Hoofdstuk 1, Mengen, scheiden en reageren

Scheikunde hoofdstuk 1. Mengen, scheiden en reageren 1.1 Mengels en zuivere stoffen mengsels > Een mengsel bestaat uit verschillende stoffen. > Een zuivere stof is één stof, dus geen mengsel. Als je een vaste stof en een vloeistof mengt, kan een oplossing ontstaan. Bijv. zout in water. (helder) Als je een vaste stof en een vloeistof mengt, kan ook een suspensie ontstaan. Bijv. klei in water (troeblel) Als je twee vloeistoffen samenvoegt, kan er een oplossing ontstaan. Bijv. Alcohol en water (helder) Als je twee vloeistoffen samenvoegt, kan er ook een emulsie ontstaan. Bijv Olie en water. > Een zuivere stof bestaat uit één soort moleculen > Een mengsel bestaat uit twee of meer soorten moleculen
scheiden

Een vaste stof opgelosf in een vloeistof kun je terug krijgen door indampen. Het oplosmiddel verdwijnt door dat het verdampt, het residu hou je dan over. Deze methode berust op verschil in kookpunt. Het winnen van zout uit zeewater gebeurt ook door indampen. Een mengsel van vloeistoffen kun je scheiden door te destilleren. Ook deze methode berust op verschil in kookpunt. Dit wordt toegepast bij de productie van whisky. Een suspensie kun je scheiden door bezinken. De deeltjes van de vaste stof zakken dan naar de bodem; er ontstaat dan een bezinksel. De vloeistof kan worden afgeschonken. Deze methode berust op een verschil in dichtheid. Een suspensie kun je ook scheiden door filtreren. Hierbij loopt de vloeistof door de poriën van een filter. De vaste stof blijft op het filter achter. Filtreren is gebaseerd op een verschil in deeltjesgrote. Bezinken en filtreren wordt toegepast bij de bereiding van drinkwater en de zuivering van afvalwater. Bij een gewone filtratie zijn watermolceulen en de opgeloste deeltjes kleiner dan de poriën van het filter; ze paseren het filter. Bij hyperfiltratie of membraanscheiding zijn de poriën van het filter zo klein dat alleen watermoleculen het membraan kunnen passeren. Hyperfiltratie wordt onder grote druk uitgevoerd. Adsorptie wordt toegepast om kleine hoeveelheden kleurstof uit een oplossing te verwijderen. Bijvoorbeeld spiritus kun je ontkleuren door de schudden met norit. Extractie wordt toegepast bij mengsels van vaste stoffen. Het mengsel wordt in contact gebracht met een vloeistof; sommige stoffen lossen in die vloeistof op, andere niet. Thee- en koffie zijn voorbeelden van extractie, na extractie wordt bijna altijd gefiltreerd. Vaste, oplosbare stoffen kunnen door uitkristalliseren worden gezuiverd. Deze scheidingsmethode berust op het feit dat er meer vaste stof in water oplost bij een hogere temperatuur dan bij een lagere temperatuur. Wanneer je een verontreinigde vaste stof in warm water oplost en de oplossing vervolgens laat afkoelen, kristalliseert de vaste stof uit. Verontreinigingen blijven in de oplossing achter. Bij centrifugeren gebruik je een snel draaiend vat. Het kan op twee manieren: 1) Een gesloten vat of 2) een vat met gaatjes in de wand. In beide gevallen worden alle deeltjes door de middepuntvliedende kracht naar buiten geslingerd. In een gesloten vat berust de scheiding op een verschil in dichtheid; de deeltjes met de grootste dichtheid vind je na afloop op de bodem. Wanneer het vat of trommel gaatjes bevat werkt de centrifuge als filter. Bijvoorbeeld bij het drogen van wasgoed. Een scheidingsmethode heft een bepaald rendement
Rendement= verkregen hoeveelheid stof . x 100% Totale hoeveelheid van de stof in het mengsel 1.2 Verbindingen en elementen reactie > Scheikundige reactie: beginstoffen -> reactieproducten
ontleden > Ontledingsreactie: één beginstof -> twee of meer reactieproducten
ontleden kan op die manieren: 1) thermolyse: ontleding door middel van warmte. Bijvoorbeeld als je suiker sterk verhit dan ontstaan caramel en water. 2) elektrolyse: ontleding door middel van elektrische stroom. Bij de elektrolyse van water ontstaan waterstof en zuurstof. 3) fotolyse: ontleding door middel van licht. Een belangrijke toepassing van fotolyse vind je in de fotografie. Zilverchloride is een witte vaste stof; bij de ontleding ontstaan chloor en violet-grijs zilver. Synthese
Het omgekeerde van een ontleding heet synthese. Er kan ook meer dan één reactieproduct ontstaan, de producten die ontstaan naast het gewenste product noem je dan bijproducten. Verbranding
Verbranden is reageren met zuurstof. Als een niet-ontleedbare stof reageert met zuurstof dan ontstaat het oxide van die stof. Koolstofdioxide is kleurloos, je kunt dit aantonen met kalkwater. Door de reactie met kolstofdioxide wordt de vloeistof wit. Met wit kopersulfaat kun je water aantonen. > Een reagens is een stof waarmee je een andere stof aantoont. Kalkwater is een reagens op koolstofdioxide, wit kopersulfaat is een reageert op water. Atomen
Moleculen zijn opgebouwd uit atomen. Dalton had de atoomtheorie: a) Moleculen zijn opgebouwd uit atomen

