Home
samenvatting hfst. 4-6
samenvatting hfst. 7-8
samenvatting Magie
samenvatting Suiker

Samenvatting van boek Chemie voor 3 havo en vwo

 

Hoofdstuk 1

 

Ook al wordt scheikunde al heel lang beoefend, de moderne scheikunde bestaat pas sinds de 18-de eeuw. In de scheikunde houdt men zich vooral bezig met het maken van nieuwe stoffen, het onderzoeken van stoffen en het zuiveren van stoffen.


Maar om goed eb veilig op een laboratorium te kunnen werken moeten we heel goed de veiligheidsaspecten in de gaten houden.

Laten we om te beginnen eens even rondlopen in ons scheikundelokaal P28 en letten op de veiligheid.

Je ziet o.a. brandblusmateriaal en andere maatregelen om problemen bij een practicum te voorkomen:

1.        De nooddouche. Als je bijtende chemicaliën over je heen hebt gekregen is flink afspoelen vaak de beste bestrijding. Op deze nooddouche staat een extra grote druk.

2.        De brandblusdeken. Als een persoon in brand staat pak je die met de deken flink in en rolt die persoon over de grond.

3.        De nooduitgang. Met één handbeweging moet die naar buiten open kunnen gaan. De route er naar toe moet altijd vrij zijn.

4.        De oogdouche. Deze is in het kabinet aanwezig. Als je iets in je ogen krijgt kun je hiermee spoelen. De fles is gevuld met gedestilleerd water.

5.        De zuurkast. Hier worden proefjes in uitgevoerd die vervelend stinken, die kunnen spatten of die op één of andere manier gevaarlijk kunnen zijn.

6.        De lab-jassen. Gemaakt van katoen en tijdens practicum verplicht te dragen.

7.        De brillen. Bescherming van je ogen bij proefjes met verwarmen, of bij spattende stoffen.

8.        Een veiligheidskaart. Hierop staan allerlei stoffen vermeldt met hun eigenschappen en veiligheidvoorschriften.

Ook zijn er regels waar je je in het practicumlokaal aan moet houden.
We noemen er een paar, maar het belangrijkste is: Houd rekening met elkaar en houd je fatsoen.

Glaswerk en andere materialen

Meestal geven we in tekeningen een dwarsdoorsnede van het gebruikte materiaal. Soms is een "echte" tekening of foto mooier of duidelijker.

                                Dwarsdoorsnede van een brander met driepoot.

                                Vroeger werden vaak driepoten met gaasjes en asbest gebruikt.

                                Tegenwoordig is de vierpoot met keramisch plaatje meer in gebruik.

 

 

 

 

 

                    Dit is een tekening van een brander, zonder dat je de binnenkant ziet.      

                    Niet geschikt om de werking van een brander uit te leggen. Wel bruikbaar in een verslag.

 

 

 

 

 

 

                                        In deze doorsnedetekening zijn alle details getekend.

                                        Zeer geschikt om de werking van de brander uit te leggen.

                                        Bij (A) komt de lucht naar binnen, met de luchtregelschijf (B) kun je de luchttoevoer regelen.

                                        Bij (C) komt het gas naar binnen, met de gasregelschroef (D) kun je de gastoevoer regelen.

 

 

 

 

Verder materiaal en het gebruik ervan.


                            Het bekerglas.
                            Meestal is een bekerglas voorzien van een maatindeling, maar deze is vrij onnauwkeurig

                            en dus alleen maar geschikt voor het schatten van een hoeveelheid.

 

 

De Erlenmeyer. Hier kun je een stop opzetten met eventuele doorvoerbuisjes.

 

Kroezentang.
Om warme voorwerpen, zoals een kroesje vast te houden.                        

Is gemaakt van metaal, meestal roestvast staal.

 

 

 

Gaswasfles. Voor het zuiveren van een gasmengsel, of voor het aantonen van bepaalde

stoffen in een gasmengsel.

