Scheikunde Hoofdstuk 6
Twee soorten bindingen bij moleculaire stoffen:
- atoombinding (binding in moleculen, tussen atomen)
- vanderwaalsbinding (binding tussen moleculen)
De grootte van de vanderwaalsbinding zegt iets over de hoogte van het smelt- en kookpunt van de stof.
Bij atoombinding houdt gemeenschappelijk electronenpaar de twee positieve atoomresten bij elkaar. Als molecuul
uit twee gelijke atomen bestaat, houdt het gemeenschappelijk electronenpaar de twee atoomresten precies even sterk bij elkaar. Bij twee verschillende niet-metaalatomen, trekt ene atoom harder aan electronenpaar dan andere atoom. Electronennegativiteit: grootte van aantrekkende kracht bij electronenpaar. Polaire atoombinding: als het gemeenschappelijk electronenpaar wat meer bij het ene atoom dan bij het andere atoom hoort. Grootte van plaatselijke ladingen in molecuul aangeven met delta- en delta+. Bij polaire atoombinding --> molecuul een asymmetrische ladingsverdeling. Dipool-molecuul/ dipool: een molecuul met twee elektrische polen, maar in zijn geheel neutraal. Polaire atoombinding --> overgang van zuivere atoombinding naar ionbinding. Cl : Cl ƒÔƒnƒyH : ClƒÔƒ{ Na+ :Cl - Polaire stoffen: stoffen die uit dipoolmoleculen bestaan. Apolaire stoffen: stoffen die niet uit dipoolmoleculen bestaan. Water is een polaire stof. De hoek tussen H-O-H is ongeveer 105 graden. Polaire stoffen bestaan uit dipoolmoleculen. De vanderwaalsbinding tussen dipoolmoleculen is groot. Hierdoor is
het smelt- en kookpunt van een polaire stof in het algemeen hoger dan van een apolaire stof. Uitbreiding van systematische namen in koolstofverbindingen: -OH groep en de -NH2 groep. Bij -OH groep --> 'ol'. Bij -NH2 groep --> 'amine'. Waterstofbruggen/ H bruggen: het h atoom van de OH of NH groep van het ene molecuul vormt een soort brug met
het O of N atoom van een naburig molecuul.
Waterstofbruggen treden op tussen moleculen met een OH of NH groep. Maar ook tussen H-F moleculen.
Sterkte waterstofbrug is ongeveer 10% van een atoom- of ionbinding.
Sommige stoffen mengen wel met water, andere niet. Stoffen mengen alleen met water als er met de moleculen van
de stof nieuwe waterstofbruggen kunnen worden gemaakt, want de waterstofbruggen moeten eerst verbroken worden
om te kunnen mengen. Bij stoffen die zowel een OH groep, als een alkylgroep hebben, kunnen wel mengen met water, want de OH groep kan
nieuwe waterstofbruggen vormen, maar de mengbaarheid neemt af naarmate de alkylgroep groter is. Dat komt omdat
er meer waterstofbruggen tussen de watermoleculen verbroken moeten worden, dan er nieuwe ontstaan. Stoffen waarbij tussen de moleculen alleen vanderwaalsbindingen heersen, zijn in het algemeen onderling goed mengbaar. Hydrofiel (waterminnend): stoffen die goed met water mengen. Hydrofoob (watervrezend): stoffen die niet met water mengen. Hydratatie: omhulling van ionen met watermoleculen. Als een zout in water oplost, worden vrije ionen door watermoleculen omringd. We spreken van hydratatie. --> verklaart waarom een koperchloride-oplossing in water een andere kleur heeft dan een oplossing van koperchloride
in ethanol. De soort moleculen die de ionen omringt, is hiervoor verantwoordlijk. Kristalwater: als het kristalrooster van het zout watermoleculen bevat. Hydraten: zouten die kristalwater bevatten. Door vaste stof te verwarmen, verliest het zout zijn kristalwater. Hierbij kunnen de eigenschappen van de vaste stof, zoals kleur of hardheid, aanzienlijk veranderen. Voorbeeld naam en formule van een hydraat: blauw kopersulfaat kopersulfaatpentahydraat : CuSO4.5H2O (s) kristalsoda natriumcarbonaatdecahydraat: Na2CO3.10H2O (s) hard gips calciumsulfaatdihydraat: CaSO4.2H2O (s) Zepen zijn zouten, die meestal bestaan uit Na+ of K+ ionen en stearaationen. De formule van stearaat is: C17H35COO-. Waswerking van zeep: stearaation bevat geladen 'kop' en lange koolwaterstofstaart. De kop is hydrofiel en wordt gehydrateerd
in het water, maar de staart is hydrofoob en zit boven het water, anders moeten er veel waterstofbruggen worden verbroken. De stearaationen zitten aan het wateroppervlak --> zo weinig mogelijk waterstofbruggen verbroken. Als het wateroppervlak
vol is, vormen de stearaationen micellen: apolaire staarten naar elkaar toegekeerd en de ionkoppen steken naar buiten
en vormen waterstofbruggen met water. In het water kleine apolaire gebiedjes. Vuildeeltjes bestaan uit apolaire stoffen --> lossen slecht op in water. Met zeep kan apolair vuildeeltje in apolaire gebiedje
van micel komen en zo oplossen. --> micellen met vuildeeltjes worden met spoelwater weggevoerd. Zeepwater krachtig schudden --> micellen vullen zich met lucht. Lucht stijgt op, maar ionkoppen aan oppervlak houden micellen
met lucht tegen = zeepbel. Veel zeepbellen samen = schuim. Synthetische zepen: zepen die van grondstoffen uit aardolie-industrie zijn gemaakt. Detergens: algemene term voor een grensvlak-actieve stof. (Zeep heeft invloed op de grensvlakspanning van water. Waspoeders en afwasmiddelen bevatten detergentia) Hard water: water dat veel Ca2+ ionen bevat. Zacht water: water dat geen of zeer weinig Ca2+ ionen bevat. Men noemt water hard omdat het een hard (stroef) gevoel aan je handen geeft, als je met zeep je handen wast. Eenheid van hardheid van water: Duitse Hardheidsgraad met als symbool graden D of DH. 1,0 graden D betekent dat per liter water 7,1 mg Ca2+ is opgelost. Naast positieve calciumionen moet hard water ook negatieve ionen bevatten: vaak chloride-ion en het
waterstofcarbonaation, HCO3-.
