3 h moeilijke onderwerpen hst 3 t/m 5

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Herhaling hst 3 t/m 5 moeilijke onderwerpen

Welkom terug, 

wat fijn dat jullie er zijn

programma les 1 +2:

• 1e lesuur  hoe waren afgelopen weken/ waar liep je tegenaan + moeilijke onderwerpen uit classroom
• toets hst 3 t/m 5 op 23 juni
  
• uitdelen binassen en stencils hst 1 t/m 5 (naam erop altijd meenemen)
• 2e lesuur bespreken moeilijke opgaves en zelf werken

hst 3 Energie omzetten in andere vormen 

• chemische E (= opgeslagen in de bindingen tussen de atoomkernen en de elektronen in de atomen van een molecuul)
• andere E vormen: licht, warmte, geluid, elektriciteit, beweging
• Bij energie omzettingen gaat nooit energie verloren, dit is : 
  WET VAN BEHOUD VAN ENERGIE

Energie bestaat in
 verschillende vormen  

Bij elke reactie is energie betrokken want:  

in moleculen is chemische energie opgeslagen

1. Het verbreken van bindingen bij een reactie kost E (= energie) maar nieuwe bindingen die gevormd worden kunnen ook E opleveren.  
2. Endotherme reactie: er is E nodig om reactie op gang te krijgen (= activerings E) en te houden. Bijv. de meeste ontledingsreacties.
3. Exotherme reactie:hier komt E bij vrij in de vorm van:  licht, warmte, geluid.  Ook hier is activerings E nodig voordat de reactie begint, MAAR:  als de reactie eenmaal op gang is gaat hij door tot één van de beginstoffen op is. Bijv. alle verbrandingsreacties.

endotherme reactie.

Totale E van beginstoffen kleiner dan  totale E van eindproducten.  

• Verschil in E niveau noem je delta    E 
  (     E  = E producten -E reagerende stoffen, bij endotherme reactie      E>  0 J)
  
• _{E  eindproducten > E reagentia}
• de meeste ontledingsreacties zijn endotherm (omdat er continu energie ingestopt wordt). 
• Uitzondering is b.v. de spontane ontleding van waterstofperoxide (zie volgende slide)
  

Δ

Δ

Δ

exotherme reactie

 (B.v verbrandingsreactie)

Er komt energie bij vrij 

• _{reagentia (=beginstoffen) reageren met elkaar als de ontbrandingstemp. bereikt wordt =  activerings E ( hobbel in grafiek)}
• _{Als E vrijkomt (warmte, licht etc) moet totale E van eindproducten dus lager zijn dan die van de reagentia.        E < 0J} 
• de exotherme ontledingsreactie van waterstofperoxide H₂O₂ verloopt spontaan (=reactie temp ligt onder omgevingstemp) 

Δ

reactiesnelheid vergroten=zorgen voor meer effectieve botsingen

1. hogere temp: zorgt voor grotere snelheid deeltjes dus meer effectieve botsingen
2. sterkere concentratie (meer g/l) zorgt voor meer botsingen
3. grotere verdelingsgraad (meer contact  mogelijk)
4. katalysator toevoegen (reactanten beter in contact met elkaar), let op de katalysator wordt niet verbruikt en staat dus niet in het reactieschema.

Wet van behoud van massa

1. stel een kloppende reactievergelijking op
2. stoffen reageren altijd met elkaar in een zelfde verhouding
3. stel nu een verhoudingstabel op
4. als er na de reactie  1 van beide stoffen overblijft,  was die stof in overmaat

oefenopgave:

a. Geef de kloppende reactie vergelijking voor de volledige verbranding van koolstof.

b. Als bekend is dat 3 g koolstof reageert met 8 g zuurstof, hoeveel g zuurstof heb je dan nodig om 6,4 g koolstof te verbranden?

c. wat gebeurt er met deze reactie als er minder zuurstof aanwezig is dan je bij b berekend hebt?

d. wat gebeurt er als er meer zuurstof aanwezig is dan je bij b hebt berekend?

programma les 3+ 4 voor 3h1c

• 1e  les  uitleg slide 14 t/m 28
  
• 2e  les moeilijke opgaves bespreken.van  hst 4
• hw: lessonup les helemaal bestuderen en vragen mailen (uiterlijk 1 dag voor je les hebt) leren hst 3 t/m 5 en maken  hst 3 maken 33 en test jezelf par 3.1 t/m 3.3 en van hst 4 opg 36 en test jezelf 4.1 t/m 4,4...

programma les 3+ 4 voor 3h2c

• hw was: hw: leren hst 3 t/m 5 en maken oefentoets van alle 3 de hoofdstukk (eventueel hst 3 maken 22,,32,33 en test jezelf 3.1 t/m 3.3 en van hst 4 opg 36 en test jezelf 4.1 t/m 4,4)
• 1e 20 minuten uitleg slide 14 t/m 28, 2e helft moeilijke opgaves bespreken oefenen voor de toets. Welke?
• 2e lesuur uitleg slide 29 t/m 43, 2e helft werken aan moeilijke opgaves
• volgende week 2e lesuur toets, 1e lesuur vragen stellen/opgaves bespreken

aardolie = fossiele brandstof

• bestaat voor grootste deel uit koolwaterstof verbindingen
  
• dus CxHy (alleen  koolstof- en waterstofatomen)
• bij volledige verbranding hiervan ontstaat dus altijd             en    
• aardolie is een mengsel van veel verschillende verbindingen

