Hoofdstuk 2 stoffen en reacties

Paragraaf 1

Gloeien, smelten en verdampen

Als je stoffen boven een gasvlam verhit dan zie je verschillende dingen:

• Bij platinadraad gaat het gloeien, als je het daarna weer laat afkoelen, zie je dat het draad onveranderd is gebleven. Het is dus niet veranderd van vorm.
• Bij soldeertin word het vloeibaar, als je het daarna weer laat afkoelen, wordt het weer vast. Het heeft wel een andere vorm gekregen.
• Bij water verdampt het, als je het daarna weer laat afkoelen, word het weer water.

Chemische reactie

Niet bij alle stoffen treedt er een fase-overgang op of gaat het gloeien. Bij veel stoffen zie je dat de stof verdwijnt bij het verhitten. Tegelijkertijd ontstaan er nieuwe stoffen. Dat noem je een chemische reactie. De nieuwe stoffen, dus de ontstane stoffen, noem je de reactieproducten. Dit zijn geheel nieuwe stoffen met andere eigenschappen dan de stoffen waar je mee begon. De stoffen waar je mee begon, noem je beginstoffen. Een chemische reactie kun je weergeven met een reactieschema ( beginstoffen → reactieproducten).

Verbranden

Als je hout in een vlam houdt, gaat het branden. Dit noem je niet verhitten maar aansteken. Tijdens het branden zie je vlammen en rook. Je kan ook voelen dat er warmte vrijkomt. Als het hout is opgebrand, is het overblijfsel alleen maar as. Verbranden is dus een chemische reactie, want de beginstoffen zijn anders dan de eindstoffen. De eindstoffen zijn rook en as. Bij verbranding heb je behalve een brandbare stof ook zuurstof nodig. Zonder zuurstof is verbranding niet mogelijk. Bij het verbranden verdwijnt niet alleen de brandbare stof maar ook de zuurstof. Het reactieschema van zuurstof is:

Brandbare stof + zuurstof → eindproduct(en)

Als je iets verhit, maar je ziet geen vuur, noem je het niet verbranden ( goed onthouden ).

Ontleden

Als je een propje papier verhit zonder zuurstof, verbrand het papier niet. Er ontstaan andere stoffen ( een vaste zwarte stof (koolstof), condens (water) en een scherp ruikende, brandbare gas ). Er verdwijnt nu maar 1 stof (papier). Zo’n reactie noem je een ontleding. Een reactieschema van een ontledingsreactie ziet er zo uit:

Beginstof → ontledingsproducten

Scheiden

Als je een mengsel scheidt, houd je 2 of meer stoffen over. Die stoffen zijn geen nieuwe stoffen. Want ze waren vooraf al aanwezig. Bij het scheiden van een mengsel is er dus geen sprake van een chemische reactie. En dus ook niet van een ontledingsreactie.

Paragraaf 2

Thermolyse

Als je een stof ontleedt door verhitten noem je dat thermolyse (ontleding door warmte). Als je papier of suiker ontleedt, houd je een zwarte vaste stof over. Die stof noem je koolstof. Stoffen die bij verhitting zonder zuurstof verkolen noem je organische stoffen. Bij thermolyse van organische stofen ontstaan meestal ook gassen en rook. Reactieschema’s voor thermolyse zien er zo uit:

Organische stoffen → koolstof + water + rook + gas

Elektrolyse

Water krijgt bij verhitten een fase-ovegang. Toch kun je water ontleden, niet met verhitten maar met gelijkstroom. Dat proces noem je elektrolyse: ontleding door elektriciteit. Bij de elektrolyse van water ontstaan 2 nieuwe stoffen (waterstof en zuurstof). Het reactieschema voor ontleding van water is:

Water → waterstof + zuurstof

Waterstofgas is het lichtste gas dat er bestaat. Het is heel brandbaar. Als je waterstof aansteekt, reageert het met zuurstof uit de lucht. Daarbij ontstaat weer water. Bij deze reactie gebeurt het omgekeerde van de ontleding van water. Water wordt gevormd door de verbranding van waterstofgas:

Waterstof + zuurstof → water

Fotolyse

Bij zwart-witfotografie wordt nog gebruik gemaakt van fotopapier dat de stof zilverbromide bevat. Zilverbromide ontleedt als er licht op valt. Bij deze reactie blijven heel kleine korreltjes zilver achter. Ook ontstaat broom.

Wanneer een stof ontleed als er licht opvalt, noem je dat fotolyse. Ook waterstofperoxide ontleedt in licht. Bij de fotolyse van waterstofperoxide ontstaan zuurstof en water.

Waterstofperoxide → water + zuurstof

Niet ontleedbare stoffen

Door stoffen zo ver mogelijk te ontleden, krijg je uiteindelijk stoffen die niet meer ontleedbaar zijn. In totaal zijn er circa honderd van zulke niet-ontleedbare stoffen. De rest van alle andere stoffen zijn wel ontleedbaar. Die stoffen worden ook wel verbindingen genoemd. De niet-ontleedbare stoffen worden ook wel elementen genoemd.

Metalen

Het grootste deel van de elementen behoord tot de metalen. Alle metalen hebben een paar dezelfde eigenschappen → ze geleiden warmte en elektrische stroom en hebben een glanzend oppervlak als ze gepolijst zijn. Maar onderling verschillen ze in tal van eigenschappen: dichtheid, smeltpunt, hardheid, sterkte en de mate van geleidend vermogen voor elektrische stroom en warmte.

Overige niet-ontleedbare stoffen

De overige niet-ontleedbare stoffen vertonen bijna geen overeenkomsten, sommige zijn gasvormig, zoals waterstof, stikstof, zuurstof, chloor en helium. Chroom is bij kamertemperatuur vloeibaar. En stoffen zoals koolstof, silicium en zwavel en jood zijn vaste stoffen.

Paragraaf 3

Het deeltjesmodel

Er bestaan meer dan tien miljoen verschillende soorten stoffen. Elke stof heeft z’n eigen eigenschappen waaraan je de stof kan herkennen. Om de stofeigenschappen beter te begrijpen, kun je gebruik maken van een deeltjesmodel. Dat model is een vereenvoudigde voorstelling van hoe stoffen in elkaar zitten. Modellen worden veel gebruikt. Een plattegrond van een stad is een voorbeeld van een model. Het deeltjesmodel voor stoffen ziet er in z’n eenvoudigste vorm zo uit:

• Iedere stof is opgebouwd uit heel kleine deeltjes, meestal moleculen genoemd.
• Iedere stof heeft zijn eigen soort moleculen. Een molecuul water is anders dan een molecuul alcohol. Zuurstof bestaat uit zuurstofmoleculen.
• Moleculen bewegen voortdurend. De snelheid van het bewegen hangt af van de temperatuur. Als je temperatuur stijgt, gaan de moleculen sneller bewegen.
• Moleculen trekken elkaar aan, tussen moleculen onderling heersen aantrekkende krachten.