Scheikunde
Hoofdstuk 10 – Analyse
§ 10.1 – SPECTROSCOPIE
• Licht kun je gebruiken om iets te onderzoeken wat je niet wil laten reageren of een stof die niet in de buurt is.
• Licht is een vorm van elektromagnetische straling.
○ Alle elektromagnetische straling beweegt met de lichtsnelheid (3 x 10 8 m/s).
○ De beweging van een elektromagnetische straling is een golf.
○ En de afstand tussen twee golftoppen is de golflengte (weergegeven in nanometer ( 1x10 -9 m)).
○ De verschillende soorten elektromagnetische straling verschillen van elkaar in golflengte.
○ Je kunt de elektromagnetische straling ook voorstellen als energiepakketjes, fotonen.
○ De energie-inhoud van een foton is omgekeerd evenredig met de golflengte.
• Elke kleur heeft zijn eigen golflengte.
○ Bij het breken van licht worden de verschillende golflengtes uit elkaar gebogen en zie je afzonderlijke
kleuren.
○ Toont het spectrum (= weergave van alle golflengtes die een bepaalde straling bevat) van het licht.
Spectroscopie: bestudeert met behulp van spectra het effect van elektromagnetische straling op stoffen.
○ Stoffen kunnen deze straling reflecteren, absorberen en uitzenden.
ABSORBEREN:
• De kleur en dus de golflengte van de straling die wordt teruggekaatst, is afhankelijk van de soort stof.
○ Als zonlicht op gras valt, wordt alleen het groene licht teruggekaatst.
○ Door een bepaald soort elektromagnetische straling op een stof te laten vallen en een spectrum te
maken van de straling die erdoorheen gaat krijg je een absorptiecentrum:
bij welke golflengtes absorbeert de stof straling?
○ Wit licht op een stof -> via absortiespectrum zien welke stoffen geabsorbeerd zijn.
UITZENDEN:
• Atomen, moleculen en ionen kunnen elektromagnetische straling uitzenden.
○ Keukenzout in een vlam verhit -> geeloranje kleur. Door de natriomionen in het zout.
○ Elektromagnetische straling die een stof uitzendt kun je een spectrum maken => emissiespectrum.
Bij welke golflengtes zendt een stof elektromagnetische straling uit?
BINAS TABEL 20
• Alle atomen absorberen en zenden precies dezelfde golflengtes uit.
• Elke elektronenschil heeft zijn eigen energieniveau.
○ Een elektron kan een foton (energiepakketje) opnemen -> naar een schil met een hoger energie niveau.
Elektron gaat dan van grondtoestand -> aangeslagen toestand.
• Fotonen met verschillende energieën (golflengtes) op een atoom laat vallen:
○ de elektronen absorberen in het atoom alleen de fotonen die ze van grondtoestand ->
aangeslagen toestand kunnen brengen.
○ Na een tijdje valt de elektron van aangeslagen toestand weer terug naar de grondtoestand -> energie
vrij => foton.
○ Bij natrium is het energie verschil tussen de grondtoestand -> aangeslagen toestand hetzelfde als de
energie van één foton met een golflengte van 589 nm.
Voorbeeld:
○ Elektronen kunnen alleen een foton absorberen als de energie van dat foton precies genoeg is om het
elektron van de stof van de grondtoestand naar een aangeslagen toestand te brengen.
○ Het oranje licht heeft bij een wortel niet de juiste energie voor zo’n overgang.
○ Daarom absorberen de elektronen dit licht niet. Het oranje licht wordt dus teruggekaatst en dat zie jij.
, § 10.2 – KWALITATIEVE ANALYSE
KWALITATIEVE ANALYSE: informatie over de bouw van stoffen of de samenstelling van een mengsel.
○ IR-SPECTROSCOPIE. Kijkt naar absorptie van straling door moleculen in het infraroodgebied.
Ir-straling heeft een grotere golflengte dan licht en dus een lagere energie.
○ De elektronen gaan niet naar een aangeslagen stand.
○ Ze zorgen wel voor warmte: als Ir-straling met de juiste golflengte op een molecuul valt worden
bepaalde vibraties in het molecuul versterkt -> vibraties in het hele molecuul versterkt.
De atoombindingen gaan dus sterker vibreren, twee opties mogelijk:
• Strekvibratie: atomen bewegen van elkaar af en naar elkaar toe -> bindingslengte verandert.
• Buigvibratie: verandert de hoek tussen de bindingen in een molecuul.
• Elke atoomsoort absorbeert ir-straling bij een andere golflengte.
• Het maken van een absorptiespectrum met ir-straling= ir-spectoscopie.
BINAS TABEL 39C1 EN 39C2
Bij elke piek in een ir-spectrum kun je herleiden bij welke type binding het hoort. Zo weet je de structuur.
• Bij het ir-spectra staat op de x-as het golfgetal inplaats van de golflengte.
Golfgetal is omgekeerde waarde van golflengte (1/golflengte). 2500 cm-1 => 4000 nm.
• Op de y-as staat de transmissie (= percentage van de opvallende straling dat wordt doorgelaten).
UV/VIS-SPECTROSCOPIE = COLORIMETRIE: meet de absorptie van ultraviolette straling (uv) en licht (VIS).
• Meet de absorptie van uv/VIS van een oplossing bij een golflengte -> concentratie oplossing berekenen.
○ Overgang van een elektron van grondtoestand -> aangeslagen toestand door opname van een foton.
○ Kwantitatieve analyse.