H​2​​O​(g)​​

CO​2(g)​​

hst 4 + 5

olieraffinaderij: 
destillatie van aardolie 

• aardolie=mengsel van gas- en vloeibare koolwaterstoffen. 
• scheiden op basis van kookpunt =destilleren
• afgetapte vloeistoffen =fracties 
  ( het zijn zelf ook weer mengsels)
• fracties met het laagste kookpunt vind je bovenin (zie binas tabel 41)

fotosynthese in planten door licht 

6 CO2(g) + 6 H2O(l)--> C6H12O6(s)+ 6 O2(g)

1.   C en H atomen blijven opgeslagen in het hout (= glucose) bij verbranding ontstaat weer CO₂  en H2O zie hiernaast 
2. bij het verbranden van fossiele brandstoffen wordt deze kringloop verstoord omdat er te veel tijd tussen  tijd tussen opname en afgifte van CO₂ dus versterkt broeikaseffect.
3. bij het verbranden van biobrandstoffen wordt de kringloop niet verstoord -->  geen versterkt broeikaseffect.)

koolstofdioxide kringloop voor planten

verbranding organisch materiaal

(CxHY)+ O_2(g)--> CO2 (g)+H2O(l)  

hier belangrijke molecuul formules

alkanolen

• Afgeleiden van de alkanen; een H atoom is vervangen door één OH groep
• dus b.v. methanol  is methaan  CH₄  en de laatste H wordt OH dus wordt het CH₃OH

isomeren

• zijn moleculen met dezelfde molecuulformule maar een andere structuurformule
  
• door de andere ruimtelijke structuur zijn ook de stofeigenschappen zoals b.v. kookpunt verschillend
• je telt altijd de langste koolstofketen bij de naamgeving

Energie uit brandstoffen

• E opgeslagen in  brandstoffen=chemische E(nergie),  komt vrij bij  chemische reactie
• warmte die vrijkomt= verbrandingswarmte (verbranden = exotherme reactie)
• temp nodig om deze brandstof te laten ontbranden= ontbrandingstemperatuur (is de activerings Energie)
• ontbrandingstemp en dus  activeringsE is voor elke stof anders (=stofeigenschap
• dat zie je in het volgende filmpje

c= soortelijke warmte

die verschilt per stof (=stofeigenschap)

• c = soortelijke warmte is de warmte die nodig is om 1 gram van deze stof 1 graad Kelvin(= 1 graad Celsius)  te laten stijgen in temp.
• Hoeveel warmte nodig is om een hoeveelheid stof op te warmen bereken je met de formule
                                           
  
• Q= warmte in Joule , c=  soortelijke warmte in J/g.K,    m= massa in g en delta  T is de verandering in temp in K
  
  
  

Q=c.m.ΔT

De soortelijke warmte c van water is vrij groot namelijk c= 4,2 J/g.K

Als je 1 g water 1 K (=1 graad C) in temperatuur wilt opwarmen kost dat 4,2 J

energieschema's en rendement (= het percentage nuttig gebruikte E)

• bij energie omzettingen is het rendement  nooit 100%
  
•  De lamp heeft elektriciteit nodig dat is de energie die je erin stopt = E totaal. De lamp moet licht geven, dat is de nuttige Energie. 
• Er komt echter ook veel warmte vrij, dat is het energieverlies.
• rendement bereken je zo: 

rendement=​Etotaal​​Enuttig​​⋅100

%

Effecten verbranding van fossiele brandstoffen

• meer H₂O en  CO₂  in dampkring.
• gemiddelde temperatuur stijgt
• verandering klimaat: sommige plekken droger andere plekken juist vochtiger
• smelten poolijs en  stijging waterspiegel
• uitsterven dieren en planten en  meer kans op epidemie

Links: het natuurlijk broeikaseffect. Dit is noodzakelijk om leven te laten ontstaan

Rechts het versterkte broeikaseffect, dit zorgt voor deze effecten:

luchtvervuiling die ontstaat door verbranding fossiele brandstoffen

• bij verbranden zware zwavelhoudende fossiele brandstoffen ontstaat uitstoot zwaveldioxide
• in zware motoren wordt de ontbrandingstemp. van stikstof (78% in de lucht) bereikt-->  N2 + O2--> NOx
• stikstofoxiden NOx ( = een verzamelnaam voor diverse soorten verbingingen van N met O)  zijn slecht voor luchtwegen 
•  zwaveldioxide + water(damp)->zwavelzuur
• NOx + water(damp)->saltpeterzuur  

zwavelzuur en salpeterzuur vormen  zure regen, dat tast gebouwen en planten aan

5.1 gemeenschappelijke kenmerken van alle metalen 

• hebben een glanzend oppervlak (in zuivere vorm dus als ze niet zijn aangetast door andere stoffen)
• geleiden goed warmte
• geleiden goed  elektriciteit
• zijn redelijk makkelijk te vervormen
• (met uitzondering van kwik) vast bij kamertemperatuur
  

