SAMENVATTING H1-H5 [Chemie Overal – 3 VWO] Hoofdstuk 2 §2.2 De bijzondere stof water De 4 eigenschappen van water: Dichtheid : De dichtheid van bijv. 1 Liter water in vloeibare vorm is kleiner dan de dichtheid van 1 liter water in de vaste vorm. Alleen de dichtheid van 1 liter ijs is kleiner dan de dichtheid van 1 liter water (vloeibaar). Hierdoor kan ijs drijven op water. Hoe groter de ruimte tussen watermoleculen des te kleiner de massa en de dichtheid. Soortelijke warmte : De soortelijke warmte is de hoeveelheid energie/ warmte dat nodig is om 1 kilogram van een stof 1 graad op te warmen. Water heeft een grote soortelijke warmte. Hoog kookpunt: Water heeft een hoog kookpunt omdat een watermoleculen uit 2 delen bestaat namelijk een deel met een positieve lading en een deel met een negatieve lading. De positieve en negatieve ladingen trekken elkaar aan, deze krachten zijn enorm sterk. Als je water gaat koken moeten de watermoleculen elkaar loslaten. Er is een enorm veel energie nodig om die ladingen van elkaar te scheiden dus is het kookpunt heel hoog. Groot oplosvermogen: Water is een oplosmiddel waar je heel veel verschillende stoffen in kan oplossen. Het is dus een oplosvermogen. §2.3 Water als oplosmiddel Tijdens het oplossen van een stof in een oplosmiddel worden alle verbindingen tussen de moleculen van de stof en het oplosmiddel verbroken en ontstaan er tussen de stof en het oplosmiddel nieuwe verbindingen. Pagina | 1 Wesley Vos © Een oplossing: 2 of meer stoffen vloeibaar in vloeibaar troebel lost niet goed op Een suspensie: 2 of meer stoffen vast in vloeibaar troebel lost niet goed op De oplosbaarheid is het maximaal aantal grammen van een stof die je kunt oplossen in een oplosmidddel. De oplosbaarheid is daarom ook afhankelijk van het oplosmiddel. Gassen kan je oplossen in een vloeistof alleen dat zijn hele kleine hoeveelheden. Verband oplaasbaarheid en temperatuur: Vaste stoffen: hoe hoger de temperatuur van de vloeistof des te groter is de oplosbaarheid Gassen: Hoe hoger de temperatuur des te lager de oplosbaarheid. §2.4 Waterstofbruggen Een atoombinding ontstaat doordat 2 atomen elkaar elektronen delen. Als de hoeveelheid elektronen bij beide atomen gelijk is heb je een ‘gewone atoombinding’. Bij een ‘gewone atoombinding’ worden de atoom door vanderwaalskrachten bij elkaar gehouden. Deze stoffen heb een redelijk laag kookpunt. Als de hoeveelheid elektronen niet bij beide atomen gelijk is, is er sprake van een polaire verbinding. Bij deze verbinding kunnen de vanderwaalskrachten de 2 moleculen niet alleen bij elkaar houden dus komt er een extra binding bij --> Waterstofbruggen. De waterstofbruggen kunnen ALLEEN tussen NH- en OH-groepen. De waterstofbruggen worden gevormd tussen een N- of O-atoom van het ene molecuul en het H-atoom van een ander molecuul. Het H-atoom moet dan ook gebonden zijn aan een O- of N-atoom. Pagina | 2 Wesley Vos © De watermoleculen vormen d.m.v. de waterstofbruggen een erg sterk vliesje. Dat vliesje is de oppervlaktespanning. Hierover kunnen bijv. insecten lopen. Hydrofiel --> Deze stof bevat een NH- of OH-Groep en kan dus oplossen in water want het kan waterstofbruggen vormen met water. Hydrofoob --> Deze stof bevat geen NH- of OH-groep en kan dus niet oplossen in water want het kan geen waterstofbruggen vormen met water. §2.5 Waterkwaliteit Drinkwater kan je zoet maken door het zout uit het water te destilleren. Destilleren is een scheidingsmethode die berust op een verschil van een kookpunt.Want water kookt al bij 100 graden Celsius en zout pas bij een veel hogere temperatuur. Als je het zoute water kookt verdampt bij 100 graden Celsius het water. Deze damp vang je op en laat je afkoelen. De damp gaat condenseren en er ontstaat een vloeistof. De vloeistof die overblijft is het destillaat en de zout is het residu. Deze manier van zout water, zoet maken is erg duur vanwege de energie. Ook een mengsel van meer dan 2 stoffen kan je scheiden. Hierbij moeten de kookpunten van alle stoffen wel erg verschillen. Een andere scheidingsmethode is adsorptie. Adsorptie is een scheidingsmethode die berust op een verschil in deeltjesgrootte. Om adsorptie toe te passen neem je de stof die je wil scheiden en voeg je daar koolstof aan toe. Deze koolstof bevalt veel holle ruimtes waar alle overbodige stoffen in kunnen gaan. Er blijft 1 stof zonder extra opgeloste stoffen. De koolstof is een adsorptiemiddel. Pagina | 3 Wesley Vos © Dikgedrukte termen E drinkwater= water wat is bestemt om te drinken zelfreinigend vermogen= het water bevat kleine organismen die dode dieren en planten opeten, een ander woord