Hoofdstuk 3 & 5.

3.2
- Een chemische reactie kun je herkennen aan het veranderen van stofeigenschappen.
- Tijdens een chemische reactie veranderen de beginstoffen in reactieproducten.
- Bij elke chemische reactie meet je een energie-effect. (soms heb je energie nodig en soms kost het energie.)

3.3

molecuulformule = geeft aan welke atomen in een molecuul voorkomen en hoeveel van elke soort.
Element= een stof waarvan de moleculen altijd uit één atoomsoort bestaat.
Tabel 3.11:
Water = H2O
Ammoniak = NH3
Ethanol = C2H6O
Glucose = C6H12O6
Methaan = CH4
Koolstofdioxide = CO2
Zwaveldioxide = SO2
Zwavelzuur = H2SO4

3.4

Reactietemperatuur= de temperatuur die nodig is om een chemische reactie te krijgen.
Wet van Lavoisier (wet van behoud)= Bij een chemische reactie is de totale massa van de beginstoffen gelijk aan de totale massa van de reactieproducten.
Soms lijkt het toch alsof tijdens een reactie de massa groter of kleiner wordt. Maar dat komt doordat het experiment in dat geval niet op de goede manier wordt uitgevoerd.
Alleen in een afgesloten ruimte weet je zeker dat er geen gas kan verdwijnen of kan ontstaan.

Reactieschema= zo kan je een chemische reactie weergeven.
Voorbeeld: bij de reactie tussen koolstof en zuurstof ontstaat koolstofdioxide. Het reactie schema:
Koolstof (s) + zuurstof (g) -> koolstofdioxide (g)

Een chemische reactie stopt als één van de begin stoffen op is.
Het overblijvende deel heet dan overmaat.

3.5

Je kan van een reactieschema ook een reactievergelijking maken dat doe je door de juiste molecuulformules te gebruiken.

3.6

Verbrandingsreactie=de reactie van een stof met zuurstof, waarbij vuurverschijnselen waarneembaar zijn.
Vuurverschijnselen:
- Vlammen: een vlam is een hoeveelheid gloeiend gas.
- Vonken: een vonk is een wegspringend deeltje van een gloeiende vaste stof.
Na de verbranding heb je:
- Rook: een fijn verdeeld vast reactieproduct
- As: een vast reactieproduct dat niet zo fijn verdeeld is, of het deel van de brandstof dat niet brandbaar was.
Oxide= een verbinding die bestaat uit 2 atoomsoorten, de atoomsoort zuurstof en nog een andere.
Bij de verbranding van een element ontstaat één oxide. Bij de verbranding van een verbinding ontstaan twee of meer oxiden. Elke atoomsoort in de verbinding levert zijn eigen oxide. Behalve de atoomsoort zuurstof.
Reagens= een stof die zichtbaar van kleur veranderd in aanwezigheid van de stof die je wilt aantonen. Een reagens is selectief en gevoelig. Dat wilt zeggen dat de reagens alleen verandert als de stof die je wilt aantonen aanwezig is. En dat het al verandert als er een heel klein beetje van de aan te tonen stof aanwezig is.

Hier een aantal reagens:
- Wit kopersulfaat:
Reagens op water. Als dit in contact komt met water dan krijgt die stof een blauwe kleur.

- Kalkwater:
Reagens op koolstofdioxide. Kalkwater is een heldere kleurloze stof. Als die in contact komt met koolstofdioxide ontstaat er een witte suspensie.

- Broomwater:
Reagens op zwaveldioxide. Broomwater is een heldere bruingele vloeistof. Als die in contact komt met zwaveldioxide, verdwijnt de gele kleur.

Onvolledig verbranding= als er onvoldoende zuurstof wordt toegevoerd. In dat geval ontstaat er C (roet) ipv CO2.

Een onvolledige verbranding kan levensgevaarlijk omdat bij hoge temperaturen reageren C & CO2 namelijk met elkaar tot koolstofmono-oxide.
Koolstofmono-oxide is een levensgevaarlijke stof omdat het kleurloos en reukloos is. Het is een vergif dat de rode bloedlichaampjes blokkeert. Hierdoor is transport van zuurstof niet meer mogelijk.
De zuurstof gaat niet meer naar je hersenen, zodat je sloom wordt. Je merkt dan niet dat je langzaam bewusteloos raakt. Je ademhaling wordt verstoord en je kunt stikken.