Scheikundige notatie van metaal bij kamertemperatuur is altijd afkorting van element incl toestand (metalen in zuivere vorm altijd in hun eentje) dus: Al(s)= aluminium, Fe(s)= ijzer, Au (s)= goud maar Hg(l) = kwik

5.1 metalen: edel en onedel

• edelmetalen (goud, zilver en platina) reageren niet/nauwelijks met andere stoffen (als zuurstof,water of zuren)
• onedele metalen doen dat wel
• het aangetasten van metalen  door stoffen uit de atmosfeer (lucht+ water+ CO2) heet corrosie
• (roesten= corroderen van ijzer) 
  

Edele metalen 

• Edele metalen reageren niet/ nauwelijks met andere stoffen.
• --> meestal gevonden als zuivere stof, in een ader zie hiernaast
• onedele metalen reageren makkelijk-->   vindt je nooit  zuiver maar in een verbinding  (b.v. NaCl,  FeO, Al2O3 : dit  noem je zouten)

zeer onedele metalen: groep 1= alkalimetalen,  zeer reactief.

• reageren heftig met b.v. zuurstof en water (bruisen, warmte-ontwikkeling en explosies de explosie komt vanwege H2(g) --> onder  laagje olie bewaard (filmpje brainiac  )
  
• de aardalkalimetalen = groep 2 reageren ook heftig maar iets minder heftig 

ijzer haal je uit ijzererts 

1. ijzererts bestaat voor het grootste deel uit ijzeroxide(=roest)
2. ijzeroxide + koolstof+ zuurstof--> ruwijzer+koolstofdioxide (blz. 177)
3. ruwijzer bevat nog te veel koolstof--> is bros--> nog

meer bewerken b.v. tot staal

zie ook blz. 177

koper uit chalcopyriet = kopererts (CuFeS2) halen is een duur proces

• chalcopyriet CuFeS2

herhaling (blz. 114)bereiding van aluminium uit bauxiet (erts met aluminiumoxide ) 

1. erts: bauxiet bevat aluminiumoxide (Al2O3(s)) + andere ontleedbare stoffen, 
2. gemalen bauxiet +natronloog--> natriumaluminaat 
3. natriumaluminaat  gescheiden van resten
4. natriumaluminaat --> aluminiumhydroxide+natronloog
5. aluminiumhydroxide-> aluminiumoxide + water
6. aluminiumoxide(l)-> aluminium(l)+ zuurstof(g) zie plaatje hiernaast 

elektrolyse aluminiumoxide

gesmolten alumnium onstaat bij negatieve elketrode en wordt afgetapt, zuurstof ontstaat bij de positieve elektrode

uitwerking opg 12 blz 180 

programma les 5 + 6 groep 3h1c

volgende week in 1e lesuur toets hst 3 t/m 5

• vandaag 1e uur rest van lessonup slides? of alles af? demo aantonen water en koolstofdioxide
• vragen stellen/ bespreken opdrachten
• 2e lesuur opdr 27 samen maken
• oefenen voor de toets maken/bespreken 
• wat nog meer ?

hst 5 metalen en kunststoffen les  4

Paragraaf 5.3

• kunstof maak je van alkenen --> eerst kraken, zie slides hierna en hst 4.1
  
• in de video bespreek ik de slides die hierna volgen en geef ik wat extra uitleg. 
  

https:

 
 een koolstof atoom kan maximaal op 4 plaatsen  binden aan een ander atoom 

Alkanen: CnH2n +2

• enkele bindingen 
• dus  verzadigd en kan niet makkelijk reageren
• zoals hierboven bij methaan

 
 Alkenen: CnH2n

• dubbele bindingen
• daarom onverzadigd en kan makkelijk reageren
• nodig om kunststoffen te maken
• daarbij klapt de dubbele binding open

Her. hst 4 koolwaterstoffen algemene formule CxHy

polymerisatiereactie in woorden en plaatje

Er zijn  n monomeren, (in dit geval etheen). Door het openklappen van de dubbele bindingen kunnen de moleculen aan elkaar hechten als een lange keten van polyetheen.

Mono = 1,

Poly = veel (hoeveel? dat geef je aan door van n een getal te maken bijvoorbeeld 5000)

Belangrijke aantoningsreacties

aan te tonen stof	indicator/aan-toningsproef	waarneming
water	wit kopersulfaat	wit kopersulfaat wordt blauw in contact met water
koolstof-dioxide	kleurloos/helder kalkwater	wordt troebel en wit als er CO 2 doorheen gaat
waterstof	gas opvangen en aansteken	je hoort een blaffend geluid
zuurstof	gloeiend voorwerp erbij	voorwerp gaat feller branden