ervoor is biologische reiniging. drinkwaterbereiding= proces waarmee water geschikt maakt om te drinken. bezinken= naar beneden zakken gefiltreerd= filtreren adsorptiemiddel= de koolstof Water is geen zuivere stof, want er zitten heel veel (niet zichtbare) opgeloste stoffen in. Deze stoffen zijn niet slecht voor je gezondheid. De concentratie van een stof is hoeveel gram van een bepaalde stof is opgelost in een andere stof. D De ADI-Waarde is de Aanvaardbare Dagelijkse Inname. Dit betekent het maximaal aantal (milli)grammen dat je van een stof per dag per kilogram lichaamsgewicht mag binnenkrijgen. Zacht water --> Er zit weinig kalk in het water Hard water --> Er zit veel kalk in het water. Veel kalk is niet schadelijk voor mensen maar wel voor bijvoorbeeld een waterkoker omdat er namelijk kalkaanslag ontstaat in de binnenkant. §2.6 Cosmetica Cosmetica bestaat uit een mengsel van olie en water + stoffen die per product verschillen. Het probleem is dat olie en water niet mengen. Om dit wel te laten gebeuren wordt er een extra hulpstof aan toegevoegd. Een emulsie is ook een mengsel. Bij een emulsie ontstaat een troebele vloeistof dat niet goed gemengd is. Na een tijdje zal de stof zich weer ontmengen en ontstaat een tweelagensysteem. Om een emulsie toch te laten mengen kan je een emulgator toevoegen. Pagina | 4 Wesley Vos © Emulsie: 2 of meer stoffen vloeibaar in vloeibaar troebel lost niet goed op emulgator toevoegen --> lost als nog op Een emulgatormolecuul heeft een staart van C- en H-atomen en een kop van O-atomen. De kop is dus hydrofiel en de staart is hydrofoob. Door een emulgator kan de stof als het ware niet meer ontmengen omdat de uitgangen vol gestopt zijn met emulgators. Om aan te geven hoe zuur een stof is maak je gebruik van een zuurgraad of pH-graad. De pH-waarde ligt altijd tussen de 0 en de 14. 0-7: de stop is heel zuur --> Gevaarlijk voor je huid 7: het is een neutrale oplossing 7-14: de stof is een basische oplossing/ base. Hoe hoger de pH-graad des te basischer/ agressiever. Een universeel indicatorpapier is een strookje waarmee je de zuurgraad van een oplossing kan meten. Hoe? Je doopt het strookje in de oplossing. Het papiertje neemt dan een bepaalde kleur aan. Deze kleur vergelijk je met een tabelletje en dan weet je de pH-graad van een stof. Pagina | 5 Wesley Vos © Hoofdstuk 3 §3.1 Energie Wat is energie? Energie voorziening Fossiele brandstof verbranden → Co2 komt vrij → slecht voor het broeikaseffect Windmolen park Zonnepanelen Energie is ‘iets’ wat nodig is voor een verbrandingsreactie en wat vrij KAN komen bij een normale reactie. §3.2 Kenmerken chemische reactie Iets is een reactie wanneer er minimaal 2 (begin)stoffen veranderen in 1 of meer andere (eind)stoffen. Energie wat vrijkomt kan ook licht of warmte zijn. De stofeigenschappen veranderen tijdens een chemische reactie. Bij een faseverandering blijven de stofeigenschappen gelijk en is dus geen reactie Beginstoffen → eindproduct(en) Als er warmte vrijkomt is het een exotherme reactie Als er warmte nodig is om een reactie te laten verlopen denk aan een verbrandingsreactie dan is het een endotherme reactie. §3.3 Reactieomstandigheden Reactieomstandigheden Reactietemperatuur De minimale temperatuur die nodig is om een chemische reactie te laten plaatsvinden. Pagina | 6 Wesley Vos © Factoren die invloed hebben op de reactiesnelheid De beginstoffen De verdelingsgraad van de beginstoffen (poeder of een blok bijv.) Hoe groter de concentratie des te sneller de reactie De temperatuur → hoe hoger de temperatuur des te sneller de reactie Een hulpstof (katalysator) Wet behoud van massa / wet van Lavoisier De massa van de beginstoffen zijn even groot als de massa van de eindproducten. Beginstoffen = eindproducten Reactieschema Een chemische reactie is weer te geven in een relatieschema Beginstoffen → eindproducten Faseaanduidingen! In namen (geen formules) o Bijv. koolstof (s) + zuurstof (g) → koolstofdioxide (g) Wanneer stopt een reactie? Een reactie stopt wanneer één van de beginstoffen volledig gereageerd is. Wat overblijft is de overmaat. §3.4 Formuletaal Je kan aan de hand van een molecuultekening een formule opstellen door alle moleculen te tellen en te benoemen en dan in de goede volgorde te plaatsen. Een formule bestaat uit 3 delen Symbool (welk element is het) Index (hoe vaak komt dat element voor) Coëfficiënt (staat aan het begin van elke molecuulformule en geeft aan hoe vaak de elementen aanwezig zijn.) Pagina | 7 Wesley Vos © C Symbool I C= Coëfficient Symbool= Symbool I= Index Voorbeeld van een formule 2H2O De elementen zijn H en O H = waterstof