Hoofdstuk 1 en 2, Paragraaf 1, 2 en 3

Scheikunde..    Hfst 1 & 2.1 , 2.2 , 2.3
1.1    Mengsels en zuivere stoffen

Mengsels
-    Een mengsel bestaat uit verschillende stoffen.
-    Een mengsel bestaat uit 2 of meer soorten moleculen.

Zuivere stof
-    Een zuivere stof is één stof, dus geen mengsel.
-    Een zuivere stof bestaat uit één soort moleculen.

•    Als je een  vaste stof en een vloeistof mengt, kan er een oplossing(helder) of een suspensie (troebel) ontstaan.
•    Als je twee vloeistoffen samenvoegt, kan er een oplossing(helder) of een emulsie(toebel) ontstaan.

•    Als er een oplossing ontstaat, noem je de vloeistoffen mengbaar met elkaar.
•    Een emulsie en een suspensie ontmengen weer vanzelf
•    Door een emulgator toe tevoegen bij een emulsie blijft het bij elkaar

Scheiden

Zuivere stoffen scheiden
Vaste stof die is opgelost in een vloeistof krijg je terug door indampen        -verschil in kookpunt
-    Indampen        Oplosmiddel verdampt           
o    Residu blijf over

Een mengsel van vloeistoffen kun je scheiden door te destilleren            -verschil in kookpunt
-    Destilleren        Hoe hoger het kookpunt hoe meer er verdampt
o    Residu blijft over

Suspensies scheiden
Een suspensie kun je terug krijgen door bezinken                -verschil in dichtheid
-    Bezinken            Deeltjes van een vaste stof zakken naar beneden
o    Bezinksel blijft over


Een suspensie kun je terug krijgen door Filtreren                -verschil in deeltjesgrootte
-    Filtreren            Vloeistof loopt door de poriën van een filter       

o    Vaste stof die blijft heet Residu
o    Doorgelopen vloeistof heet het filtraat

Kleurstof uit een oplossing verwijderen
Kleuren kun je uit een oplosssing verwijderen door er adsorpsie aan toe te passen   
-    Adsorptie        Door een stof toe te voegen verdwijnt de kleur.   
o    Kleuren verdwijnen heet Adsorptie

Kleuren loslaten door het in een vloeistof te laten noem je Extractie.
-    Extractie            Door een mengsel in contact te brengen met een vloeistof laat de extractie los
o    Kleuren laten los heet Extraxtie

    Rendement =    Verkregen hoeveelheid stof                   x   100 %
Totale hoeveelheid verkregen stof in het mengsel

1.2    Verbindingen en elementen
Als je stoffen mengt of scheidt, verandert er niets aan de moleculen van de stoffen.

Bij een scheikundige of chemische reactie veranderen de moleculen wel,  sommige stoffen verdwijnen en er ontstaan anderen.

Reacties
-    Scheikundige reactie :    Beginstof(fen)            reactieproduct(en)

Ontleding
-    Ontledingsreactie:        één beginstof            twee of meerdere reactieproducten

o    Ontleden kan op 3 manieren
    Thermolyse        ontleding door middel van warmte
    Elektrolyse        ontleding door middel van elektrische stoom
    Fotolyse            ontleding door middel van licht

Synthese
-    Synthese:        twee of meer beginstoffen         reactieproduct(en)
o    Stikstof    + Waterstof            Ammoniak
o    Koolstof dioxide +    Water            Glucose + Zuurstof

Verbranding
-    Verbranden is reageren met zuurstof.     Als een niet-ontleedbare stof reageert met zuurstof ontstaat er een oxide

o    Koolstof + Zuurstof        Koolstofdioxide
o    Waterstof + Zuurstof        Water

    Een reagens is een stof waarmee je een andere stof aantoont.

