1.1 Chemie
Chemie (of scheikunde) is een natuurwetenschap die zich richt op de
samenstelling en eigenschappen van stoffen. Het vakgebied is de laatste 200 jaar
sterk ontwikkeld en kent verschillende richtingen:
Analytische chemie: onderzoekt welke stoffen aanwezig zijn en in welke
hoeveelheden.
Organische chemie: bestudeert koolstofverbindingen, zoals natuurlijke
stoffen (suiker, eiwitten) en kunstmatige stoffen (aardolieproducten,
kunststoffen, geneesmiddelen).
Fysische chemie: kijkt naar natuurkundige processen, zoals oplossen,
destilleren en elektrochemie.
Biochemie: richt zich op chemische processen in levende organismen,
met toepassingen in voeding en geneesmiddelenonderzoek, inclusief DNA-
studies.
Anorganische chemie: onderzoekt stoffen zonder koolstof, zoals
metalen, oxiden, zuren en zouten.
Kortom: chemie gaat over stoffen en reacties waarbij nieuwe stoffen ontstaan,
Chemici specialiseren zich meestal in een deelgebied.
1.2 Chemische reacties
Een chemische reactie is een proces waarbij stoffen verdwijnen en nieuwe stoffen
met andere eigenschappen ontstaan. Als alleen de toestand veranderd, zoals bij
water dat bevriest tot ijs, is dat geen chemische reactie maar een natuurkundig
verschijnsel, omdat de chemische eigenschappen hetzelfde blijven. Soms is het
onderscheid lastig:
Bij gewone papierlijm verdampt het oplosmiddel en blijft bindmiddel over -
> natuurkundig proces.
Bij secondelijm reageert de lijm met waterdamp en ontstaat een kunststof
-> chemische reactie.
1.3 stoffen
Een chemicus onderzoekt eigenschappen van stoffen.
Meetbare eigenschappen (kwantitatief): kookpunt, smeltpunt,
dichtheid, viscositeit -> dit zijn fysische constanten.
Moeilijk meetbare eigenschappen (kwalitatief): geur, smaak.
Deeltjes:
, Alle stoffen bestaan uit extreem kleine deeltjes (atomen, moleculen, ionen) die
zich verdelen in hun omgeving.
Vast, vloeibaar of gas:
Stoffen kunnen vast, vloeibaar of gasvormig zijn:
Vast: vaste plaatsen in kristalrooster, vaste vorm en volume
Vloeibaar: deeltjes bewegen vrij maar blijven bij elkaar, vast volume,
variabele vorm
Gas: deeltjes ver uit elkaar, geen cohesie, geen vaste vorm of volume
Overgangen:
Smelten ↔ stollen (vast ⇄ vloeibaar, bij
smelt-/stolpunt)
Verdampen ↔ condenseren (vloeibaar ⇄ gas, bij
kookpunt)
Vervluchtigen (sublimeren) ↔ rijpen (vast ⇄
gas)
Deze overgangen hangen af van temperatuur en druk.
Stoffen kunnen worden gescheiden of gezuiverd met
technieken zoals destilleren (koken+ condenseren).
1.4 zuivere stoffen en mengsels
Zuivere stoffen:
Bestaan uit een soort deeltje (bijvoorbeeld alleen watermoleculen of
ijzeratomen).
In de natuur zeldzaam; meestal gemengd met andere stoffen
Zeer zuiver gemaakt voor laboratoriumgebruik ( pro analysis)
Te herkennen aan constante fysische constanten (smeltpunt, kookpunt)
Bij verontreiniging ontstaan smelt- en kooktrajecten in plaats van vaste
punten
Mengsels:
Mengsels bestaan uit meerdere componenten (bijvoorbeeld tandpasta, verf,
benzine). Je hebt 2 verschillende soorten mengsels.
Homogeen mengsel: overal dezelfde samenstelling (lucht, thee, cola)
Heterogeen mengsel: samenstelling niet overal gelijk, zichtbaar grensvlak
(sinaasappelsap, beton)
Soorten mengsels in vloeistoffen:
Oplossing: deeltjes < 1 nm, helder, homogeen (suikerwater,
zoutoplossing)
Colloïdale oplossing (colloïde): deeltjes groter, verstrooien licht ->
troebel/ wit (melk, klei in water)