Samenvatting Basischemie, voor studenten in het beroepsonderwijs - Hoofdstuk 1 t/m 3

Samenvatting hoofdstuk 1 t/m 3 van Basischemie, voor studenten in het beroepsonderwijs (drs.
J.H. Vermaat, J.J.H. Weierink)
Hoofdstuk 1 - Stoffen

1.1 Scheikunde
 Scheikunde of chemie is een tak van wetenschap die zich bezighoudt met stoffen. Meer
precies, scheikunde houdt zich bezig met de verandering van de ene stof in de andere.
 Een chemische reactie is een blijvende verandering van de stoffen. Bijvoorbeeld: het
verbranden van glucose (druivensuiker) in het lichaam. Glucose komt via et voedsel in het
lichaam, de benodigde zuurstof via de ademhaling. Na verbranding ontstaan er water en
(koolzuurgas) die via de longen het lichaam verlaten.
 Fase aanduidingen: er zijn vier fasen die allen een eigen faseaanduiding hebben gekregen:
- Vast / S (solid)
- Vloeibaar / L (liquid)
- Gas / G (gas)
- Opgelost in water / aq (aqua)
 Fase overgangen:
- Vast  vloeibaar = smelten;
- Vloeibaar vast = stollen;
- Vloeibaar  gas = verdampen;
- Gas  vloeibaar = condenseren;
- Vast  gas = sublimeren of vervluchtigen;
- Gas  vast = sublimeren of rijpen.
 Een scheikundige verandering ( = een chemische reactie) is vaak te herkennen aan een
verandering van stofeigenschappen.

1.2 Molecuultheorie
 Chemici gaan er vanuit dat elke stof is opgebouwd uit heel kleine deeltjes. Deze kleine
deeltjes heten moleculen.

Veronderstelling 1 – Elke stof heeft zijn eigen moleculen
Het verschil tussen zuivere stoffen en mengsels. Een zuivere stof bestaat uit één soort
moleculen en een mengsel bestaat uit meerdere soorten moleculen. Het verschil is te zien
als er gekeken wordt naar het smelten en koken van een stof. Zuivere stoffen hebben een
smeltpunt en een kookpunt. Bij mengsels is dit een smelttraject en een kooktraject.
Veronderstelling 2 – Er zit ruimte tussen de moleculen
Als aan een glas water suiker wordt toegevoegd, dan lost de suiker op. Het volume neemt
niet toe. Blijkbar zt er ruimte tussen de watermoleculen waar de suikermoleculen tussen
kunnen zitten.
Veronderstelling 3 – Moleculen bewegen
 Diffusie: twee vloeistoffen mengen zich zonder dat ze geroerd worden. Dit vrij bewegen
van vloeistoffen (en gassen!) heeft diffusie. Anders gezegd: de moleculen diffunderen door
de lucht of door de vloeistof.
 Nulpunt: Diffusie gaat sneller als de temperatuur hoger is. Als de moleculen helemaal
stilstaan, is het absolute nulpunt bereikt. Dit is bij -273C. Deze temperatuur wordt ook
wel 0 K (Kelvin) genoemd.
Veronderstelling 4 – In een vaste stof trillen de moleculen op een vaste plaats in een
vloeistof en een aas bewegen de moleculen door elkaar. In een vaste stof en een
vloeistof zijn de moleculen dicht bij elkaar, in en gas is er een grote afstand tussen de
moleculen.
De verklaring is dat moleculen elkaar aantrekken. Moleculen oefenen krachten op elkaar
uit. Deze krachten heten van der Waalskrachten.

, Cohesie/adhesie: er zijn 2 soorten aantrekkingskrachten. De aantrekkingskracht tussen
moleculen van dezelfde stof heet cohesie. Aantrekkingskrachten tussen moleculen van
verschillende stoffen heet adhesie.