-    Atomen
o    moleculen zijn gevormd uit atomen
o    atomen zijn ondeelbaar en onvernietigbaar
o    als de moleculen van een stof zijn opgebouwd uit één soort atomen, is de stof een niet-ontleedbare stof  (= elementen)
o    als de moleculen van een stof zijn opgebouwd uit verschillende soorten atomen, is de stof een ontleedbare stof.  (= verbindingen)

Scheikundige symbolen : zie BINAS tabel 39 en tabel 100 B

-    Formules
o    In de scheikunde kunnen zuivere stoffen weergeven in formules :
Niet-ontleedbare stoffen zoals ijzer (Fe), lood (Pb), zwavel (S), koolstof (C )


Br         I         N         Cl         H         O         F
Broom        Jood        Stikstof        Chloor        Waterstof    Zuurstof        Fluor

-    Toestandaanduidingen van een stof :

o    s          solid         vast
o    l         liquid         vloeistof
o    g         van gasvormig
o    aq         aqua        opgelost in water   


-    Reactievergelijkingen
o    Een scheikundige reactie kun je weergeven met een reactieschema , zodat je kunt zien welke stoffen bij de reactie verdwijnen en welke ontstaan.

-    Een reactievergelijking geeft meer informatie :
o    vervang de namen van de stoffen door formules   
o    geef de aantallen moleculen aan. Het aantal atomen voor en na de reactie moeten gelijk zijn.( het zgn. kloppend maken).
o    Vuistregels :

•    a) begin met het element dat in de minste aantal moleculen voorkomt
•    b) eindig bijvoorkeur met een molecule dat maar één elementsoort bevat (dus  O   Cl  Fe  Cu  enz)

-    Naamgeving van verbindingen met twee atomen
o    Als je de formule weet van een stof die uit twee atoomsoorten bestaat, kun je de naam afleiden. De naam van de tweede atoomsoort heeft altijd ---- ide.

    Chloor -------- chloride
    Zuurstof ------ oxide
    Zwavel -------  sulfide

In een formule kun je telwoorden gebruiken :
•    mono = 1 
•    di = 2 
•    tri = 3,
•    tetra = 4 
•    penta = 5     
•    hexa = 6
CO ..   = koolstofdioxide
PCl ..   = fosforpentachloride
CS ..    = koolstofdisulfide
N..O..  = distikstofpentaoxide


1.3    Behoudswetten
o    Wet van behoud van massa        de totale massa van stoffen voor het proces is gelijk aan de totale
massa van stoffen na het proces.


o    Wet van elementenbehoud         de totale massa van een element voor het proces is gelijk aan de
totale massa van dat element na het proces.

o    Wet van energiebehoud `        de totale energie voor een proces is gelijk aan de totale energie
na het proces.

Een exotherme reactie is een reactie waarbij energie uit de stoffen vrijkomt.
Een endotherme reactie is een reactie waarbij er energie in de stoffen wordt opgeslagen.
-    Koolstofkringloop
o    De koolstofkringloop is een voorbeeld van behoud van het element C.

o    voedingsstof + zuurstof      koolstofdioxide + water  + warmte (energie)(=  dissimilatie)
N.B. exotherme reactie

o    koolstofdioxide + water      glucose + zuurstof (= fotosynthese of assimilatie)
NB endotherme reactie                              ZIE SCHEMA 1.22 blz 27

1.4    Significante cijfers
-    Significante cijfers zijn cijfers die betekenis hebben.


o    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.

Nullen aan het eind        Significante cijfers.
Nullen aan het begin        GÉÉN significante cijfers.

Bij optellen en aftrekken is het aantal cijfers achter de komma van de uitkomst gelijk
aan het kleinste aantal cijfers achter de komma waarmee de berekening is uitgevoerd.

1.5    Massa, volume en dichtheid
o    De eenheid voor massa is kg  (zie BINAS tabel 3)
o    De eenheid voor volume is liter  of kubieke m
o    De eenheid voor dichtheid is p  (g/ cm ..) kubieke cm


1.6    Gehalten
-    Gehalten van een stof kun je op verschillende manieren uitdrukken :
o    aantal gram stof per 100 gram of per 1000 gram mengsel
o    aantal gram stof per 100 ml of per liter mengsel
o    massapercentage
o    volumepercentage
massapercentage     massa deel   .  100%
massa geheel


volumepercentage     volume deel  . 100 %
volume geheel

-    Toxicologie is de leer van de vergiften (toxine = vergif).
De mate waarin een stof giftig is  = toxiciteit
Acute vergiftiging treedt plotseling op, een chronische vergiftiging is langzaam en sluipend.
ADI-waarde = Aanvaardbare Dagelijkse Inname = de hoeveelheid van een bepaalde stof die en mens per dag kan opnemen zonder er ziek van te worden.
MAC-waarde =  Maximale Aanvaardbare Concentratie

