Summerschool Algemene Chemie

Presentatie over: "Summerschool Algemene Chemie"— Transcript van de presentatie:

1 Summerschool Algemene Chemie
Dag 1A, Eddy van der Linden/ Karin Langereis

2 Algemene Chemie Algemene Chemie (ACH11,21) en Biochemie (BCM11, 22)
Engelstalig boek (Chemistry, McMurray-Fay, 6th ed.) Waarom? Opzet lessen Toetsing Waarom Summerschool?

3 Standaard eenheden 1960: International system for Units for measurement (SI): 7 fundamentele eenheden

4 Wetenschappelijke notatie

5 Afgeleide eenheden: Volume

6 Afgeleide eenheden: Dichtheid
Dichtheid (g/cm3) = Massa (g) Volume (cm3) Volume (cm3) = Dichtheid (g/cm3) Massa (g) = Dichtheid (g/cm3) * Volume (cm3)

7 Summerschool Algemene Chemie
Dag 1B, Eddy van der Linden/ Karin Langereis

8 Juistheid, precisie en significante cijfers
Aantal significante cijfers Het totale aantal relevante cijfers, waarin de uitkomst Van een meting mag worden uitgedrukt 4,803 cm 4 significante cijfers 0,00661 g 3 significante cijfers 55,220 K 5 significante cijfers 34200 m 3,4 of 5 significante cijfers 5 personen exact (in principe een oneindig aantal significante cijfers) VOORBEELD

9 Afronding van getallen
Een rekenmachine geeft vaak teveel significante cijfers: Hoeveel cijfers laat je staan? Het antwoord van een vermenigvuldiging of deling kan niet meer significante cijfers bevatten dan elk van de oorspronkelijke getallen Bij optellen of aftrekken kan het antwoord niet meer significante cijfers rechts van de komma bevatten dan elk van de oorspronkelijke getallen

10 Afronding van getallen
Als je hebt besloten hoeveel cijfers mogen blijven staan, hoe rond je dan af? 1e getal dat je verwijdert < 5: afronding naar beneden (5, = 5,66) 1e getal dat je verwijdert > 5: afronding naar boven (5, = 5,7) 1e getal dat je verwijdert = 5 en er volgen meer cijfers (groter dan 0): afronding naar boven (5, = 5,665) 4) 1e getal dat je verwijdert = 5 en er volgen geen cijfers (of nullen): afronding naar dichtsbijzijnde (5, = 5,66452) even getal

11 Overstappen naar andere eenheid
Dimensional analysis method: → d.m.v. vermenigvuldiging met een conversie factor VOORBEELD Snelheid auto = 130 mijl/uur, wat is de snelheid in km/uur? 130 mijl 1,609 km × = km/uur 1 uur 1 mijl Je begint met wat je weet = idem/idem = 1,000… dus niet beperkend voor aantal significante cijfers van antwoord Eenheden kloppen! (extra controle)

12 Summerschool Algemene Chemie
Dag 2, Eddy van der Linden/ Karin Langereis

13 Het periodieke systeem
main groups transition metal groups inner transition metal groups De Lanthaniden De Actiniden 1A 8A 2A 3A 4A 5A 6A 7A

14 Elementen

15 De structuur van atomen

16 Atoomnummer Verschillende elementen verschillen van elkaar in het aantal protonen in de kern: Z = aantal protonen in kern = atoomnummer of atoomgetal

17 Atoomnummer N = aantal neutronen in kern = A - Z
A = aantal protonen + neutronen in kern = massagetal Z = aantal protonen in kern = atoomnummer of atoomgetal N = aantal neutronen in kern = A - Z

18 Atoomnummer 1 atomic mass unit (amu) of Dalton (Da) is gedefinieerd als exact 1/12 × de massa van 1 atoom 12C (1,6605 * g). 6 De hier gegeven atoommassa is echter de uitgemiddelde massa van de natuurlijk voorkomende isotopen van het element: Atoommassa C = 12 × 0, ,0034 × 0,011 = 12,011