O= zuurstof Je hebt 2 waterstof moleculen omdat de index 2 is. Je hebt 2 water (H2O) moleculen omdat er een 2 voor de formule staat. Molecuulformules Element → stof die bestaat uit één atoomsoort Één-atomige moleculen o bijv. Au, Na, Twee-atomige moleculen o H2, O2, Cl2, I2, N2, F2 Cl. Br I N H O F (Cl. Brinhof → ezelsbruggetje alle twee-atomige moleculen) §3.5 Reactieschema → vergelijking Een reactievergelijking is bijna hetzelfde als een reactieschema het verschil is dat een vergelijking kloppend is en het in formules is. Vb. 2H2 (g) + O2 (g) → 2H2O (l) Pagina | 8 Wesley Vos © §3.6 Verbrandingsreacties Als door verbranding een stof met zuurstof reageert heb je het over een verbrandingsreactie, vaak zijn hier vuurverschijnselen bij. 3 Voorwaarden voor een verbrandingsreactie zijn: Brandbare stof is aanwezig Voldoende zuurstof aanwezig Ontbrandingstemperatuur is bereikt Bij zo’n reactie komt warmte vrij, het is dus een exotherme reactie. Voorbeelden van vuurverschijnselen zijn Vonken vlammen O.a. eindproducten van een onvolledige verbranding zijn: Rook As Verbranden elementen Een ander eindproduct van een verbranding is een oxide, een verbinding van een stof en zuurstof die is ontstaan door verbranding. Verbranden verbindingen Bij het verbranden van verbindingen van oxides krijgen alle beginstoffen hun eigen oxides. Uitgezonderd zuurstof. Onvolledige verbranding Dit ontstaat wanneer er te weinig zuurstof is toegevoegd. Een voorbeeld hiervan is koolstofmonoxide. Dit ontstaat waneer C(roet) en CO2 met elkaar kunnen reageren. Deze stof kan dodelijk zijn. Pagina | 9 Wesley Vos © Oxides die ontstaan door verbranding Brandstof Onvolledige verbranding Volledige verbranding C C (roet) of Co CO2 H H2O H2O N No of N2 NO2 S SO SO2 Reagentia Hiermee kan je aantonen dat een bepaalde stof aanwezig is. De kleur van de stof verandert als er een kleine hoeveelheid van de aantoonbare stof aanwezig is. 2 Voorwaarden: Selectief: alleen bij die stof verandert de kleur Gevoelig: als er een hele kleine hoeveelheid van de aantoonbare stof aanwezig is verandert de kleur al. Voorbeelden van die aantoonbare stoffen. Wit kopersulfaat → reageert met water → kleur= blauw Kalkwater (helder kleurloze vloeistof) → reageert met CO2 → kleur= witte suspensie Broomwater (heldere geelbruine vloeistof) → reageert met SO2 → kleur= heldere bruine vloeistof Factoren die invloed hebben op de verbrandingsreactie Zie paragraaf 3.3 ‘Factoren die invloed hebben op reactiesnelheid’ omdat deze namelijk hetzelfde zijn. Kans op explosie is het hoogst als gasvormige brandstof in de juiste verhouding vermengd is met O2. P a g i n a | 10 Wesley Vos © Paragraaf 3.7 Rekenen met massaverhoudingen De massa-eenheid van atomen is u (unit). 1u= 1,67 x 10^-24. 1 gram= 6,022 x 10^23 u. Massaverhouding Je hebt de verhouding van moleculen en atomen. Bijvoorbeeld: Fe (s) + S (l) → FeS (s) 1 ijzer : 1 zwavel : zwavelsulfide Je weet niet hoeveel atomen met elkaar reageren in welke verhouding maar wel hoeveel moleuculen met elkaar reageren in welke verhouding. Om dat te bepalen bereken je de atoom-massa van elk element, dan weet je de atoom-massa. De massa van elk atoom staat in het periodiek systeem bij het symbool. De plaats is verschillend bij elk periodiek systeem. Om dit te vinden kan je aanhouden dat H= 1,008. Dan moet je dat getal vinden en die plaats gebruiken. Als je bijv. in Fe (s) + S (l) → FeS (s) 55,85 : 32,06 : 87,91 10,00 : B : A A= 10,00 : 55,85 x 32,06= 05,74 B= 10,00 : 55,85 x 87,91= 15,74 Nieuw : oud x verhoudingswaarde van te berekenen stof Overmaat berekenen Als je niet snapt hoe je de overmaat moet berekenen, app me dan even. Leg ik het dan even uit. P a g i n a | 11 Wesley Vos © Samenvatting hoofdstuk 4 Algemeen koolstofchemie Notaties Structuurformule: Een structuurformule is een getekende weergave van een molecuul waar alle verbindingen te zien zijn. Voorbeelden: 4.3C op bladzijde 134 van Chemie Overal – 3VWO Molecuulformule: Een molecuulformule is de stof genoteerd in letters en cijfers. Voorbeeld: C2H6 Molecuulmodel: Een molecuulmodel is een getekende notatie van een stof in 3D of ‘’gewoon’’ plat dus vanaf één aanzicht. Zie voor voorbeelden 4.3A en 4.3B op bladzijde 134 van Chemie Overal – 3VWO Onvertakt of vertakt Als een alkaan (kan ook een andere stof zijn) onvertakt is betekent dat dat in dit geval de C-keten allemaal C’tjes achterelkaar aan zijn. Als we spreken over een vertakte alkaan (kan ook een andere stof zijn) betekent dit dat dat in dit geval de Cketen enkele zijgroepen heeft en dus geen lange rij van C’tjes is. Voorbeelden zie 4.5 op bladzijde 135 