b) Atomen zijn ondeelbaar en onvernietigbaar
c) Als de molceulen van een stof zijn opgebouwd uit één soort atomen, is de stof een niet-ontleedbare stof
d) Als de moleculen van een stof zijn opgebouwd uit verschillende atomen, is de stof een ontleedbare stof. Niet ontleedbare stoffen noem je elementen. Ontleedbare stoffen noem je verbindingen. Scheikundige symbolen
De elementen zijn verdeeld in twee groepen: metalen en niet-metalen. Formules
In de scheikunde kun je zuivere stoffen weergeven met formules waarbij je let op de samenstelling van de moleculen. Achter de stof kun je de toestandsaanduiding zetten: (s) van solid; vast (l) van liquid; vloeibaar (g) van gaseous; gasvormig (aq) van aqua; opgelost in water
Reactievergelijkingen
Een scheikundige reactie kun je weergeven met een reactieschema. Een reactievergelijking maak je door: * de namen van stoffen de vervangen door formules * het aantal atomen van elke atoomsoort voor en na de reactie gelijk te maken. Namen van verbindingen met twee atoomsoorten
De naam van de tweede atoomsoor heeft altijd het achtervoegsel –ide. Bijvoorbeeld chloride. Voorvoegsels gebruik je alleen bij het tweede atoom. Aantal atomen Telwoord
1 mono
2 di
3 tri
4 tetra
5 penta
6 hexa 1.3 Behoudswetten Massabehoud > Wet van behoud van massa: de totale massa van de stoffen voor het proces is gelijk aan de massa van de stoffen na het proces. Elementbehoud > Wet van elementbehoud: de massa van een element voor het proces is gelijk aan de massa van dat element na het proces. Energiebehoud > Wet van behoud van energie: de totale energie voor een proces is gelijk aan de totale energie na het proces. > Een exotherme reactie is een reactie waarbij er energie uit de stoffen vrijkomt. Een endotherme reactie is een reactie waarbij er energie in de stoffen wordt opgeslagen. De koolstofkringloop
Bij het ademen nemen mensen en dieren zuurstof uit de lucht op. Daarmee worden voedingsstoffen, zoals vetten en koolhydraten verbrand. Hier bij ontstaan koolstofdioxide en water: Voedinsstof + zuurstof  koolstofdioxide + water

Dit proces wordt dissimilatie genoemd. Er komt energie vrij in een andere vorm dan warmte. Daarom is het een exotherme reactie. Planten kunnen koolstofdioxide en water omzetten in glucose: Koolstofdioxide + water  glucose + zuurstof
Dit proces heet assimilatie en het is een endotherme reactie. De stikstofkringloop
Stikstof is een van de bouwstenen van eiwitten, samen met C, H en O. Planten produceren eiwitten en hebben daarvoor N nodig. Ze kunnen geen N uit de lucht opnemen. Ze nemen stikstofverbindingen op die opgelost zijn in bodemwater: stikstofmeststoffen of N-meststoffen. Het omzetten van stikstof uit de lucht tot N-meststoffen noem je stikstofbinding. Planten kunnen dit niet, maar in de grond zijn wel bacteriën die het kunnen. In een stikstofbindingsbedrijf wordt stikstof uit de lucht met waterstof omgezet in ammoniak, NH3. Naast stikstof zijn ook fosfor en kalium belangrijk voor planeten. Meststoffen die deze drie atoomstoffen bevatten noem je NPK-meststoffen. 1.4 Significante cijfers > Significante cijfers zijn cijfers die betekenis hebben. > Bij vermenigvuldigen en delen van meetwaarden is het aantal significante cijfers van de uitkomst gelijk aan het kleinste aantal significante cijfers waarmee de berekening is uitgevoerd. > Bij optellen en aftrekken is het aantal cijfers ahter de komma van de uitkomst gelijk aan het kleinste aantal cijfers achter de komma waarmee de berekning is uitgevoerd. 1.5 Massa, volume en dichtheid Massa
Het gewicht wordt bepaald door de aantrekking van de aarde. Maar de hoeveelheid massa blijft altijd hetzelfde. De officiële eenheid voor massa is kg. Volume
Het volume is de ruimte die de stof inneemt. Dichtheid
Dichtheid is een stofeigenschap. Massa en volume zijn dat niet. Dichtheid = massa/volume 1.6 Gehalten Een gehalte is iets in een stof, hoeveel dat zeg maar voorkomt. percentage
Massapercentage = massa deel/massa geheel x 100% Volumepercentage= volume deel/volume deel x 100% Procent betekent letterlijk per honderd. Ppm
Ppm betekent parts per million. Massa ppm= massa deel/massa geheel x 106 ppm

Volume ppm= volume deel/volume geheel x 106 ppm
Toxicologie
De toxicologie is de leer van de vergiften. De mate waarin een stof giftig is, noem je toxiciteit. Een actute vergiftiging treedt plotseling op. Een chronische vergiftiging is langzaam en verloopt sluipend. Om richtlijnen te stellen voor de blootstelling aan schadelijke stoffen heeft men de ADI-waarde ontwikkeld. ADI staat voor Aanvaardbare Dagelijkse Inname. Mac-waarde
De MAC-waarde van een stof is de Maximaal Aanvaardbare Concentratie waaraan iemand zijn leven lang gedurende een werkdag van 8 uur blootgesteld mag worden zonder dat dit schadelijke gevolgen heeft
Mutagene en carcinogene stoffen
Stoffen die in het lichaam een verandering in het DNA te weet brengen noem je mutagene stoffen. Als ze ook nog kanker veroorzaken, noem je ze carcinogene stoffen.