Hoofdstuk 10 – Analyse
§ 10.1 – SPECTROSCOPIE
• Licht kun je gebruiken om iets te onderzoeken wat je niet wil laten reageren of een stof die niet in de buurt is.
• Licht is een vorm van elektromagnetische straling.
○ Alle elektromagnetische straling beweegt met de lichtsnelheid (3 x 10 8 m/s).
○ De beweging van een elektromagnetische straling is een golf.
○ En de afstand tussen twee golftoppen is de golflengte (weergegeven in nanometer ( 1x10 -9 m)).
○ De verschillende soorten elektromagnetische straling verschillen van elkaar in golflengte.
○ Je kunt de elektromagnetische straling ook voorstellen als energiepakketjes, fotonen.
○ De energie-inhoud van een foton is omgekeerd evenredig met de golflengte.
• Elke kleur heeft zijn eigen golflengte.
○ Bij het breken van licht worden de verschillende golflengtes uit elkaar gebogen en zie je afzonderlijke
kleuren.
○ Toont het spectrum (= weergave van alle golflengtes die een bepaalde straling bevat) van het licht.
Spectroscopie: bestudeert met behulp van spectra het effect van elektromagnetische straling op stoffen.
○ Stoffen kunnen deze straling reflecteren, absorberen en uitzenden.
ABSORBEREN:
• De kleur en dus de golflengte van de straling die wordt teruggekaatst, is afhankelijk van de soort stof.
○ Als zonlicht op gras valt, wordt alleen het groene licht teruggekaatst.
○ Door een bepaald soort elektromagnetische straling op een stof te laten vallen en een spectrum te
maken van de straling die erdoorheen gaat krijg je een absorptiecentrum:
bij welke golflengtes absorbeert de stof straling?
○ Wit licht op een stof -> via absortiespectrum zien welke stoffen geabsorbeerd zijn.
UITZENDEN:
• Atomen, moleculen en ionen kunnen elektromagnetische straling uitzenden.
○ Keukenzout in een vlam verhit -> geeloranje kleur. Door de natriomionen in het zout.
○ Elektromagnetische straling die een stof uitzendt kun je een spectrum maken => emissiespectrum.
Bij welke golflengtes zendt een stof elektromagnetische straling uit?
BINAS TABEL 20
• Alle atomen absorberen en zenden precies dezelfde golflengtes uit.
• Elke elektronenschil heeft zijn eigen energieniveau.
○ Een elektron kan een foton (energiepakketje) opnemen -> naar een schil met een hoger energie niveau.
Elektron gaat dan van grondtoestand -> aangeslagen toestand.
• Fotonen met verschillende energieën (golflengtes) op een atoom laat vallen:
○ de elektronen absorberen in het atoom alleen de fotonen die ze van grondtoestand ->
aangeslagen toestand kunnen brengen.
○ Na een tijdje valt de elektron van aangeslagen toestand weer terug naar de grondtoestand -> energie
vrij => foton.
○ Bij natrium is het energie verschil tussen de grondtoestand -> aangeslagen toestand hetzelfde als de
energie van één foton met een golflengte van 589 nm.
Voorbeeld:
○ Elektronen kunnen alleen een foton absorberen als de energie van dat foton precies genoeg is om het
elektron van de stof van de grondtoestand naar een aangeslagen toestand te brengen.
○ Het oranje licht heeft bij een wortel niet de juiste energie voor zo’n overgang.
○ Daarom absorberen de elektronen dit licht niet. Het oranje licht wordt dus teruggekaatst en dat zie jij.
, § 10.2 – KWALITATIEVE ANALYSE
KWALITATIEVE ANALYSE: informatie over de bouw van stoffen of de samenstelling van een mengsel.
○ IR-SPECTROSCOPIE. Kijkt naar absorptie van straling door moleculen in het infraroodgebied.
Ir-straling heeft een grotere golflengte dan licht en dus een lagere energie.
○ De elektronen gaan niet naar een aangeslagen stand.
○ Ze zorgen wel voor warmte: als Ir-straling met de juiste golflengte op een molecuul valt worden
bepaalde vibraties in het molecuul versterkt -> vibraties in het hele molecuul versterkt.
De atoombindingen gaan dus sterker vibreren, twee opties mogelijk:
• Strekvibratie: atomen bewegen van elkaar af en naar elkaar toe -> bindingslengte verandert.
• Buigvibratie: verandert de hoek tussen de bindingen in een molecuul.
• Elke atoomsoort absorbeert ir-straling bij een andere golflengte.
• Het maken van een absorptiespectrum met ir-straling= ir-spectoscopie.
BINAS TABEL 39C1 EN 39C2
Bij elke piek in een ir-spectrum kun je herleiden bij welke type binding het hoort. Zo weet je de structuur.
• Bij het ir-spectra staat op de x-as het golfgetal inplaats van de golflengte.
Golfgetal is omgekeerde waarde van golflengte (1/golflengte). 2500 cm-1 => 4000 nm.
• Op de y-as staat de transmissie (= percentage van de opvallende straling dat wordt doorgelaten).
UV/VIS-SPECTROSCOPIE = COLORIMETRIE: meet de absorptie van ultraviolette straling (uv) en licht (VIS).
• Meet de absorptie van uv/VIS van een oplossing bij een golflengte -> concentratie oplossing berekenen.
○ Overgang van een elektron van grondtoestand -> aangeslagen toestand door opname van een foton.
○ Kwantitatieve analyse.