 

 

 

Spatel. Er zijn vele soorten

 

De reageerbuis

 

 

 

 

                                                    Rondbodemkolf. Vaak gebruikt in een destillatieopstelling.

 

 

Gasmeetspuit. Je kunt er kleine hoeveelheden gas (meestal lucht) mee afmeten.

 

 

 

 

Horlogeglas.
Om proefjes met kleine hoeveelheden uit te voeren. Ook om een bekerglas o.i.d. af te dekken.

 

Trechter. Om makkelijk stoffen over te schenken, of om een filtratieopstelling te maken.

 

 

Maatcylinder.
Voor het nauwkeurig afmeten van vloeistoffen

 

 

 

 

Indampschaaltje.
Meestal van porselein, maar ook wel van glas. Hierin kun je oplossingen

indampen zodat de opgeloste vaste stof overblijft.

 

Hoofdstuk 2

Er bestaan miljoenen stoffen met allemaal verschillende kenmerken.
Zo kun je deze stoffen herkennen en sorteren.
In de scheikunde kun je alle stoffen als volgt indelen:


Het indelen van stoffen kan bijvoorbeeld ook op grond van een van de volgende stofeigenschappen:
kleur                                smeltpunt
geur                                kookpunt
smaak                             dichtheid
geleidbaarheid                brandbaarheid
deeltjesgrootte               giftigheid
oplosbaarheid                 
faseovergangen (Elke stof kan voorkomen in drie fases, die in elkaar over kunnen gaan)

Veel van deze stofeigenschappen kun je gebruiken om een mengsel van stoffen te zuiveren. Als je alle stoffen alsmaar blijft sorteren houd je op het laatst alleen maar “zuiver stoffen“ over.

Als je een mengsel hebt van een vaste stof in een vloeistof, en je krijgt een heldere, doorzichtige vloeistof dan is de stof oplosbaar. Zo’n mengsel noemen we een oplossing. Als de vaste stof niet oplosbaar is dan blijven er vaste deeltjes over in de vloeistof, het wordt dan troebel. Dit noemen we een suspensie. Is een vloeistof niet goed oplosbaar in een andere vloeistof, dan praten we over emulsie.
 

       Oplossing is een helder mengsel van een stof in een vloeistof (het oplosmiddel) zoals bijvoorbeeld suiker in water, zout in water en alcohol in water.

       Suspensie is een troebel mengsel van een vaste stof en een vloeistof zoals bijvoorbeeld krijt in water en zand in water.

       Emulsie is een troebel mengsel van een vloeistof in een andere vloeistof zoals bijvoorbeeld wasbenzine in water en olie in water.

       Schuim is een gas dat niet oplost in een vloeistof. Zoals de schuimkraag op een pilsje, dit is koolstofdioxide in bier.

       Rook is kleine deeltjes vaste stof die niet oplossen in een gas zoals bijvoorbeeld de rook van een sigaret.

       Nevel is kleine druppels vloeistof die niet oplossen in een gas, zoals mist
 

In de scheikunde noemen we het sorteren van stoffen scheiden. De manier waarop je stoffen kunt scheiden is verschillend. De scheidingsmethoden die hiervoor in de derde klas in aanmerking komen zijn achtereenvolgens:

filtreren, extraheren, indampen, destilleren, adsorberen, absorberen en chromatograferen.

 

Filtreren

 

Filtreren (en ook zeven) is een scheidingsmethode die berust op het verschil in deeltjesgrootte. Bij filtreren blijven de grote deeltjes, bijvoorbeeld zand, in het filter achter (het residu) en de kleine deeltjes, bijvoorbeeld de waterdeeltjes gaan door het filter heen (het filtraat). Hoe fijner het filtreerpapier, hoe beter de scheiding van de stoffen.