van Chemie Overal – 3VWO. Isomerie De molecuulformule C4H10 kan je op verschillende manieren tekenen oftewel er zijn verschillende structuurformules voor. Als er bij één molecuulformule meerdere structuurformules mogelijk zijn is die stof een isomeer. De 2 mogelijke structuurformules van C4H10 P a g i n a | 12 Wesley Vos © Convalentie De convalentie geeft aan hoeveel verbindingen een atoom kan/ moet maken. Voorbeelden --> Het koolstof atoom heeft een covalentie van 4. Dat betekent dat hij altijd 4 verbindingen moet maken met een atoom. Koolstofchemie Er zijn redelijk veel groepen koolstoffen. In paragraaf 4.2 worden er twee behandeld namelijk de: Koolwaterstoffen Alcoholen Koolwaterstoffen Koolwaterstoffen zijn koolstofverbindingen die uitsluitend bestaan uit koolstof (C)- en waterstof (H)- atomen. Voorbeelden van deze stoffen zijn methaan en ethaan. De koolwaterstoffen zijn ook weer onder te verdelen in een aantal groepen: Alkanen: o Wat zijn het? Alkanen zijn de “standaard” koolstofverbindingen in de koolwaterstoffen waar ook veel andere koolwaterstoffen en alcoholen uit opgebouwd zijn. o Wat is de algemene formule? Een alkaan heeft de standaard formule CnH2n + 2. De “n” in de standaardformule geeft het aantal C-atomen aan, het is te vergelijken met de “x” bij wiskunde. o Wat is de naamgeving van alkanen? Onvertakte alkanen 1. Zoek de langste onvertakte C-keten. 2. Wat is de stamnaam van deze C-keten (zie tabel laatste pagina) 3. Je hebt de naam P a g i n a | 13 Wesley Vos © Vertakte alkanen 1. Zoek de langste onvertakte C-keten 2. Wat is de stamnaam van deze C-keten (zie tabel laatste pagina) 3. Zoek het aantal methyl- en ethylgroepen en bepaal de plaats van deze groepen (tel vanaf de kant waar je het snelst een zijgroep vindt). 1 methyl zijgroep --> methyl 2 methyl zijgroepen --> dimethyl 1 ethyl zijgroep --> ethyl 2 ethyl zijgroepen --> di-ethyl of diethyl (weet ik niet) Het is dus de naam van de zijgroep (methyl of ethyl in ons geval) + een voorzetsel (di= 2, tri= 3, tetra= 4, penta= 5, hexa= 6). Dat voorzetsel komt voor de naam van de zijgroep. Plaats: Als de zijgroep aan de 2e C-atoom zit is het 2-methyl en als er ook een methyl groep zit aan de 4e C-atoom is het 2,4-methyl (dit geldt ook voor ethyl). 4. Volledige naam: eerst de ethylzijgroepen (inclusief hoeveel en plaats) dan de methylzijgroepen (inclusief hoeveel en plaats) en dan de stamnaam. Voorbeeld: 1. De langste C-keten is 6 C’tjes 2. De stamnaam is dus hexaan 3. Er is één methylgroep op 2 en er is één ethylgroep op 3. 4. 3-ethyl-2-methylhexaan P a g i n a | 14 Wesley Vos © Alkenen o Wat zijn het? Alkenen zijn bijna hetzelfde als alkanen. Het enige verschil wat er is, is dat alkenen een dubbele C-binding bevatten dit betekent dat er 2 C’tjes “dubbel” verbonden zijn. o Wat is de algemene formule: De algemene formule van alkenen is te vergelijken met die van alkanen. Het verschil is dat door de dubbele binding er aan de C’tjes van die dubbele binding per C één waterstofatoom minder kan doordat er een extra binding bij is gekomen (koolstof heeft een convalentie van 4 en door die dubbele binding blijven zijn er nog 2 bindingen mogelijk in plaats van 3). De algemene formule van alkenen is dan ook CnH2n. o Wat is de naamgeving van alkenen? Onvertakte alkenen 1. Zoek de langste onvertakte C-keten. 2. Wat is de stamnaam van deze C-keten (zie tabel laatste pagina) 3. Je veranderd –aan naar –een VB. (pentaan = penteen) Vertakte alkenen 1. Zoek de langste onvertakte C-keten 2. Zoek de dubbele binding in de onvertakte C-keten. Bepaal de plaats van de dubbele binding, aan welke C zit de dubbele binding vast, tel vanaf de kant waar je het eerst een dubbele binding tegenkomt. De stamnaam noteer je in de vorm van pent – 1 – een (1e helft onvertakte C-keten – plaats dubbele binding – een) --> nieuwe notatie. 3. Wat is de stamnaam van deze C-keten (zie tabel laatste pagina). De stamnaam noteer je in de vorm van pent – 1 – een (1e helft onvertakte C-keten – plaats dubbele binding – een) --> nieuwe notatie. Ander vb. P a g i n a | 15 hex – 3 – een Wesley Vos © 4. Zoek het aantal methyl- en ethylgroepen en bepaal de plaats van deze groepen (tel vanaf de kant waar je het eerst een dubbele binding vindt). 1 methyl zijgroep --> methyl 2 methyl zijgroepen --> dimethyl 1 ethyl zijgroep --> ethyl 2 ethyl zijgroepen --> di-ethyl of diethyl (weet ik niet) Het is dus de naam van de zijgroep (methyl of ethyl in ons geval) + een voorzetsel (di= 2, tri= 3, tetra= 4, penta= 5, hexa= 6). Dat voorzetsel komt voor de naam van de zijgroep. Plaats: Als de zijgroep aan de 2e C-atoom zit is het 2-methyl en als er ook een methyl groep zit aan de 4e C-atoom is het 2,4-methyl (dit geldt ook voor ethyl). 