1.3 Scheidingsmethoden
Om mengsels te kunnen scheiden, of om een zuivere stof uit een mengsel te halen, zijn er
een aantal scheidingsmethoden. Scheidingsmethoden berusten altijd op een verschil in
eigenschappen tussen 2 stoffen.
 Filtreren: Dit is een geschikte methode om een niet opgeloste vaste stof van een vloeistof
te scheiden. De scheidingsmethoden berust hier op het verschil in deeltjesgrootte.
 Residu/filtraat: een troebel mengsel van een vaste stof met een vloeistof heet een
suspensie. De vaste stof die op het filter achterblijft heet het residu, de vloeistof die door
het filter heen loopt het filtraat.
 Bezinken: Dit is wanneer de vaste deeltjes naar de bodem zakken, waardoor de vloeistof
helderder wordt. Bezinken berust op een verschil in dichtheid.
 Centrifugeren: wanneer een suspensie ‘gecentrifugeerd’ wordt, gaat het bezinken sneller.
 Indampen: filtreren en bezinken zijn gen geschikte methode om opgeloste vaste stoffen
uit een vloeistof te halen. Wel is dit mogelijk door een oplossing te verwarmen zodat de
vloeistof verdampt. De vaste stof blijft dan over als residu. Dit wordt indampen genoemd.
Indampen berust op verschil in kookpunt. De vloeistof heeft en lager kookpunt dan de
vaste opgeloste stof.
 Destilleren: bij indampen verdampt de vloeistof altijd en is dan dus weg. Wanneer er
drinkwater gemaakt moet worden van zeewater is dit dus geen goede oplossing. Hierbij
wordt gebruik gemaakt van een scheidingsmethode genaamd destillatie. Destillatie berust
ook op het verschil in kookpunt tussen 2 stoffen. Bij destillatie gaan de stoffen niet
verloren omdat de verhitte stoffen (bijvoorbeeld waterdamp) weer afkoelt en terug
condenseert tot water. Ook is het geschikt om 2 stoffen van elkaar te scheiden. Een
voorbeeld hiervan is wijn. Wanneer wijn verhit wordt, zal de alcohol als eerste verdampen
(alcohol heeft een kookpunt van 78o en water 100o). In de koeler wordt de alcohol
gecondenseerd tot een vloeistof en komt in de opvangkolf (dit is een erlenmeyer). Deze
vloeistof wordt een destillaat genoemd. De vloeistof (in dit geval het water) blijft achter in
de destillatiekolf en heet een residu.
 Extraheren: dit is een scheidingsmethode waarbij de ene stof oplost in het water en de
andere niet. Dit wordt dus extraheren of extractie genoemd. Het berust op verschil in
oplosbaarheid. Een voorbeeld hiervan is bij het zetten van koffie of thee. Bepaalde stoffen
in gemalen koffiebonen of de theeblaadjes lossen op in heet water, de andere stoffen niet.
Door filtratie zijn vervolgens de opgeloste stoffen van de niet opgeloste stoffen
gescheiden.
 Adsorberen: bij het maken van water is een van de laatste stappen het toevoegen van
actieve kool. Dit wordt gedaan om geur- kleur- en smaakstoffen kwijt te raken. Actieve
kool is fijngemalen koolstof dat wordt gebruikt als een adsorptiemiddel. Sommige stoffen
van moleculen hechten zich aan de korreltjes actieve kool. Zo blijven alle verontreinigde
deeltjes hangen aan de actieve kool. Dit proces heet adsorberen of adsorptie. Het betekent
letterlijk ‘aanhechting’. Adsorptie is een scheidingsmethode die berust op verschil in
aanhechting, de ene stof hecht erg goed, de andere totaal niet.

, Hoofdstuk 2 – Chemische reactie, moleculen en atomen
2.1 Chemische reacties
 Chemische reactie: bij een chemische reactie vinden er blijvende stofveranderingen plaats er
verdwijnen stoffen en er ontstaan weer nieuwe stoffen. Dit proces wordt samengevat in
reactieschema. Glucose + zuurstof  koolstofdioxide en
water
De stoffen voor de pijl zijn de
beginstoffen, de pijl geeft aan dat er een reactie plaatsvindt en na de pijl zie je de
reactieproducten staan.
 Exotherm: bij de reactie en verbranding van glucose komt energie vrij. Dit wordt een
exotherme reactie genoemd.
 Endotherm: dit is het tegenovergestelde van exotherm. Een endotherme reactie is een reactie
die energie kost.
 Ontleding: wanneer er uit één zuivere stoffen ontstaan (bijvoorbeeld bij de langdurige
verhitting van suiker) worden dit soort reacties ontleding reacties genoemd. Er zijn drie
soorten ontledingsreacties:
1. Thermolyse: wanneer het warmte kost om een stof te ontleden wordt dit thermolyse
genoemd. Thermo betekent warmte, lyse betekent ontleden. Een voorbeeld hiervan is het
verhitten van suiker.
2. Elektrolyse: wanneer de stof ontleedt wordt doordat er elektrische stroom doorheen gaat,
is er sprake van elektrolyse.
3. Fotolyse: wanneer er licht of straling op de stoffen valt waardoor ze ontleden wordt dit
fotolyse genoemd. Dit gebeurd bijvoorbeeld wanneer er licht valt op een fotografische
plaat.
 Verbranding: een heel ander soort reactie is de verbranding of te wel oxidatie. Bij een
oxidatie reageert een stof met zuurstof. Soms wordt er een onderscheid gemaakt tussen
verbranding (dit is met vuurverschijnselen) en oxidatie (dit is dan zonder vuurverschijnselen).
De verbranding van het voedsel is bijvoorbeeld oxidatie.

Er zijn drie voorwaarden nodig voor het laten ontstaan van verbranding:
- Brandstof;
- Zuurstof;
- Minimum temperatuur, ook wel de ontbrandingstemperatuur genoemd.
Om de verbranding weg te nemen/de brand t blussen moet je 1 van de
verbrandingsvoorwaarden wegnemen. Het tegenovergestelde, dus wanneer er veel gassen snel
vrijkomen, is er sprake van een explosie.
2.2 Verbindingen en elementen
 Verbinding/element: bij elektrolyse van water ontstaan de gassen zuurstof en waterstof.
Water is daarom een ontleedbare stof of verbinding. Zuurstof en waterstof kunnen niet verder
ontleed worden in andere stoffen. Deze stoffen heten daarom niet-ontleedbare stoffen of
elementen. Ontleedbare stoffen zijn verbindingen en niet-ontleedbare stoffen zijn elementen.
 Element: het woord element kan twee dingen betekenen. Meestal betekent element de niet-
ontleedbare stof, maar soms betekent het atoom-soort.
 Metalen: een stofeigenschap van alle metalen is dat ze elektrische stroom geleiden.
 Alliage en legering: metalen kunne onderling vaak god gemengd worden. Een mengsel an
twee of meer metalen is een alliage of een legering Bekende voorbeelden zijn brons (een
alliage van koper en tin) en een messing of geelkoper (een alliage van koper en zink).