 

Extraheren

 

Extraheren betekent letterlijk: eruit trekken. Een mooi voorbeeld is de winning van suiker uit suikerbieten, zoals we dat in de module “Suiker” hebben gedaan. Ook een goed voorbeeld van een extractie is het maken van thee en koffie en de winning van zout uit de bodem. Deze scheidingsmethode berust op het verschil in oplosbaarheid.

 

Indampen en destilleren

 

Bij destilleren en indampen maak je gebruik van de verschillen in kookpunten van de stoffen.

Zo kookt water bijvoorbeeld bij een temperatuur van 100 °C en alcohol bij 78 °C.

 

Wanneer je de temperatuur op een constante waarde van 78 oC laat staan door middel

van een brander of nog beter een verwarmingsmantel (met thermostaat) dan zal de alcohol

verdampen en het water niet. De alcoholdamp wordt in de koeler gecondenseerd en de

vloeibare alcoholdamp die verkregen wordt, wordt dan destillaat genoemd. Datgene dat

overblijft (in dit geval water) wordt residu genoemd.

Naast het kookpunt heeft een zuivere stof ook een stolpunt en smeltpunt.
Alle zuivere stoffen hebben een stol- smelt- en kookpunt.
Alle mengsels daarentegen hebben een stol- smelt- en kooktraject. Dat komt omdat mengsels bestaan uit verschillende stoffen met verschillende stol- en kookpunten.



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Adsorberen en absorberen

 

Vaak worden deze begrippen door elkaar gehaald. Het verschil is:

Adsorberen is aanhechten van een bepaalde stof aan een andere stof en berust op het verschil in aanhechtingsvermogen.
Adsorptie kan gebruikt worden als scheidingsmethode. Als in water geur-, kleur-, of smaakstoffen opgelost zijn, dan zijn die te verwijderen door middel van adsorberen. Dat gaat als volgt in zijn werk:

 

Aan het verontreinigde water wordt een adsorptiemiddel toegevoegd. Dit adsorptiemiddel is fijn verdeeld, het bestaat dus uit kleine deeltjes, die samen een groot oppervlak hebben. De moleculen van de geur-, kleur- en smaakstoffen hechten goed aan de deeltjes van het adsorptiemiddel. Als het ontstane mengsel gefiltreerd wordt, blijft niet alleen het adsorptiemiddel hangen, maar ook de moleculen van de geurstoffen, kleurstoffen en/of smaakstoffen. Een bekend adsorptiemiddel is Norit. Norit is erg fijn verdeeld koolstofpoeder. Vijf gram Norit werkt op een stof zo groot als een voetbalveld.

 

Absorberen is opnemen, opslorpen zoals bijvoorbeeld een doekje een plas water opneemt. In het algemeen is absorptie het opnemen van deeltjes van een bepaalde stof in een andere stof.

 

Chromatograferen

 

Chromatograferen betekent letterlijk schrijven met kleuren.

Met chromatograferen kun je bijvoorbeeld onderzoeken uit welke kleuren een bepaalde viltstiftkleur bestaat.

Je gebruikt een loopvloeistof en papier. Als loopvloeistof kun je bijvoorbeeld water of alcohol gebruiken.

Het papier wordt in een vloeistof gehangen (de loopvloeistof). De loopvloeistof wordt door capillaire werking omhoog getrokken in het papier.

Als de stoffen in het mengsel in de loopvloeistof oplossen, zullen ze mee omhoog getrokken worden. Doordat niet alle stoffen even goed oplossen ontstaat een vlekkenpatroon. De stoffen in het mengsel zijn geheel of gedeeltelijk gescheiden.

De kleurstof die goed in de loopvloeistof oplost en slecht aan het papier hecht, komt hoog op het filtreerpapier. De kleurstof die slecht in de loopvloeistof oplost en goed aan het papier hecht, komt laag op het papier. Op deze manier kun je een mengsel van kleurstoffen van elkaar scheiden. Het resultaat is een chromatogram (het vlekkenpatroon).

 

Chromatograferen berust dus eigenlijk op twee principes: verschil in aanhechting en oplossing.