3.7

U= atomaire massa-eenheid (unit)
1,67 . 10^-24 gram =1u

5.2

Vergelijkingen:
1 -> 2= ontledingsreactie
1+ zuurstof ->= verbrandingsreactie
X (s) -> X (l)= faseverandering

Een ontledingsreactie is een chemische reactie waarbij uit één beginstof twee of meer reactieproducten worden gevormd. De meeste ontledingsreacties hebben energie nodig.

5.3

Een ontleedbare stof is altijd een verbinding. Als je een verbinding ontleedt, zijn de reactieproducten meestal elementen. Soms ontstaan er ook verbindingen. Een voorbeeld van een ontledingsreactie. De ontleding van:
Calciumcarbonaat (CaCO3): CaCO3 ¬-> CaO + CO2. CaO en CO2 zijn verbindingen, maar deze ontleden we niet verder.

Verschillende typen ontledingsreacties:
- Thermolyse: een ontledingsreactie waarbij je warmte gebruikt als energiebron.
- Elektrolyse: een ontledingsreactie waarbij je elektrische stroom gebruikt als energiebron.
- Fotolyse: een ontledingsreactie waarbij je licht gebruikt als energiebron.

5.4 Thermolyse

Aanbranden = een vorm van ontleden.

5.5 Elektrolyse

Met elektrolyse kan je water ontleden, en dat doe je met behulp van het toestel van Hofmann.

Met elektrolyse kan je waterstof uit water halen en dat kan gebruikt worden als brandstof.
In Amsterdam rijden er al bussen op waterstof. Alleen er zitten wel nadelen aan:
- Je moet eerst waterstof produceren. Dat kost energie die op een of andere manier moet worden opgewekt.
- De opslag van waterstof is niet ongevaarlijk en dus erg kostbaar.
- De uitlaat van de bus wordt heet en staat in contact met lucht. Dat betekent dat er stikstofoxiden ontstaan waaruit toch nog wat zure regen kan worden gevormd.
Materialen= stoffen die je goed kunt gebruiken om er iets van te maken.
Materialen kan je onderverdelen in vier groepen:
- Metalen
- Natuurlijke polymeren (cellulose, zetmeel, eiwit, rubber)
- Synthetische polymeren (plastic, kunstrubber)
- Composieten
Polymeren= stoffen die bestaan uit lange ketenvorige moleculen. Ze zijn gemaakt uit heel veel kleine moleculen die aan elkaar geregen worden.
Composiet= mengsel van twee of meer materialen door elkaar.

Aluminium heeft een kleine dichtheid en kan niet roesten. Je kunt er van alles mee maken.
Het productieproces van aluminium kun je onderverdelen in drie verschillende stappen:
1. De winning en zuivering van bauxiet.
2. Het winnen van aluminium uit aluminiumoxide. (door middel van elektrolyse)
3. De verdere verwerking van aluminium.
Aluminium moet vloeibaar zijn om stroom te laten geleiden.
Het gesmolten aluminiumoxide kan met behulp van elektrische stroom worden ontleed. Daarbij ontstaan aluminium + zuurstof.
2Al2O3(l) -> 4Al (l) + 3O2 (g)

In een elektrolysecel maken we gebruik van een grafietelektrode.
Grafiet is een vorm van koolstof. Bij grafietelektrode ontstaat de zuurstof.
De elektrolyse vindt plaat bij een temperatuur van 960 graden. De grafietelektrode zal op deze temperatuur met de ontstane zuurstof reageren, dus verbranden. daarom moet deze grafietelektrode dan ook voortdurend moeten worden vervangen.
Voor het produceren van 1000 kg aluminium heb je 600 kg grafiet nodig.
Het vloeibare aluminium wordt met een of meer andere elementen gemengd zoals koper, je noemt het mengsel een legering..

5.6 Fotolyse

Stoffen kunnen verkleuren door de invloed van licht. De stoffen worden dan ontleed.

Wetenschappers zijn nog opzoek naar een goedkopere oplossing om waterstof te winnen met behulp van fotolyse. Ze proberen dat op een biologische manier, door algen of door de vergisting van biomassa door bacteriën. De algen zijn erg gevoelig voor zuurstof, en dit moet worden verminderd zodat het rendement 15-20% kan zijn.

5.7

Een ontleedbare stof is een verbinding. Niet ontleedbare stoffen noemen we elementen.

Sommige elementen (zwavel, goud, koolstof, stikstof, zuurstof) komen in de natuur voor,

maar de meeste niet.