19 Het periodieke systeem
main groups transition metal groups inner transition metal groups De Lanthaniden De Actiniden 1A 8A 2A 3A 4A 5A 6A 7A

20 Summerschool Algemene Chemie
Dag 3, Eddy van der Linden/ Karin Langereis

21 Het periodieke systeem
metals semimetals nonmetals De Lanthaniden De Actiniden

22 Moleculen, ionen, en chemische binding
Er zijn een aantal elementen die als moleculen voorkomen i.p.v. als atomen. De zg. tweeatomige elementen

23 Moleculen, ionen, en chemische binding
Algemeen: - Covalente bindingen vinden plaats tussen niet-metaal atomen onderling Ionbindingen vinden plaats tussen metaal en niet-metaal atomen Covalente binding: 2 atomen delen meerdere (meestal 2) elektronen De molecuul formule “space-filling model” De structuurformule (ruimtelijke structuur) (geeft de chemische verbindingen weer)

24 Enkele voorbeelden van moleculen met covalente bindingen
Moleculen, ionen, en chemische binding Enkele voorbeelden van moleculen met covalente bindingen In (a) is het “ball and stick” model weergegeven In (b) het “spacefilling” model.

25 Moleculen, ionen, en chemische binding
Ionbinding: Resulteert niet van het delen van elektronen maar van de transfer van elektronen van metaal naar niet-metaal. De zo ontstane cationen (+) en anionen (-) Kunnen vervolgens a.g.v. de onderlinge aantrekking van + en - een regelmatige matrixstructuur vormen. chloor atoom chloor anion Na Cl → Na Cl- natrium atoom natrium cation

26 Moleculen, ionen, en chemische binding
Meeratomige ionen Een groep covalent gebonden atomen kan ook een geladen ion vormen, bv. NH4+ Ammonium ion OH Hydroxide ion NO3- Nitraat ion SO42- Sulfaat ion

27 Reactievergelijkingen kloppend maken
Het aantal atomen moet bij de reactanten en de producten gelijk zijn. (Wet van behoud van massa § 2.1)

28 Reactievergelijkingen kloppend maken

29 Regels voor het kloppend maken van een reactievergelijking
Reactievergelijkingen kloppend maken Regels voor het kloppend maken van een reactievergelijking 1: Schrijf de reactievergelijking op (hoeft nog niet te kloppen) met de correcte chemische formules 2: Vul de coëfficiënten in door te beginnen met de meest complexe verbinding en door 1 element per keer te behandelen 3: Reduceer de coëfficiënten vervolgens tot zo klein mogelijke gehele getallen

30 Reactievergelijkingen kloppend maken
Kaliumchloraat (KClO3) kan met sucrose (C12H22O11) reageren. Daarbij ontstaan Kaliumchloride (KCl), Koolstofdioxide (CO2) en water (H2O). Schrijf de gebalanceerde reactievergelijking op. KClO3 + C12H22O11 → KCl + CO2 + H20 Maak eerst het aantal C-atomen kloppend KClO3 + C12H22O11 → KCl + 12CO2 + H20 Maak nu zowel de C als de H-atomen kloppend KClO3 + C12H22O11 → KCl + 12CO H20 Maak nu zowel de C als de H en de O-atomen kloppend (en de K en Cl)

31 Summerschool Algemene Chemie
Dag 4, Eddy van der Linden/ Karin Langereis

32 Chemische symbolen op verschillende niveau’s
Wat zegt een reactievergelijking over het aantal deelnemende atomen of moleculen??? Gaat het hier om de synthese van 2 water moleculen of gaat het hier om een schematische weergave van een dusdanig grote reactie dat we er een zwembad mee kunnen vullen??