       Lost de kleurstof goed op in de loopvloeistof en hecht het slecht aan het papier, dan komt de vlek hoog op het chromatogram.

       Lost daarentegen de kleurstof slecht op in de loopvloeistof en hecht het goed aan het papier, dan komt de vlek laag op het chromatogram.

 

                                            Op dit plaatje zie je een chromatogram. De loopvloeistof (blauwe laag) wordt opgezogen door

                                            het papier en is na verloop van tijd gekomen tot aan punt A. Vlek B is slecht opgenomen in de

                                            loopvloeistof en hecht zich goed aan het papier. Dus deze vlek komt niet hoog op het chromatogram.

                                            Hier tegenover staat vlek C. Deze vlek is juist wel goed opgenomen in de loopvloeistof en hecht

                                            slecht aan het papier, vandaar dat deze vlek zeer hoog op het chromatogram is gekomen, zo hoog

                                            zelfs als de loopvloeistof is geëindigd.

 

                                            De waarden van de vlekken kun je met elkaar vergelijken. Deze waarde wordt uitgedrukt in Rf.

                                            In formule is deze waarde:

 

 

 

Met andere woorden: de kleinste waarde die Rf kan hebben is 0,0 en de grootste waarde die Rf kan krijgen is 1,0. Ga dit voor jezelf na.


Scheidingsmethoden

 

Een samenvatting van bovenstaande kan in het volgende schema overzichtelijk worden weergegeven.

 

 Scheidingsmethode

Voor welk soort mengsel

Scheiding mogelijk
op grond van..

Voorbeeld

filtreren

suspensie

verschil in deeltjesgrootte

slootwater

centrifugeren

suspensie

verschil in dichtheid

slootwater

indampen

oplossing (vooral voor een opgeloste vaste stof in een vloeistof)

verschil in kookpunten

zoutwater

extraheren

vaste stof mengsel

verschil in oplosbaarheid in het extractiemiddel

zout en zand

destilleren

oplossing (vooral voor twee of meer gemengde vloeistoffen)

verschil in kookpunten

wijn (alcohol in water)

adsoberen

(gekleurde) oplossing

verschil in aanhechtingsvermogen aan het adsorptiemiddel

gekleurde spiritus

chromatograferen

vaste stoffen/ vloeistoffen/ gassen

oplosbaarheid en aanhechtingsvermogen

viltstiften

 

 

Hoofdstuk 3

 

In de natuur veranderen stoffen voortdurend. Ook de mens probeert al eeuwenlang

stoffen te veranderen.
De meeste stoffen die we hebben en gebruiken worden gemaakt door de chemische

industrie. Voorbeelden zijn:
- Kleding
- Cosmetica
- Reuk-, smaak- en kleurstoffen

 

De stoffen worden gemaakt door het veranderen van stoffen die uit de natuur worden

gehaald of door het maken van nieuwe stoffen.

Door reacties tussen stoffen ontstaan weer nieuwe stoffen. En na afloop zijn de

oorspronkelijke stoffen verdwenen. De stoffen waarmee je begon noemen we

beginstoffen, de stoffen na de reactie noemen we reactieproducten.

 

Dus bij chemische reacties worden beginstoffen omgezet in andere stoffen. De nieuwe stoffen (reactieproducten) hebben andere eigenschappen (geur, kleur, fase, smeltpunt, kookpunt, enz.) dan de beginstoffen. Ook de moleculen waaruit deze stoffen bestonden zijn veranderd.

Het herkennen van chemische reacties is nog best lastig. Vaak kun je niet goed zien welke stoffen verdwijnen of ontstaan, maar:
Als minstens een stof verdwijnt of ontstaan dan is het een chemische reactie.

