Grondslagen van Chemie: samenvatting
Bouwstenen van materie
Energie verandering is drijvende kracht voor spontaniteit voor chemische reacties
Materie: alles met een massa die ruimte inneemt.
Atoom: op zichzelf staand voorwerp met evenveel protonen als elektronen
Molecule: verzameling van tenminste 2 atomen waar tussen een chemische
binding zit
Zuivere stof: specifieke fysische- (smelt- en kookpunt, brekingsindex,..) en
chemische eigenschappen. Kan niet gescheiden worden door fysische proces.
- Enkelvoudig bv. H2, Na, N2,…
- Samengesteld bv. H2O, NaCl, C2H5OH,…
Mengsel: geen vaste verhouding, 2 of meer zuivere stoffen samen, wel scheiden
door fysische processen.
- heterogeen: grensvlakken, niet gelijke eigenschappen
- homogeen: verdeling zo goed zelf niet onderscheidbaar op moleculair
level, eigenschappen overal gelijk.
Stoichiometrie: leer van verhoudingen volgens dewelke chemische verbindingen
met elkaar reageren.
Wet van behoud van massa (Lavoisier)
In een gesloten systeem is de totale massa van de chemische stoffen die aan de
reactie deelnemen gelijk aan de totale massa van de reactieproducten.
Wet van de constante massaverhouding (Proust 1805)
Wanneer twee of meer enkelvoudige stoffen met elkaar reageren ter vorming
van een samengestelde stof, reageren deze stoffen steeds in een vaste massa
verhouding.
Wet van de veelvuldige verhouding (Dalton 1804)
Wanneer twee elementen meer dan een verbinding kunnen vormen, zullen de
massa’s van het eerste element en het tweede element in die verbindingen zich
verhouden als kleine, gehele getallen.
Wet van constante volumeverhouding (Louis Gay-Lussac 1808)
Wanneer verschillende gassen met elkaar reageren, verhouden de volumes zich
als gehele getallen ten opzichte van elkaar hetzelfde geldt voor het gasvormige
reactieproduct.
Hypothese van Avogadro (1811)
Gelijke volumes van verschillende gassen bevatten onder identieke
omstandigheden van temperatuur en druk eenzelfde aantal moleculen (of
atomen).
Getal van Avogadro: 1 mol zuivere stof bevat evenveel deeltjes als er atomen
aanwezig zijn in 12g 12/6 C. 6,022*10^23.
,Grondslagen van Chemie: samenvatting
n = m/A (enkelvoudige stof) of m/M (samengestelde stof)
stoichiometrie
concentratie C = hoeveelheid opgeloste stof/ volume van de oplossing
Molfractie: Xi= ni/ntot som van alle X= 1
Massafractie: Yi= mi/mtot som van alle Y= 1
Molaire concentatie: M= n/V
Molaliteit : m= n/m
Massaprocent : m%= mi/m x 100 =Yx100
Volume procent : V%= Vi in 100ml
Massa-volume% : m/V%= mi in 100ml
Dichtheid: p= m/V
Energie
Wet van behoud van energie:
Energie van materie kan verandere door uitwisseling van warmte of arbeid
allemaal in Joule (J)
arbeid= kracht x verplaatsing
joule= newton x meter
joule= (kgxmxs²) x meter
equivalentie van massa en energie
E= mc²
c= lichtsnelheid
Reactievergelijkingen
Rendement R= (reële opbrengst reactieproduct/ maximale hoeveelheid
reactieproduct) x 100
Golven en elektromagnetische straling
Golflengte = λ nanometer
Frequentie = f? Hz
Amplitude = A
c = λ x f?
Licht als EM golf
,Grondslagen van Chemie: samenvatting
- geen medium nodig
- periodiek bewegende elektrische ladingen
o trilling in elektrisch en magnetisch veld = elektromagnetische
golven
verschil met deeltjes gedrag:
EM-golven deeltjes golven
Kunnen versterken of verzwakken:
In fase uit fase
Elk object heeft bij een bepaalde temperatuur een karakteristiek
stralingssprectrum, dit spectrum geeft de uitgestraalde intensiteit (E/opp/s) in
functie van golflengte (of frequentie) weer.
Meestal hangt dit af van de samenstelling. Bij zwarte lichamen (alle straling die
erop invalt absorberen) hangt dit af van de temperatuur. Leiden tot continue
spectra die maximum vertonen bij karakteristieke golflengte. Als temperatuur
stijgt, gaat maximum naar lagere golflengtes.
Naarmate de temp. van een object stijgt, verplaatst straling spectrum in richting
van het uv gebied.
Thermische straling: geladen deeltjes die door warmte beginnen trillen, en net als
kleine antennetjes straling uitzengen me dezelfde trillingsfrequentie.
Verschillende trilling = golflengtes.
Uv-catastrofe: wanneer een deeltje oneindig veel energie uitstraalt als de
golflengte nul nadert.
, Grondslagen van Chemie: samenvatting
Enkel afwijking tussen experimenteel en klassiek bij hoge frequenties (kleine
golflengtes), ze komen wel overeen bij lage frequenties. Planck zegt enkel door
grote hoeveelheid (warmte) energie toe te voegen hoogfrequente trillingen
stralen licht uit.
Wiskundig: energiekwantum
E= h x v h= evenredigheidsconstante (constante van planck= 6,626 E-34
Foto-elektrisch effect: wanneer licht op metalen oppervlak invalt, kan het opp.
Elektronen uitzenden (foto-elektronen). Ze worden aangetrokken door positieve
kernen in metaal, er is energie nodig om ze los te maken. Worden vervolgens
uitgezonden met een bepaalde snelheid en Ekin (= ½ mv²).
Klassiek verwachtte dat energie overgedragen aan elektronen afhangt van
energie van EM-golven. De intensiteit van een golf (energie overgedragen per s
per opp. Hangt af van kwadraat van amplitude van golf. Verwachte dat kinetische
energie van uitgezonden foto-elektronen zou afhangt van amplitude van
lichtgolf. Ook dat aantal uitgezonden elektronen afhangt van frequentie
(#golfpieken per s)
experimenteel: omgekeerd resultaat, aantal uitgezonden elektronen
afhankelijk van amplitude, kinetische energie afhankelijk van frequentie.
Energie van uitgezonden elektronen als functie van de frequentie van invallend
licht toont aan:
1. geen foto-elektronen geproduceerd, tenzij licht een zekere
‘drempelfrequentie’ heeft
2. kinetische energie van foto-elektronen recht evenredig met frequentie licht
3. meer foto-elektronen geproduceerd bij toenemende intensiteit licht, elke
foto-elektronen zelfde kinetische energie.
Ionisatiepotentiaal (IP): de minimumwaarde van energie die fotonen moeten
doorgeven als ze botsen tegen de elektronen om ze los te maken. Deze is voor
elk metaal specifiek en is gelijkt aan de drempelfrequentie (IP = hv0)
Foton hogere energie dan minimale energie, zal die overschot omgezet worden
als kinetische energie van je elektron. Energie foton afhankelijk van frequentie,
dus verband tussen kinetische energie van elektronen en frequentie invallende
golf.
(Ekin= Efoton – IP)
Hv= hv0 + Ekin Ekin= hv – hv0