Als in het water opgelost koolstofdioxide voorkomt, reageert het calciumcarbonaat daarmee. Er ontstaat dan een oplossing van
calciumwaterstofcarbonaat, Ca(HCO3)2. CaCO3 (s) + H2O (l) + CO2 (aq) „³ Ca2+ (aq) + 2 HCO3- (aq) Belangrijke reactievergelijking!!! Bij hogere temperatuur treedt in hard water als ook waterstofcarbonaat aanwezig is, een reactie op waarbij calciumcarbonaat neerslaat en koolstofdioxide ontwijkt: Ca 2+ (aq) + 2 HCO3 (aq) „³ T > 80 C „³ CaCO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g) Calciumionen verdwijnen uit de oplossing, water is minder hard. Als je hard water gebruikt is de vorming van calciumcarbonaat nadelig want hiervan verkalken ketels, verwarmingsspiralen in wasmachines en koffiezetapparaten. In hard water vormt zeep een neerslag en schuimt het water niet meer. Bepalen van hardheid „³ zeep toevoegen „³ geen schuim „³ hard water. Schuimgetal: het aantal ml zeepoplossing dat nodig is om schuim te laten ontstaan. Zeolieten kunnen calciumionen uit hard water verwisselen voor natriumionen. Ionenwisselaar: korreltjes kunsthars met natriumionen. reactievergelijking: Na+ + Ca2+ (aq) „³ Ca2+ + 2Na+ (aq) Na+ Regenereren: het opnieuw bruikbaar maken van de ionenwisselaar.
uit twee gelijke atomen bestaat, houdt het gemeenschappelijk electronenpaar de twee atoomresten precies even sterk bij elkaar. Bij twee verschillende niet-metaalatomen, trekt ene atoom harder aan electronenpaar dan andere atoom. Electronennegativiteit: grootte van aantrekkende kracht bij electronenpaar. Polaire atoombinding: als het gemeenschappelijk electronenpaar wat meer bij het ene atoom dan bij het andere atoom hoort. Grootte van plaatselijke ladingen in molecuul aangeven met delta- en delta+. Bij polaire atoombinding --> molecuul een asymmetrische ladingsverdeling. Dipool-molecuul/ dipool: een molecuul met twee elektrische polen, maar in zijn geheel neutraal. Polaire atoombinding --> overgang van zuivere atoombinding naar ionbinding. Cl : Cl ƒÔƒnƒyH : ClƒÔƒ{ Na+ :Cl - Polaire stoffen: stoffen die uit dipoolmoleculen bestaan. Apolaire stoffen: stoffen die niet uit dipoolmoleculen bestaan. Water is een polaire stof. De hoek tussen H-O-H is ongeveer 105 graden. Polaire stoffen bestaan uit dipoolmoleculen. De vanderwaalsbinding tussen dipoolmoleculen is groot. Hierdoor is
het smelt- en kookpunt van een polaire stof in het algemeen hoger dan van een apolaire stof. Uitbreiding van systematische namen in koolstofverbindingen: -OH groep en de -NH2 groep. Bij -OH groep --> 'ol'. Bij -NH2 groep --> 'amine'. Waterstofbruggen/ H bruggen: het h atoom van de OH of NH groep van het ene molecuul vormt een soort brug met
de stof nieuwe waterstofbruggen kunnen worden gemaakt, want de waterstofbruggen moeten eerst verbroken worden
om te kunnen mengen. Bij stoffen die zowel een OH groep, als een alkylgroep hebben, kunnen wel mengen met water, want de OH groep kan
nieuwe waterstofbruggen vormen, maar de mengbaarheid neemt af naarmate de alkylgroep groter is. Dat komt omdat
er meer waterstofbruggen tussen de watermoleculen verbroken moeten worden, dan er nieuwe ontstaan. Stoffen waarbij tussen de moleculen alleen vanderwaalsbindingen heersen, zijn in het algemeen onderling goed mengbaar. Hydrofiel (waterminnend): stoffen die goed met water mengen. Hydrofoob (watervrezend): stoffen die niet met water mengen. Hydratatie: omhulling van ionen met watermoleculen. Als een zout in water oplost, worden vrije ionen door watermoleculen omringd. We spreken van hydratatie. --> verklaart waarom een koperchloride-oplossing in water een andere kleur heeft dan een oplossing van koperchloride