Soms lijkt het alsof er een chemische reactie optreedt terwijl dat niet zo is. Je kunt dit controleren door te proberen de oorspronkelijke stof terug te krijgen. Als dit gemakkelijk gaat was het geen chemische reactie. Een voorbeeld hiervan is het veranderen van ijs in vloeibaar water door te verwarmen. Je hebt nu iets heel anders gekregen dan dat je oorspronkelijk had. Maar is dit nu ook een reactie? Nee, want door afkoelen kun je de oorspronkelijke stof (het ijs) weer terug krijgen.
Ook een voorbeeld is het smelten van kaarsvet. Het lijkt alsof er een chemische reactie optreedt omdat de stof van fase verandert, maar als de stof weer afkoelt is de oorspronkelijke stof weer terug, dus het is geen chemische reactie. Deze twee voorbeelden zijn natuurlijke verschijnselen en dus geen chemische reacties.

De volgende processen zijn wel chemische reacties:

Bakken, koken ("gaar maken") en braden in de voedselbereiding.
Verkleuren onder invloed van licht.
Rotten, bederven, composteren.
Permanenten en bleken van haar en veel haarverfmethodes.
Toepassen van bestrijdingsmiddelen en ontsmetten.
Hard worden van cement.
Roesten, corrosie.

Vooral het begrip "koken" geeft vaak verwarring. Als water kookt, dan verandert de stof water niet, want na afkoelen heb je weer gewoon water. Bij het koken van aardappelen verandert de stof wel degelijk. Na enige tijd zijn de aardappelen "gaar" geworden en kun je ze niet meer in de oorspronkelijke vorm terug krijgen.


Let ook op met de term "oplossen". Als suiker oplost in water, dan verandert de stof niet, maar wordt alleen fijner verdeeld. Bij sommige reacties lijkt het alsof de stof oplost, maar in werkelijkheid verandert daar een stof. Dan is het dus wel een reactie.

Wanneer er een reactie optreedt, schrijven we die reactie in een zogenaamd reactieschema. Voor de pijl zetten we de stof waarmee we de reactie beginnen, de zogenaamde beginstof(fen) en na de pijl zetten we de stoffen die ontstaan, de zogenaamde reactieproducten.

Laten we eens als voorbeeld nemen de verbranding van het metaal magnesium. Magnesium is een grijs metaal en is een beetje buigzaam. Een verbranding gaat altijd met behulp van zuurstof. Zonder zuurstof is geen verbranding mogelijk. Nadat het metaal magnesium met behulp van zuurstof is verbrand, is er een geheel nieuwe stof ontstaan. Deze stof is een wit poeder en dit witte poeder kunnen we met geen mogelijkheid weer terug krijgen in het grijze metaal magnesium. Dus heel duidelijk een reactie. Deze reactie schrijven we op de volgende manier op:

magnesium (vast) + zuurstof (gas)  ®  magnesiumoxide (vast)

Hieruit kunnen we aflezen dat de vaste stof magnesium reageert met het gas zuurstof uit de lucht tot de vaste stof magnesiumoxide. Die stof wordt bijvoorbeeld bij de gym gebruikt (wit poeder, tegen klamme handen en wordt vaak ten onrechte magnesium genoemd).

De beginstoffen komen dus voorop, dan de reactie pijl, en vervolgens de reactieproducten en achter alle stoffen komen de fase te staan. [vast (s), vloeibaar (l), gas (g) of opgelost (aq)]

Dus bij een chemische reactie worden stoffen omgezet in andere stoffen. Dit kan op verschillende manieren gebeuren.
Soms reageren er 2 stoffen met elkaar zoals in het bovenstaande voorbeeld, maar je kunt ook slechts 1 beginstof hebben. Als hierbij minstens 2 reactieproducten ontstaan, dan spreken we van een ontleding.
Er zijn 3 manieren om stoffen te ontleden:
Thermolyse
Elektrolyse
Fotolyse

Thermolyse:
Bij thermolyse ontleden we stoffen door deze te verhitten. (thermos betekent warmte, en lyse is ontleding)

Als voorbeeld het reactieschema van de thermolyse van suiker, dit wordt in de praktijk gebruikt om karamel te maken. Als je verder verhit krijg je:
suiker (vast) 
®  water (vloeistof) + karamelgeur (gas) + brandbare walm (gas) + zwarte stof (vast)

Elektrolyse:
Bij elektrolyse ontleden we door middel van elektrische stroom.