5. Volledige naam: eerst de ethylzijgroepen (inclusief hoeveel en plaats) dan de methylzijgroepen (inclusief hoeveel en plaats) en dan de stamnaam --> je verandert –aan in –een zie vb onvertakte alkenen). Voorbeeld: 1. De langste onvertakte C-keten is 7 2. De dubbele binding zit aan de 3 C 3. De stamnaam is Hept-3-een (nieuwe notatie) 4. 1 methylgroep op 2 en 1 methylgroep op 4 5. 2,4-dimethyl-hept-3-een P a g i n a | 16 Wesley Vos © Cycloalkanen o Wat is het? Cycloalkanen koolstofverbindingen met C-atomen in een ring. Door de cycloalkanen krijgt één molecuulformule meerdere structuurformules. o Wat is de algemene formule? De algemene formule van een cycloalkaan is gelijk aan die van de alkenen namelijk CnH2n. o Wat is de naamgeving van cycloalkanen? Onvertakte cycloalkanen - De onvertakte cycloalkanen hebben bijna dezelfde naam als een alkaan alleen staat er “cyclo-“ voor de naam van de alkaan. - Voorbeeld: o De onvertakte C-Keten bestaat uit 5 C’tjes o De stamnaam is pentaan omdat pentaan 5 C-atomen bevat en omdat het een cycloalkaan is komt er “cyclo” voor dus de naam is “cyclopentaan”. Vertakte cycloalkanen 1. Zoek de ring van C-atomen en uit hoeveel C-atomen bestaat deze ring? 2. Welk stamnaam heeft deze onvertakte cylcoalkaan --> zie onvertakte cycloalkanen hierboven. 3. (Nummer de C-atomen en begin bij het C-atoom waar een zijgroep aanzit, als deze er niet is begin je willekeurig met nummeren). 4. Zoek het aantal methyl- en ethylgroepen en bepaal de plaats van deze groepen (tel vanaf de kant waar je het eerst een zijgroep tegenkomt). 1 methyl zijgroep --> methyl 2 methyl zijgroepen --> dimethyl 1 ethyl zijgroep --> ethyl 2 ethyl zijgroepen --> di-ethyl of diethyl (weet ik niet) P a g i n a | 17 Wesley Vos © Het is dus de naam van de zijgroep (methyl of ethyl in ons geval) + een voorzetsel (di= 2, tri= 3, tetra= 4, penta= 5, hexa= 6). Dat voorzetsel komt voor de naam van de zijgroep. Plaats: Als de zijgroep aan de 2e C-atoom zit is het 2-methyl en als er ook een methyl groep zit aan de 4e C-atoom is het 2,4-methyl (dit geldt ook voor ethyl). 5. Volledige naam: eerst de ethylzijgroepen (inclusief hoeveel en plaats) dan de methylzijgroepen (inclusief hoeveel en plaats) en dan de stamnaam Voorbeeld: | | — C—C – C — | | — C—C – C — | | 1. Ring C-atomen bestaat uit 4 C-atomen 2. Cyclobutaan 3. (Even in je hoofd doen) 4. 1 methyl groep op 1 en 1 methyl groep op 2 5. 1,2-dimethylcyclobutaan P a g i n a | 18 Wesley Vos © Alcoholen Alcoholen zijn koolstofverbindingen met behalve koolstof- en waterstofatomen ook zuurstofatomen. Binnen de alcoholen is er een homologo reeks van alkanolen. o Alkanolen o Wat zijn het? Het zijn koolstofverbindingen met koolstof-, waterstof en zuurstofatomen. Een alkanol heeft altijd een “staart” van OH dus aan een C zit een OH-groep vast. o Wat is de algemene formule? De algemene formule lijkt een beetje op die van alkanen. De formule is als volgt: CnH2n+1OH. Het totale aantal Cen H-atomen is gelijk aan het aantal C- en H-atomen van de alkanen. De formule is niet gelijk maar door de OH staart komt er nog een H-atoom bij maar de alkanolen bevatten ook nog een O-atoom. o Wat is de naamgeving van alkanolen? Onvertakte alkanolen 1. Zoek de langste onvertakte C-keten. 2. Wat is de stamnaam van deze C-keten. 3. Plak achter de stamnaam –ol en je hebt de naam. Vertakte alkanolen 1. Zoek de langste onvertakte C-keten 2. Wat is de stamnaam van deze C-keten --> Onvertakte Cketen van een alkaan dus butaan of pentaan enz. 3. Bepaal de plaats van de OH-groep, begin met tellen aan de kant waar je de OH-groep het snelst tegenkomt. 4. Bepaal de stamnaam. Notatie --> Butaan – 2 – ol Dus: Onvertakte C-keten gevolgd door plaats waar de OHgroep zich bevindt (zie 3.) gevolgd door –ol. (Nog een vb --> hexaan – 4 – ol) P a g i n a | 19 Wesley Vos © 5. Zoek het aantal methyl- en ethylgroepen en bepaal de plaats van deze groepen (tel vanaf de kant waar je het eerst een zijgroep tegenkomt). 1 methyl zijgroep --> methyl 2 methyl zijgroepen --> dimethyl 1 ethyl zijgroep --> ethyl 2 ethyl zijgroepen --> di-ethyl of diethyl (weet ik niet) Het is dus de naam van de zijgroep (methyl of ethyl in ons geval) + een voorzetsel (di= 2, tri= 3, tetra= 4, penta= 5, hexa= 6). Dat voorzetsel komt voor de naam van de zijgroep. Plaats: Als de zijgroep aan de 2e C-atoom zit is het 2-methyl en als er ook een methyl groep zit aan de 4e C-atoom is het 2,4-methyl (dit geldt ook voor ethyl). 