Hoofdstuk 2

Scheikunde

Hoofdstuk 2, paragraaf 1

Ontledings- en synthesereacties 

 
Ontledings- en synthesereacties zijn onmisbaar bij het verkrijgen van voedingsstoffen en materialen. Het is ook mogelijk om met een chemische reactie energie te produceren.

 
Ontledingsreacties

Ontledingsreactie= een chemische reactie waarbij uit 1 beginstof twee of meer reactiepunten ontstaan.

Ontledingsreacties zijn van belang voor de productie van allerlei nuttige stoffen zoals:

1. Metalen 

1. Brandstoffen

1. Grondstoffen 

Alle 3 voor andere materialen.

3 manieren waarbij een ontledingsreactie kan plaatsvinden: thermolyse, elektrolyse en fotolyse. Bij elke wordt een andere energievorm gebruikt.

 
Thermolyse 

Thermolyse= een ontledingsreactie d.m.v. warmte. 

Als je papier, suiker of etenswaren zonder zuurstof sterk verhit, ontleedt het en hou je een zwarte vaste stof over. Deze stof is koolstof. (Fig 1)

Ook als je hout, meel, rubber of plastics zonder zuurstof sterk verhit, ontstaat er koolstof als 1 van de reactieproducten. 

Organische stoffen= Stoffen die bij verhitting zonder zuurstof verkolen.

Bij thermolyse van organische stoffen ontstaan meestal ook gassen (schroeilucht) en rook (walm). Je kunt dit weergeven in het volgende reactieschema:

Organische stoffen   warmte       koolstof + water+ rook+ gassen

                                 ————> 

Elektrolyse

Elektrolyse= een ontledingsreactie d.m.v elektrische energie. 

Water gaat bij verhitten over in waterdamp. Als die afkoelt, condenseert het weer tot water. Dit is een fase overgang.

Je kunt de stof water ook ontleden. Het makkelijkste is om dit met behulp van elektrische energie te doen in de vorm van gelijkstroom (figuur 2). Dit proces heet elektrolyse.

Bij elektrolyse van water ontstaan 2 nieuwe stoffen: gassen water en zuurstof. Reactieschema:

Water     elektrische energie       waterstof+ zuurstof 

           —————————>                                 

Waterstof heeft een kleinere dichtheid dan lucht. Waterstof is het lichtste gas wat bestaat, wel brandbaar. Als je waterstof opvangt in een omgekeerde reageerbuis als je bij de opening van de reageerbuis een brandende lucifer houdt dan hoor je een blafgeluid, een fluittoon of een knal.

Aantoningsreactie= een dergelijke reactie waarmee je de aanwezigheid van een stof aantoont.

Als je waterstof aansteekt reageert het met zuurstof uit de lucht. Het reactieschema ziet er als volgt uit:

Waterstof+ zuurstof   aansteken   water

                                —————>                                 

 In een zuivere stof gaan verbrandingen veel sneller en feller dan in de lucht. Met deze aantoningsreactie kun je laten zien dat er in een reageerbuis een hoog gehalte zuurstof aanwezig is. Fig 4

Fotolyse

Fotolyse= een ontledingsreactie d.m.v licht. 

Een waterstofperoxide oplossing is een oplossing die je kunt gebruiken als spoelmiddel om je mond te ontsmetten of om je haar te blonderen. Als deze stof ontleed ontstaat er water en zuurstof. Onder invloed van licht gaat de reactie sneller. Reactieschema:

Waterstofperoxide    licht        water+ zuurstof.

                             ————>                                                          

Figuur 5.

Ontleedbare en niet- ontleedbare stoffen

De ontledingsproducten van water, waterstof en zuurstof kun je niet verder ontleden. De ontleding van suiker van levert uiteindelijk 3 niet- ontleedbare stoffen op; koolstof, waterstof en zuurstof. 

In totaal zijn er 120 niet- ontleedbare stoffen. Dat zijn er niet veel.

De meeste stoffen zijn dus wel ontleedbaar. 

Niet- ontleedbare stoffen worden vaak elementen genoemd.

Ontleedbare stoffen worden vaak verbindingen genoemd.

Figuur 6.

Metalen

Tabel 1

Van de niet- ontleedbare stoffen behoort het grootste deel ongeveer 70, tot de metalen. Alle metalen behalve edelmetalen kunnen reageren met zuurstof uit de lucht. In het geval van het metaal ijzer heet dit roesten. Bij anderen metalen heet dit Corroderen.

Metalen hebben gemeenschappelijke kenmerken:

1. Ze geleiden elektrische stroom en warmte.

1. Ze hebben een glanzend oppervlak.

Metalen verschillen in stofeigenschap, zoals dichtheid, smeltpunt, hardheid, sterkte en mate van geleidend vermogen voor elektrische stroom en warmte. 

Overige niet- ontleedbare stoffen

Overige niet- ontleedbare stoffen, de niet- metalen, vertonen weinig of geen gemeenschappelijke kenmerken. Tabel 2.

Gasvormige stoffen= zuurstof, stikstof, chloor en helium.

Vloeistof op kamertemperatuur= Broom

Vaste stoffen= Koolstof, silicium, zwavel en jood.

Synthesereacties

Belangrijk voor onze welvaart zijn chemische reacties waarmee nieuwe stoffen en materialen worden gemaakt. Deze reacties worden synthesereacties genoemd. 

Synthesereactie= een reactie waarbij een nuttige bruikbare stof ontstaat.

Er kunnen voedingsstoffen, brandstoffen, medicijnen, metalen, kunststoffen en nog veel meer materialen worden gemaakt.

Een hele belangrijke synthesereactie is fotosynthese die plaatsvindt in planten onder invloed van (zon)licht.

Reactieschema=

Koolstofdioxide+ water  water      glucose+ zuurstof

                                    ————>.

Figuur 7