Als we bijvoorbeeld koperchloride ontleden krijgen we het volgende reactieschema:
koperchloride (opgelost) 
®  koper (vast) + chloor (gas)

Fotolyse:
Bij fotolyse ontleden we door middel van licht.
Een voorbeeld hiervan zie we ook in het dagelijks leven, een krant die je heel lang in de zon legt wordt geel door fotolyse. Ook het fotografieproces is een voorbeeld van fotolyse. Hierbij ontleedt bijvoorbeeld zilverchloride in de stoffen zilver en chloor.
reactieschema:
zilverchloride (vast) 
®  zilver (vast) + chloor (gas)

Voor het ontleden van stoffen is energie nodig.

Er zijn veel zuivere stoffen, en bijna al deze zuivere stoffen kun je ontleden. Maar er zijn ook stoffen die niet te ontleden zijn, deze stoffen noemen we dan ook niet-ontleedbare stoffen.
Voorbeelden van deze niet-ontleedbare stoffen zijn: aluminium, ijzer, goud, natrium, cadmium, koper, lood, tin, nikkel, zilver, zink (dit waren allemaal metalen) koolstof, chloor, jood, zwavel, helium, stikstof, fluor, fosfor, waterstof en zuurstof.

Verbindingen

Magnesium en zuurstof zijn niet-ontleedbare stoffen. Als je deze twee stoffen samen laat reageren door midden van verbranding, ontstaat er magnesiumoxide, de twee stoffen hebben dus samen een verbinding gevormd.
Nog een voorbeeld: Zwaveloxide is een verbinding van zwavel en zuurstof.
 

Atomen en moleculen

Toch vreemd dat sommige stoffen wel kunnen ontleden en andere niet. Vroeger werd er ook veel over nagedacht.
In de 19e eeuw bedacht Dalton dat moleculen opgebouwd zijn uit nog veel kleinere deeltjes, die hij atomen noemde (atoom betekent ondeelbaar). Volgens zijn theorie zijn de atomen onvernietigbaar en niet-ontleedbaar.
Er zijn ongeveer 100 verschillende atoomsoorten die we elementen noemen.

Een niet-ontleedbare stof bestaat dus uit 1 atoomsoort. De stof ijzer bestaat dus alleen uit ijzeratomen.

Er bestaan moleculen met diverse atomen van dezelfde soort, maar de meeste moleculen zijn opgebouwd uit

meer dan één soort atomen. Een stof die je kunt ontleden heeft moleculen, en die bestaan dus uit meerdere

atomen aan elkaar.
Dus de stof water bestaat uit watermoleculen, die moleculen bestaan uit waterstof en zuurstof atomen.

Water is daardoor ontleedbaar want het is een verbinding.

We kunnen net doen of de bolletjes op de tekening hiernaast atomen zijn om het beter te begrijpen.
 

Hier stelt het bovenste plaatje een verbinding voor. Het onderste plaatje stelt allemaal losse atomen voor.

Moleculen bestaan niet altijd uit 2 atomen, soms zijn het er wel veeeeeeeel meer. Soms wel honderden.

Als je een stof hebt ontleed kun je die reactieproducten soms ook weer ontleden, bijvoorbeeld bij het ontleden

van suiker door midden van thermolyse. Eén van de stoffen die dan ontstaat is water(damp).

En water kunnen we weer ontleden in waterstof en zuurstof.

Let op: er is een groot verschil tussen scheiden en ontleden!!

Maar hier gaan we in een volgend hoofdstuk dieper op in.

 

 

Home
samenvatting hfst. 4-6
samenvatting hfst. 7-8
samenvatting Magie
samenvatting Suiker