6. Volledige naam: eerst de ethylzijgroepen (inclusief hoeveel en plaats) dan de methylzijgroepen (inclusief hoeveel en plaats) en dan de stamnaam Voorbeeld: | | | | | —C—C—C—C—C— | —C— | OH | 1. De langste onvertakte C-keten is 5 2. De stamnaam is dan pentaan 3. Op plaats 2 4. Pent – 2 – ol 5. 1 methylgroep op 4 6. 4-methyl-pent-2-ol P a g i n a | 20 Wesley Vos © Als er gevraagd wordt om bijv. 5 isomeren te geven van C4H8 kunnen dit ook cycloalkanen zijn! Als er gevraagd wordt om bijv. 4 isomeren van de alkanen met de formule C5H12 kan je geen cycloalkanen en alkenen tekenen, alleen maar alkanen! Controleer als je een structuurformule hebt getekend goed of de convalentie klopt. Convalentie van een aantal atomen: - C-atoom --> 4 - H-atoom --> 1 - O-atoom --> 2 Vragen? App mij even! Onvertakte C-atomen alkanen AANTAL C-ATOMEN NAAM 1 Methaan 2 Ethaan 3 Propaan 4 Butaan 5 Pentaan 6 Hexaan 7 Heptaan 8 Octaan 9 Nonaan 10 Decaan P a g i n a | 21 Wesley Vos © §4.3 Noodzakelijke voedingsstoffen Er zijn veel verschillende voedingsstoffen. Voorbeelden van voedingsstoffen zijn water, eiwitten, koolhydraten, vetten, mineralen en vitamines. Deze voedingsstoffen krijg je binnen door voedingsmiddelen te consumeren. Als je gevarieerd eet krijg je van elke stof wat binnen. Eiwitten --> fundament van een cel Koolhydraten --> brandstof om te kunnen functioneren Vetten --> energiedragers Mineralen --> Bouwstoffen voor het skelet, cellen en weefsels Vitamines --> Werkzame organische verbindingen, specifieke werking sleutelfuncties van de stofwisseling Water --> Bouwstof, transportmiddel, oplosmiddel en temperatuurregelaar. Structuurformules voedingsstoffen Eiwitten, koolhydraten en vetten zijn koolstofverbindingen. Dat betekent dat ze een C-romp hebben. De eiwitten, koolhydraten en vetten zijn drie aparte groepen binnen de koolstofchemie uit paragraaf 2. Allemaal hebben ze kenmerken waaraan je ze kan herkennen. Eiwitten: een eiwitmolecuul heeft altijd een bepaalde combinatie van C-, H- en N-atomen --> de peptidebinding. Koolhydraten: in een koolhydraat is een ring van C-, H- en O-atomen aanwezig. Glucose is het eenvoudigste koolhydraat. Een glucosering met een fructosering (vruchtensuiker) vormt een sacharosemolecuul --> bietsuiker. Heel veel glucoseringen vormen een zetmeelmolecuul. Vetten: De molecuulformule van een vet bestaat alleen uit C-, H- en O-atomen. De romp van elk vet- of oliemolecuul is ook hetzelfde. De romp is afkomstig van een glycerolmolecuul en de zijgroepen zijn afkomstig van de vetzuren. De zijgroepen bepalen ook of je te maken hebt met gezonde of ongezonde vetten. (onverzadigde vetzuren zijn gezonder dan verzadigde vetzuren.) P a g i n a | 22 Wesley Vos © Vitamines en mineralen Vitamines zijn ook koolstofverbindingen maar horen niet bij één groep omdat ze geen gemeenschappelijke kenmerken in hun structuurformules hebben. Mineralen zijn geen koolstofverbindingen maar stoffen met één atoomsoort die een metaal is. Mineralen zijn nodig en zijn bijvoorbeeld atoomsoorten die natrium, ijzer of zink bevatten. §4.4 Afbraak van voedingsstoffen Waarvoor zijn voedingsstoffen nodig? Voedingsstoffen zijn nodig om je chemische fabriek (je lichaam) draaiende te houden. De koolhydraten en vetten vormen de brandstof. Met behulp van zuurstof (die je inademt) verbranden die koolhydraten en vetten en ontstaat er koolstofdioxide en water. De energie die vrijkomt wordt weer gebruikt voor activiteiten in je lichaam. Een ander deel van je voedingstoffen worden afgebroken tot kleinere moleculen en worden gebruikt voor reacties die zorgen voor nieuwe stoffen. Die nieuwe stoffen zijn bijvoorbeeld nodig om nieuwe cellen te maken. Voor dit alles is een temperatuur van 37° C nodig en daarom moeten sommige reacties sneller gebeuren. Daarvoor worden katalysatoren gebruikt. Deze maakt je lichaam zelf en heten enzymen. Elke reactie heeft zijn eigen enzym. Elke enzym is pH-gevoelig en kan maar 1x gebruikt worden. De spijsvertering Onverteerbare stoffen uit brood, peulvruchten en verse groenten en fruit gaan naar de dikke darm waar ze de stoelgang bevorderen. Dit zijn de vezels. Veel voedingsstoffen reageren eerst met water waarbij ze afgebroken worden tot kleinere moleculen die makkelijker getransporteerd kunnen worden. Dit heet hydrolyse. (Ontleding d.m.v. water). Hydrolyse van eiwitten: als eiwitten reageren met water ontstaan er kleinere moleculen --> aminozuren. Reactie --> water breekt de peptidebinding --> water hecht zich aan het N-atoom en de OH-groep en C-atoom gaan binden. Het O-atoom is afkomstig van het water (H2O). Die aminozuren worden gebruikt om eiwitten en enzymen te maken. Aminozuren die je