33 Het getal van Avogadro en molen
Moleculaire massa/formule massa = som van alle atoommassa’s van alle atomen in een molecuul BIJV: C2H4: 2 * * 1.0 = 28.0 amu HCl: = 36.5 amu C2H5Cl: 2 * * = 64.5 amu 1 molecuul 28.0 amu 28.0 g 1 molecuul 36.5 amu 36.5 g 1 molecuul 64.5 amu 64.5 g Je kunt de moluculen niet tellen maar alleen de massa bepalen. Daarom heb je coëfficiënten nodig voor de conversie tussen massa en aantal moleculen (MASS/NUMBER relationship)

34 Het getal van Avogadro en molen
1 molecuul 28.0 amu 28.0 g 1 molecuul 36.5 amu 36.5 g 1 molecuul 64.5 amu 64.5 g Wanneer je voor een chemische reactie de verhouding weet waarin de verschillende moleculen met elkaar reageren (dat staat in de gebalanceerde reactievergelijking) kan je met behulp van de (berekende) molecuulmassa de massa verhouding bepalen waarin de moleculen met elkaar zullen reageren. 1 molecuul C2H4 reageert met 1 molecuul HCL. 28.0 amu C2H4 reageert met 36.5 amu HCl. 28.0 g C2H4 reageert met 36.5 g HCl.

35 Het getal van Avogadro en molen
Omdat het niet om 1 of 2 moleculen gaat maar om “ ontelbaar” veel heeft men het begrip Mol geintroduceerd. 1 Mol van een stof, verbinding, element, is het aantal moleculen waarvan de massa (molaire massa) gelijk is aan de molecuul-massa in grammen. 1 Mol ethyleen (C2H4) heeft een massa van 28.0 g. 1 molecuul 28.0 amu 28.0 g (1 mol) 1 molecuul 36.5 amu 36.5 g (1 mol) 1 molecuul 64.5 amu 64.5 g (1 mol)

36 Het getal van Avogadro en molen
1 Mol van een stof, verbinding, element, is het aantal moleculen waarvan de massa (molaire massa) gelijk is aan de molecuul-massa in grammen. OF 1 Mol is die hoeveelheid stof die hetzelfde aantal moleculen (of formule units) bevat als het aantal atomen in exact 12 g 12C = * 1023 = Het getal van Avogadro 28.0 g = (1 mol) = 6.022 * 1023 moleculen 36.5 g (1 mol) 6.022 * 1023 moleculen 64.5 g (1 mol) 6.022 * 1023 moleculen

37 De molaire massa als “conversion” (omrekenings) factor
Het getal van Avogadro en molen De molaire massa als “conversion” (omrekenings) factor De Molaire massa kan gebruikt worden als omzettings factor tussen het aantal moleculen en de massa. Is de massa bekend van een bepaalde stof, dan kan m.b.v. de Molaire massa het aantal moleculen uitgerekend worden. Is het aantal moleculen bekend van een bepaalde stof dan kan de bijbehorende massa uitgerekend worden, gebruikmakend van de Molaire massa.

38 Het getal van Avogadro en molen
In elke reactie vergelijking geeft de coëfficiënt het aantal moleculen en dus het aantal Molen aan.

39 Stoichiometrie 1 mol = 64.5 g 1 mol = 28.0 g 1 mol = 36.5 g Stel dat het experiment uitgevoerd wordt met 15,0 g ethyleen. Hoeveel HCl moet er dan afgewogen worden??? 15.0 g C2H4 × = mol C2H4 ↔ mol HCl × = 19.6 g HCl 1 mol C2H4 28.0 g C2H4 (1 op 1) 36.5 g HCl 1 mol HCl VB

40 Molariteit Molariteit
De meeste reacties vinden in oplossing of in water plaats. Je moet dan weten hoeveel mol van een verbinding in een bepaald volume is opgenomen Daarvoor wordt de M = Molariteit gebruikt. aantal mol verbinding M = liter oplossing Het gaat om het eindvolume!!!

41 Molariteit Als het volume en de molariteit M bekend zijn, kan het aantal molen uitgerekend worden Als de molariteit M en het aantal molen bekend zijn, kan het bijbehorende volume uitgerekend worden Als het aantal molen en het volume bekend zijn, kan de molariteit M uitgerekend worden aantal mol verbinding (mol) liter oplossing (L) Molariteit M (mol/L) = Molariteit M (mol/L) Volume (L) = aantal mol verbinding (mol) = Molariteit M (mol/L) × liter oplossing (L)