De aardkorst bestaat voor 98% uit acht atoomsoorten:
1. Zuurstof
2. Silicium
3. Aluminium
4. Calcium
5. Natrium
6. Kalium
7. Magnesium
De aardkorst bestaat alleen uit verbindingen, dus deze elementen zitten in verbindingen.
- Zand verbinding: silicium + zuurstof
- Kiezelsteen verbinding: calcium, silicium + zuurstof
- Klei verbinding: aluminium, silicium + zuurstof

Metalen:

Elementen kan je scheiden tussen metalen en niet- metalen. 70 van de 110 elementen word tot de metalen gerekend.

Metalen hebben een aantal gemeenschappelijke kenmerken:
Alle metalen:
- Hebben een glimmend oppervlak.
- Geleiden warmte en elektrische stroom.
- Kunnen in gesmolten toestand gemengd worden met andere metalen.

Edelheid van metalen:
Corrosiegevoeligheid is een materiaaleigenschap die bij metalen belangrijk kan zijn.
Corrosie(Roesten)= een ingewikkeld proces waarbij de metalen op stoffen van buiten af reageert, zoals water en zuurstof.

Edele metalen= metalen die niet worden aangetast door water en zuurstof.

Edele metalen:
- Platina ( meest kostbare metaal, is erg schaars.)
- Goud ( meest edele metaal. Grote duurzaamheid)
- Zilver

Halfedele metalen:
- Koper (wordt toegepast in elektriciteitsdraden.)
- Kwik (vroeger gebruikt als kwikthermometers/ kwikbarometers. Enige metaal dat bij kamertemperatuur vloeibaar is)

Onedele metalen:
- ijzer (roest)
- zink
- lood (dof)
worden snel aangetast door water en lucht.

Zeer onedele metalen:
- natrium (natriumlampen)
- kalium
zo onedel dat ze niet in contact mogen komen met vochtige lucht.
Ze worden ondergedompeld in paraffineolie.
Ze hebben een zeer dofoppervlakte. Dat komt doordat de buitenkant van metaal is bedekt met een oxidelaagje, als je dat weghaalt, komt het glimmende metaal vanzelf tevoorschijn.

Lichte en zware metalen:

Lichte metalen= kleine dichtheid.
- Natrium
- Magnesium
- Aluminium
- Titaan ( combineert kleine dichtheid met een tamelijk hoog smeltpunt. Geschikt materiaal voor de supersone luchtvaart en de ruimtevaart.)

Zware metalen= grote dichtheid.
- Cadmium
- Kwik
- Thallium
- Lood

Een legering is een afgekoeld mengsel van samengesmolten metalen.

Niet metalen:

Er zijn ongeveer 20 niet-metalen, hier onder vind je de belangrijkste niet- metalen:

- Halogenen:
Dit zijn de elementen fluor:
1. Chloor (bij kamertemperatuur, geelgroen giftige gas.) (eerste oorlogsgas, vernietigd de longblaasjes bij inademen.)
2. Broom (bij kamertemperatuur, zeer agressieve bruine vloeistof.)
3. Jood (bij kamertemperatuur, zwartgrijze vast stof)

- Edelgassen
1. Helium (niet brandbaar)
2. Neon (verlichtingsbuizen)
3. Argon (gloeilampen gevuld met argon om verstuiving van de gloeidraad tegen te gaan.)
Edelgassen gaan niet gemakkelijk verbindingen aan met andere elementen, ook niet met zuurstof.

- Fosfor
2 verschillende kristalvormen:
1. Witte fosfor (licht ontvlambaar, mocuulformule: P4)(belangrijk component voor brandbommen.)
2. Rode fosfor ( moeilijk ontvlambaar, allemaal vastzittende P-atomen.)(hulp stof voor afstrijken lucifer.)

- Koolstof
Kristallijne stoffen:
1. Grafiet (smeermiddel in potloodstiften)
2. Diamant ( sieraad, geldbelegging, boordkoppen.)
Regelmatig patroon

Amorfe stoffen:
3. Roet
4. Cokes
5. Norit-poeder
Geen regelmaat

- Zwavel
1. Zwavel ( komt voor in vulkanische streken, oost java)
Word ook gebruikt voor vulkaniseren van rubber. Door vulkaniseren wordt rubber elastischer.

- Zuurstof en stikstof
1. Zuurstof (verbrandingsreactie.)
2. Stikstof
Hoofdcomponenten van het gasmengsel lucht.

-
-
- Waterstof
1. Waterstofgas heeft de kleinste dichtheid van alle elementen.
Omdat waterstof heel erg brandbaar is, is het niet geschikt voor ballonvulling.
Het is een belangrijke grondstof in de industrie.
Wordt gebruikt voor maken van :
1. Ammoniak
2. Kunstmest
3. Margarine