lichaam niet kan maken krijg je door je voeding en heten essentiële aminozuren. P a g i n a | 23 Wesley Vos © Hydrolyse van koolhydraten: Uit koolhydraten is glucose te halen dat nodig is voor de energievoorziening. De glucose ontstaat door de bietsuiker of zetmeel (vormen van koolhydraten) te laten reageren met water waarbij glucose ontstaat. Hydrolyse van vetten: De romp van een vet- of oliemolecuul is een glycerolmolecuul en de zijgroepen zijn vetzuren. Als een vet- of oliemolecuul reageert met water ontstaan altijd glycerol en vetzuren. Een deel van de vetzuren zijn voor de brandstofvoorziening. De rest zijn de bouwstoffen van de lichaamscellen of zijn omgezet in andere stoffen. Die andere stoffen zijn voor de aanleg van het hersenweefsel, de spierwerking, de bloedstolling, regeling bloeddruk en afweer tegen ziektes. Reactie --> water breekt op drie plaatsen de binding van O- en H- atomen in een vetmolecuul. Aan de glycerolrest hechten drie H-atomen (afkomstig van het water) en aan de vetzuren hechten drie OH-groepen. (afkomstig van het water). Er zijn vetzuren die je lichaam niet kan maken en je uit je voeding moet halen dit zijn de essentiële vetzuren. 4.6 Additieven (ADI-waarde t/m Papierchromatografie) ADI-waarde van additieven De ADI-waarde is de Aanvaardbare Dagelijkse Inname van een stof uitgedrukt in mg per kg lichaamsgewicht. Dit is heel belangrijk omdat er mensen zijn die overgevoelig zijn voor sommige kleurstoffen. Papierchromatografie Door middel van deze scheidingsmethode kan je nagaan uit hoeveel componenten een kleurstof bestaat. Papierchromatografie is een scheidingsmethode die berust op het verschil in adsorptievermogen (de mate waarin een stof vloeistoffen of gassen kan opnemen) en het verschil in oplosbaarheid van de componenten uit het mengsel. Praktijk: Breng op een papier extracten aan van de kleurstoffen die getest worden. Zet het papiertje in een beker met loopvloeistof (mengsel van verschillende oplosmiddelen waarin de kleurstoffen kunnen oplossen). De loopvloeistof wordt door het looppapier omhoog gezogen. Als de loopvloeistof de kleurextracten heeft bereikt worden de kleuren ook mee naar boven gezogen. Uiteindelijk zal de loopvloeistof niet P a g i n a | 24 Wesley Vos © verder stijgen en kan je het papiertje uit het bekerglas halen. Je het nu een chromatogram. Niet alle kleurstoffen zijn even ver omhoog gezogen omdat er namelijk een verschil is in adsorptie. Sommige kleurstoffen adsorberen sterker aan het papieroppervlak dan andere en sommige kleurstoffen lossen beter op in de loopvloeistof. De stof die het meest oplost en het minst adsorbeert komt het hoogst en de stof die het meest adsorbeert en het minst oplost het laagst. Op het chromatogram zie je de samenstelling van een verschillende kleurstoffen. Elke stof heeft zijn eigen Rf-waarde bij een bepaalde temperatuur en bepaalde loopvloeistof. De stof kan je bepalen door de twee afstanden op het chromatogram op te meten. Afstand 1 is van het punt waar de kleurstoffen zijn aangebracht tot het punt waar de kleurstof is blijven steken. Dit is afstand A. En afstand 2 is vanaf het punt waar je kleurstoffen hebt aangebracht tot waar de loopvloeistof is getrokken. Dit is afstand B. De Rf-waarde kan je nu berekenen door A te delen door B. ANDERE SCHEIDINGSMETHODEN OOK LEREN EN KENNEN! P a g i n a | 25 Wesley Vos © Hoofdstuk 5 §5.2 Waaraan herken je een ontledingsreactie? Ontledingsreacties Een ontledingsreacties is een chemische reactie waarbij één beginstof ontleedt wordt in meerdere eindproducten. Een ontledingsreactie kan je herkennen aan één beginstof en meerdere reactieproducten. Voorbeelden: CO2 (g) --> …. + ……. C C6H12O6 (s) --> …….. + …….. + ……… 3C (s) + 6H2 (g) + 3O2 (g) Ca(OH)2 (s) --> ……… + ……….. + ……… Ca (g) + O2 (g) (s) + O2 (g) + H2 (g) Energie-effect van ontledingsreacties Een ontledingsreactie kan energie nodig hebben dan is de reactie endotherm. Er kan bij een ontledingsreactie ook energie ontstaan dan is de reactie exotherm. Wanneer er warmte nodig is om een reactie te starten is dit GEEN verbrandingsreactie maar kan dit een ontledingsreactie zijn. Activeringsenergie en energiediagrammen Wanneer er energie nodig is om een reactie op te starten heet deze benodigde energie de activeringsenergie. Bij een endotherme moet je blijven verwarmen en bij een exotherme reactie kan je de warmtebron weghalen. Het energieverloop kan je weergeven in een diagram. Daarin staan twee energieniveaus --> beginstoffen en eindproducten. Wanneer het een exotherme reactie is, is er meer energie aanwezig bij de beginstoffen en als het een endotherme reactie