzicht Vervormbaarheid (plooi-, plet- en rekbaar) Geleidingsvermogen voor warmte Geleidingsvermogen voor elektriciteit

Metalen Vast Glanzend Goed Goed Goed

Niet-metalen Vast, vloeibaar, gasvormig Mat Bros Slecht Slecht

9.1 Edelgassen. Reageren zeer uitzonderlijk met andere stoffen = inert. Helium  Vulgas ballons  Mengsel met dizuurstof (20%) → kunstmatige atmosfeer voor duikers Neon  Vulgas neonlampen  Koelmiddel → andere gassen vloeibaar maken Argon  Vulgas in lampen Krypton  Beperkte toepassingen wegens hoge kostprijs Xenon  Elektrische ontladingbuizen (bacteriedodende lampen)  UV-lampen

Radon

 

Radioactief gas Geneeskunde: in naalden om plaatselijke bestralingstherapie toe te passen

9.2 Metalen. Niet inert. Legeringen. Edele metalen. Mineralen. Ertsen. Ganggesteenten. Metaal Eigenschappen Toepassingen Aluminium Zilverwit, licht, goed rek- en pletbaar  Foliën chemisch zeer bestendig door oxidelaag  Ramen en deuren Calcium Zilverwit, zacht, aan de lucht snel bedekt met  Belangrijke verbindingen een oxidelaag (kalkcement, beenderbestandsdeel) Goud Tamelijk zacht, zwaar, edel (weinig reactief)  Munten  Sieraden IJzer Grijs, glanzend, kan magnetisch gemaakt  Legeringen: gietijzer, worden staal Koper Rood, na zilver het best geleidend voor  Elektrotechniek elektrische stroom  Legeringen: brons, messing Kwik Vloeibaar (smelttemperatuur -39°C,  Thermometers, kooktemperatuur 357°C) tandtechniek (amalgamen of kwiklegeringen Lood Blauwachtig (aan de lucht: matblauw), geen  Buizen, kabels, glans, zwaar, zacht, gemakkelijk plet- en containers, platen van vervormbaar accu’s Magnesium Zilverwit, aan de lucht snel mat, licht  Vliegtuigbouw Natrium Zeer week, snijdbaar, lage smelttemperatuur  Belangrijke verbindingen (99°C) en kooktemperatuur (883°C), (keukenzout, soda, zepen) zilverglans indien vers gesneden, maar direct aangetast, aan de lucht ontvlambaar, reactief met water (wordt bewaard onder petroleum) Platina Grauwwit, glanzend, hard, zeer edel  Sieraden  Katalysator bij veel processen (auto) Zilver Karakteristieke glans, harder dan goud, beste  Munten, sieraden geleider voor elektrische stroom  Verbindingen in de fotografie Zink Grauwwit, met sterke glans die verdwijnt aan  Ijzeren voorwerpen de lucht, gemakkelijk smelt- en bewerkbaar worden vaak verzinkt, dakgoten, dakbedekking  Legering: messing

9.3 Niet-metalen. Enkelvoudige stof Dichloor

Eigenschappen Groengeel gas met onaangename geur, zeer reactief

Toepassingen  Desinfectiemiddel voor zwemwater  Bleekmiddel voor papier  Belangrijke grondstof voor synthese van onder meer PVC

Fosfor

Koolstof

Distikstof

Twee kristalvormen: Witte fosfor: ontvlamt spontaan aan de lucht met vorming van een witte rook van P₂O₅, smelt bij 44°C Rode fosfor: niet zelfontvlambaar, niet giftig, veel hogere kooktemperatuur Meerdere kristalvormen: grafiet, diamant Kleur- en reukloos gas, weinig reactief, in lucht (78%), destillatie vloeibare lucht



Bestandsdeel van wrijfvlak van luciferdoosjes

   

Potlood (grafiet) Sieraden (diamant) Boorkoppen (diamant) Bereiding van stikstofverbindingen zoals ammoniak Belangrijk voor de productie van kunstmest Knalgas: vloeibaar = raketbrandstof vulgas zeppelin vroeger

 Diwaterstof

Dizuurstof Zwavel

Kleur- en reukloos gas, lichtste van alle gassen, zeer brandbaar (mengsel met dizuurstof is explosief) Kleur- en reukloos gas, 21 % in lucht Smaak- en reukloze vaste stof, geel, bros, twee kristalvormen: enkelvoudige stof in vulkanische gesteenten, bijproduct van de raffinage van aardolie



 

Beademing patiënten met ademhalingsmoeilijkheden Wordt verwerkt tot zwavelzuur

10. Veiligheidsvoorschriften. R-zinnen. Risk.

S-zinnen Security.

A-zinnen. Abfall.