in ethanol. De soort moleculen die de ionen omringt, is hiervoor verantwoordlijk. Kristalwater: als het kristalrooster van het zout watermoleculen bevat. Hydraten: zouten die kristalwater bevatten. Door vaste stof te verwarmen, verliest het zout zijn kristalwater. Hierbij kunnen de eigenschappen van de vaste stof, zoals kleur of hardheid, aanzienlijk veranderen. Voorbeeld naam en formule van een hydraat: blauw kopersulfaat kopersulfaatpentahydraat : CuSO4.5H2O (s) kristalsoda natriumcarbonaatdecahydraat: Na2CO3.10H2O (s) hard gips calciumsulfaatdihydraat: CaSO4.2H2O (s) Zepen zijn zouten, die meestal bestaan uit Na+ of K+ ionen en stearaationen. De formule van stearaat is: C17H35COO-. Waswerking van zeep: stearaation bevat geladen 'kop' en lange koolwaterstofstaart. De kop is hydrofiel en wordt gehydrateerd
in het water, maar de staart is hydrofoob en zit boven het water, anders moeten er veel waterstofbruggen worden verbroken. De stearaationen zitten aan het wateroppervlak --> zo weinig mogelijk waterstofbruggen verbroken. Als het wateroppervlak
vol is, vormen de stearaationen micellen: apolaire staarten naar elkaar toegekeerd en de ionkoppen steken naar buiten
en vormen waterstofbruggen met water. In het water kleine apolaire gebiedjes. Vuildeeltjes bestaan uit apolaire stoffen --> lossen slecht op in water. Met zeep kan apolair vuildeeltje in apolaire gebiedje
van micel komen en zo oplossen. --> micellen met vuildeeltjes worden met spoelwater weggevoerd. Zeepwater krachtig schudden --> micellen vullen zich met lucht. Lucht stijgt op, maar ionkoppen aan oppervlak houden micellen
met lucht tegen = zeepbel. Veel zeepbellen samen = schuim. Synthetische zepen: zepen die van grondstoffen uit aardolie-industrie zijn gemaakt. Detergens: algemene term voor een grensvlak-actieve stof. (Zeep heeft invloed op de grensvlakspanning van water. Waspoeders en afwasmiddelen bevatten detergentia) Hard water: water dat veel Ca2+ ionen bevat. Zacht water: water dat geen of zeer weinig Ca2+ ionen bevat. Men noemt water hard omdat het een hard (stroef) gevoel aan je handen geeft, als je met zeep je handen wast. Eenheid van hardheid van water: Duitse Hardheidsgraad met als symbool graden D of DH. 1,0 graden D betekent dat per liter water 7,1 mg Ca2+ is opgelost. Naast positieve calciumionen moet hard water ook negatieve ionen bevatten: vaak chloride-ion en het
calciumwaterstofcarbonaat, Ca(HCO3)2. CaCO3 (s) + H2O (l) + CO2 (aq) „³ Ca2+ (aq) + 2 HCO3- (aq) Belangrijke reactievergelijking!!! Bij hogere temperatuur treedt in hard water als ook waterstofcarbonaat aanwezig is, een reactie op waarbij calciumcarbonaat neerslaat en koolstofdioxide ontwijkt: Ca 2+ (aq) + 2 HCO3 (aq) „³ T > 80 C „³ CaCO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g) Calciumionen verdwijnen uit de oplossing, water is minder hard. Als je hard water gebruikt is de vorming van calciumcarbonaat nadelig want hiervan verkalken ketels, verwarmingsspiralen in wasmachines en koffiezetapparaten. In hard water vormt zeep een neerslag en schuimt het water niet meer. Bepalen van hardheid „³ zeep toevoegen „³ geen schuim „³ hard water. Schuimgetal: het aantal ml zeepoplossing dat nodig is om schuim te laten ontstaan. Zeolieten kunnen calciumionen uit hard water verwisselen voor natriumionen. Ionenwisselaar: korreltjes kunsthars met natriumionen. reactievergelijking: Na+ + Ca2+ (aq) „³ Ca2+ + 2Na+ (aq) Na+ Regenereren: het opnieuw bruikbaar maken van de ionenwisselaar.
REACTIES
:name
:name
:comment
1 seconde geleden