No toxic effect level = geen afwijkingen in weefsels te vinden, ook niet bij het nageslacht van een bepaalde stof.
De MAC-waarde van een stof is de maximale aanvaardbare concentratie waaraan iemand zijn leven lang gedurende een werkdag van 8 uur blootgesteld mag worden zonder dat dit schadelijke gevolgen heeft. (zie BINAS 101A)

Hoofdstuk 2  Koolstofchemie
2.1    Koolstof

-    Voor alles wat leeft is de atoomsoort C essentieel. Omdat verbindingen van C in alle levende organismen voorkomen werd  de scheikunde van koolstofverbindingen organische chemie genoemd. Nu noemen we dit koolstofchemie.
-    In koolstofverbindingen komen vaak de elementen waterstof, zuurstof, stikstof voor. Soms ook zwavel, chloor, fosfor, broom en jood.

-    Koolstofchemie wordt gebruikt bij medicijnenonderzoek, plastics en aardolie.

2.2    Fossiele brandstoffen

o    Steenkool, aardgas en aardolie worden fossiele brandstoffen genoemd.
o    Zij ontstaan wanneer dode planten en dieren in de grond terecht komen en onder hoge druk worden samengeperst.
o    Een nadeel van fossiele brandstoffen is dat bij verbranden enorm veel koolstofdioxide ontstaat.

Steenkool /aardgas
o    Steenkool ontstaat in moerasbossen en veengebieden. Houtachtige stoffen zijn onder water bedekt met klein en zand. Door de hoge druk en de temperatuur hebben er talloze scheikundige reacties plaatsgevonden. Zo ontstaan steenkool en methaangas.

Aardolie /aardgas
o    Planten en dierenresten ondergaan door de hoge druk op de zeebodem scheikundige veranderingen, aardolie en methaangas ontstaan. De vloeibare olie kan zich verplaatsen door de druk van gesteenten of door zoutwater.
o    Aardolie is een mengsel van koolstof en waterstof = koolwaterstoffen
(Aardolie bevat ook zwavel en metaalverbindingen afhankelijk van de vindplaats).

Koolwaterstoffen bestaan uit onvertakte ketens van verschillende lengtes.

Gefractioneerde destillatie van aardolie

-    Aardolie is een mengsel dat in gedeelten (fracties) kan worden gesplitst door destillatie.   Fig. 2.7  blz. 41
-    Kraken is een proces waarbij grote koolwaterstofmoleculen worden afgebroken tot kleinere moleculen.

Broeikaseffect
De atmosfeer laat de zonnestraling naar de aarde door. Een deel van de straling wordt door de aarde teruggekaatst. Koolstofdioxide neemt een deel van de teruggekaatste straling op en zet deze om in warmte.

Duurzame brandstoffen
Door de groei van de wereldbevolking en de welvaart neemt de energiebehoefte sterk toe. Als gevolg raken de fossiele brandstoffen op.
Duurzame brandstoffen ontstaan uit organisch materiaal :
-    biogas (60% uit methaan en koolstofdioxide)
-    bioalcohol (ontstaan uit gisting van suikerriet)
-    waterstof verkregen door elektrolyse, de energiebron is zonne-energie


2.3    Atoomverbinding ; covalentie

De atoombindingen verbinden de atomen in een molecuul.
Een structuurformule geeft aan hoe de atomen in een molecuul door atoombindingen zijn verbonden.
Een molecuulformule geeft aan uit welke atomen een molecuul is opgebouwd en uit hoeveel atomen per atoomsoort.

-    Het aantal atoombindingen dat een atoom vormt met andere atomen noem je een covalentie.

o    Enkelvoudige binding    H – H
o    Dubbele binding   O = O
o    Drievoudige binding   N  = N

    Covalenties komen alleen voor bij niet-metalen

1        covalentie bij  H  F  Cl  Br  I
2        covalenties bij O  S
3        covalenties bij N  P
4        covalenties bij C  Si

    afwijkende covalenties zijn :
CO      =     covalentie van C  2
SO2     =     covalentie van S  4
SO3      =     covalentie van S  6

Door de vorming van atoombindingen kunnen koolstofatomen ketens vormen in verschillende lengten en soms vertakt. Daarom zijn er zoveel  koolwaterstoffen.