is, is er meer energie aanwezig bij de eindproducten. De afstand tussen de energieniveaus is de hoeveelheid energie die nodig is of vrij komt. Wanneer het niveau van de beginstoffen hoger ligt dan die van de reactieproducten is er energie vrijgekomen en als het niveau van de beginstoffen lager ligt dan die van de reactieproducten is er energie opgenomen. P a g i n a | 26 Wesley Vos © §5.3 Typen ontledingsreacties Drie typen ontledingsreacties Thermolyse --> d.m.v. warmte één beginstof ontleden in meerdere reactieproducten. Een voorbeeld hiervan is de thermolyse van ijzererts zie paragraaf 4. Elektrolyse --> d.m.v. elektrische energie één beginstof ontleden in meerdere reactieproducten. Voorbeeld is de ontleding van water zie paragraaf 5. Fotolyse --> d.m.v. licht één beginstof ontleden in meerdere reactieproducten. Voorbeeld hiervan is de fotolyse van zilverchloride waarbij zilver en chloor ontstaan. Reactieproducten van een ontledingsreactie Een ontleedbare stof is altijd een verbinding. Als je een verbinding ontleedt zijn de reactieproducten VAAK elementen (niet ontleedbare stoffen). Een voorbeeld van een ontledingsreactie waarbij ook een verbinding ontstaan is de ontledingsreactie van kalksteen. CaCo3 (s) --> CaO (s) + CO2 (g). Er ontstaat ongebluste kalk (CaO) dit is een verbinding van calcium en zuurstof. Het wordt niet verder ontleedt omdat het niet nuttig is want ongebluste kalk wordt veel gebruikt en niet de calcium. Als je water toevoegt aan ongebluste kalk ontstaat er gebluste kalk (CaO2H2). Dit kom je veel tegen als beginstof in de chemische industrie en in de bouw. P a g i n a | 27 Wesley Vos © §5.4 Thermolyse in de chemische industrie Thermolyse van ijzererts IJzererts is een verbinding van de atoomsoorten ijzer (Fe) en zuurstof (O 2). De bereiding van ijzer uit ijzererts gebeurt d.m.v. hoogovens en thermolyse. De bereiding van ijzer bij 2500°C : 2 Fe2O3 (s) --> 4 Fe (s) + 3 O2 (g). Bij 2500°C bereiden van ijzer uit ijzererts kost veel energie en vereist dure installaties daarom wordt er vaak koolstofmono-oxide toegevoegd die de zuurstofatomen uit de ijzererts ‘wegvangt’. Deze manier van bereiden kan al bij 1500°C en is dus goedkoper. De reactievergelijking is als volgt: Fe2O3 (s) + 3 CO (g) --> 2 Fe (s) + 3 CO2 (g). Die koolstofmono-oxide is ontstaan doordat brokken koolstof onvolledig verbranden en er dus koolstofmono-oxide ontstaat. De ijzer en de koolstof mengen en daaruit ontstaat gietijzer. Van gietijzer naar staal Door de koolstof is de gietijzer na stolling hard en breekbaar. Om het ijzer steviger te maken wordt de koolstof uit het ijzer gehaald. Dit kan door koolstof te laten reageren met zuurstof want dan ontstaat er koolstofdioxide in gasvorm en dat ontsnapt direct. De ijzer die overblijft wordt verder verwerkt en wordt uiteindelijk staal. Blokschema’s Bijna alle fabrieken werken volgens blokschema’s. Elk blok stelt een onderdeel voor. Hieronder staat het blokschema van een ‘normale’ chemische fabriek: Aanvoer grondstoffen --> opslag Grondstoffen worden voorbewerkt zodat ze makkelijker reageren. De grondstoffen reageren met elkaar Het reactiemengsel wordt gescheiden in eindproduct en afvalverwerking De eindproducten gaan naar de opslag De ongewenste bijproducten worden verwerkt tot onschadelijk afval. P a g i n a | 28 Wesley Vos © §5.5 Elektrolyse en fotolyse in de chemische industrie Productie van waterstof Elektrolyse van waterstof: Waterstof wordt geproduceerd door water te ontleden door middel van elektrolyse in de reactieproducten waterstof en zuurstof. Deze ontleding d.m.v. elektrolyse kan met het toestel van Hofmann. Dit hele proces werkt niet altijd heel goed dus wordt het niet heel veel gebruikt. Wel is het inmiddels al verbeterd door middel van katalysatoren. In de auto-industrie zijn ze druk bezig met kijken hoe ze een auto kunnen laten rijden op water (waterstof). Fotolyse van waterstof: Er wordt gekeken of door middel van licht waterstof gemaakt kan worden op een biologische manier. Op dit moment zijn er algen die wanneer ze bestraald worden door licht water kunnen ontleden in waterstof en zuurstof alleen is het probleem dat de zuurstof die ontstaat de algen afremt waardoor ze steeds minder water kunnen ontleden. Wel wordt er door wetenschappers gekeken hoe algen door middel van genetische modificatie minder gevoelig gemaakt kunnen worden voor zuurstof dus ze meer water kunnen ontleden. Het voordeel van deze manier van produceren is dat de algen zich kunnen verminderen dus er geen tekort komt en dat er geen koolstofdioxide vrijkomt. P a g i n a | 29 Wesley Vos ©
© Copyright 2024 ExpyDoc
