HOOFDSTUK 1: chemische vaardigheden, experimenten en metingen
1.1 De wetenschappelijke methode in een chemische context: verbeterde farmaceutische insuline
De ontwikkeling van Humalog®
- Insulinemedicijµn dat beschikbaar is voor mensen met diabetes
- Diabetes wordt veroorzaakt door onvoldoende productie en/of gebruik van insuline
De wetenschappelijke methode
= de wetenschappelijke methode is een proces waarbij vragen en
vermoedens worden geformuleerd die voortkomen uit observaties,
zorgvuldig ontwerp van experimenten en doordachte analyse van
resultaten.
De belangrijkste elementen van de wetenschappelijke methode, weergegeven in bovenstaande
figuur zijn de volgende:
- Waarnemingen zijn een systematische registratie van natuurlijke fenomenen en kunnen
kwalitatief, beschrijvend van aard of kwantitatief zijn, waarbij metingen worden verricht.
- Een hypothese is een mogelijke verklaring voor de observatie die is ontwikkeld op basis van
feiten verzameld uit eerdere experimenten, evenals wetenschappelijke kennis en intuïtie. De
hypothese is misschien niet correct, maar moet met een experiment kunnen worden
getoetst.
- Een experiment is een procedure om de hypothese te testen. Experimenten zijn het nuttigst
wanneer ze op een gecontroleerde manier worden uitgevoerd, wat betekent dat er maar één
variabele is die verandert, terwijl alle andere constant blijven.
- Een theorie wordt ontwikkeld op basis van een hypothese die logisch is met experimentele
gegevens en is een verbindend principe dat experimentele resultaten verklaart. Ook doet het
voorspellingen over verwante systemen en worden nieuwe experimenten uitgevoerd om de
theorie te verifiëren.
1.2 experimenten en metingen
- Het SI-stelsel heeft zeven fundamentele eenheden
- Gebruik van voorvoegsels om wanneer er verwezen wordt naar kleiner grotere
hoeveelheden
- afgeleide eenheden/ combinatie van SI-eenheden
➔ Energie: kracht x afgelegde weg → uitgedrukt in Joule (J=N. m)
➔ Kracht: massa x versnelling → uitgedrukt in Newton (N= kg. m s-²)
,1.3. Massa en zijn meeteenheid
1 kg = 1000 g = 1,000,000 mg = 1,000,000,000 mg ( 2.205 lb)
1 g = 1000 mg = 1,000,000 mg (0.035 27 oz)
1 mg = 1000 mg
Massa en gewicht
- Massa: een fysieke eigenschap die de hoeveelheid materie in een object meet
- Gewicht: de kracht die gemeten wordt wanneer de zwaartekracht aan een object trekt
1.4 lengte en zijn meeteenheid
1 m = 100 cm = 1000 mm = 1,000,000 mm = 1,000,000,000 nm (1.0936 yd)
1 cm = 10 mm = 10,000 mm = 10,000,000 nm (0.3937 in)
1 mm = 1000 mm = 1,000,000 nm
1.5 Temperatuur en zijn meeteinheid
1.6 afgeleide eenheden: volume en zijn meetheenheid
- grootheden als oppervlakte, volume, dichtheid, snelheid en druk zijn afgeleide grootheden
- eenheid van volume: kubieke meter (m³)
1 m³ = 1000 dm³ = 1,000,000 cm³ (264.2 gal)
1 dm³ = 1L = 1000 mL (1.057 qt)
,1.7. afgeleide eenheden: dichtheid en zijn meeteenheid
- dichtheid is temperatuurafhankelijk
1.8 afgeleide grootheden; energie en zijn meeteenheid
- definitie energie: het vermogen is om warmte te leveren of arbeid te verrichten.
- Kinetische energie: energie van beweging
- Potentiële energie: Potentiële energie is opgeslagen energie. De energie zit opgeslagen in
een object vanwege zijn hoogte of in een molecuul vanwege chemische reacties die het kan
ondergaan.
- Si-eenheid van energie is joule
- Ook de calorie wordt gebruikt. (1 cal = 4.184 J )
1.9 accuraatheid en precisie
- Nauwkeurigheid: verwijst naar hoe dicht een bepaalde meting bij de werkelijke waarde ligt
- Precisie: verwijst naar hoe goed een aantal onafhankelijke metingen met elkaar
overeenkomen
- De volgende regels hebben betrekking op de verschillende situaties die zich voordoen:
➔ Nullen in het midden van een getal zijn net als elk ander cijfer; ze zijn altijd
significant. (bv 4,803 cm)
➔ Nullen aan het begin van een getal zijn niet significant; ze werken alleen om de
komma te lokaliseren (bv 0,006 61 g drie significante cijfers.
➔ Nullen aan het einde van een getal en na de komma zijn altijd significant.
Aangenomen wordt dat deze nullen alleen worden weergegeven als ze significant
zijn (bv 55.220)
➔ Nullen aan het einde van een getal en voor de komma kunnen al dan niet significant
zijn. (Bv34,200 m)
, - beduidende cijfers;
1.10 afronden cijfers
- Product en quotiënt: laagste aantal beduidende cijfers nemen
- Som en product: laagste aantal beduidende cijfers nemen
- afronden cijfers:
➔ Kleiner dan een 5: naar beneden afronden
➔ Hoger dan 5: naar boven afronden
➔ Een 5 naar boven afronden
1.11 bewerkingen; van het ene naar het andere overrekenen
- Methode van de dimensionele analyse: een hoeveelheid beschreven in één eenheid wordt
omgezet in een equivalente hoeveelheid met een andere eenheid door vermenigvuldiging
met een conversiefactor die de relatie tussen eenheden uitdrukt.
Original quantity x Conversion factor = Equivalent quantity
