Deel 1 - Hoofdstuk 1

Question 1

Verklaar de vaktitel ‘Algemene en technische scheikunde’

Answer 1

Algemene
-> Belangrijk voor alle ingenieurs

Technische
-> Technologische voorbeelden over de disciplines heen
(materiaalkunde, bouwkunde, werktuigkunde, elektrotechniek)

Question 2

Op welke vlakken verschillen scheikundigen van ingenieurs ?

Answer 2

Grondstoffen
-> S : kunnen een bepaalde hoeveelheid van een nodig product bestellen bij een firma
-> Ir : moet het doen met de grondstoffen van de natuur (boomstructuur)

Schaal en betrokken hoeveelheden
-> S : nauwkeurig werken met gramhoeveelheden
-> Ir : werken met duizenden tonnen per dag (behalve parfum - industrie, …)

Apparatuur
-> S : kolven, erlenmeyers, … (ladingsgewijs werken)
-> Ir : grote metalen constructies (continue aanvoer en afvoer van producten)

Soort werk
-> S : nieuwe kennis genereren door het uitvoeren van experimenten
-> Ir : past kennis toe in industriële (productie)processen

Question 3

Welke 4 verschillende vindplaatsen zijn er waaruit ingenieurs hun grondstoffen kunnen halen ?

Answer 3

Atmosfeer
-> Zuurstof, stikstof, edelgassen

Hydrosfeer (water in zijn vele vormen en oplosbare zouten)
-> Water, natriumchloride, magnesiumchloride, natriumjodide, …

Lithosfeer (aardkorst)
-> Silica, kalksteen, kaliumnitraat, fluoriet, metaalertsen (oxiden, sulfiden, …), …

Biosfeer (levende wezens/producten)
-> Steenkool (onzuivere koolstof), aardolie, aardgas, natuurlijke organische producten (hout, katoen, wol, rubber, …), …

Question 4

Geef de definitie van ‘scheikunde’.

Answer 4

Exacte natuurwetenschap met als studie-object de (levende en levenloze) materie.

Question 5

Wat voor wetenschap is scheikunde ?

Answer 5

-> Het is een exacte wetenschap net zoals wiskunde exact is.

-> Het is een inductieve wetenschap :
=> Bepaalde observaties leiden tot hypothesen, die na toetsing aan experimenten kunnen uitgroeien tot een theorie.

(->Wiskunde is een deductieve wetenschap :
=> Eigenschappen en stellingen worden afgeleid uit postulaten en axioma’s.)

-> Het is een natuurwetenschap (en heeft hierin een centrale plaats) :
=> Scheikunde bestudeert materie en haar relatie met energie
(zeer concrete invullingen)
(Fysica bestudeert materie in een abstracte manier)

-> De scheidingslijn tussen organische en anorganische materie is zeer vaag geworden
=> Ureum kan tegenwoordig ook synthetisch aangemaakt worden

Question 6

Geef de definitie van een ‘fysisch eigenschap’.

Answer 6

Een fysisch eigenschap is een intrinsiek eigenschap van de materie die geobserveerd kan worden zonder dat de chemische samenstelling van en stof verandert.
(Smelten van ijs naar water is een fysische overgang)

Question 7

Geef voorbeelden van fysische eigenschappen.

Answer 7

-> Smeltpunt
-> Kookpunt
-> Dichtheid
-> Thermische geleidbaarheid
-> …

Question 8

Geef de definitie van ‘extensieve grootheden’.

Answer 8

Grootheden waarvan de getalwaarde recht evenredig is met de hoeveelheid van de beschouwde materie.

Question 9

Geef voorbeelden van extensieve grootheden.

Answer 9

-> Massa (m)
-> Volume (V)
-> aantal mol (n)
-> …

Question 10

Geef de definitie van ‘intensieve grootheden’.

Answer 10

Grootheden onafhankelijk van de hoeveelheid materie.
(Hieronder vallen de meeste ‘stofeigenschappen’)
(Ontstaat wanneer men twee extensieve grootheden deelt door elkaar)

Question 11

Geef voorbeelden van intensieve grootheden.

Answer 11

-> Densiteit (ρ)
-> Molair volume (V)
-> Magnetisme
-> …

Question 12

Welke twee klassen kunnen we onderscheiden binnen de intensieve parameters ?

Answer 12

-> Soortelijke of specifieke grootheden : grootheden per massa-eenheid (m^3/kg)

-> Molaire grootheden : per mol (R = 8?4145J/molK)

Question 13

Wat bespreekt de ‘kinetische moleculaire theorie (KMT) voor vaste stoffen, vloeistoffen en (ideale) gassen ‘?

Answer 13

Een theoretisch kader over de verschillende aggregatietoestanden :

-> Vaste stoffen :
=> Eigen vorm en eigen volume
=> De deeltjes die de vaste stof uitmaken zitten vast op welbepaald roosterpunten
=> Bij hogere kinetische energie (door stijging tempertatuur) gaan de deeltjes vibreren en kunnen ze zich losrukken van hun vaste roosterpunten waarbij ze dus de interdeeltjeskrachten overwinnen met hun kinetische energie.
=> (De kinetische energie (en dus de mate van beweging is evenredig met de temperatuur (mv^2 / 2 = 1/2 k T (met k de Boltzmannconstante en T de temperatuur in Kelvin )))

-> Vloeistoffen :
=> Eigen volume en geen eigen vorm
=> Als 1/10 van de roosterpunten leeg zijn (smeltpunt)

-> (Ideale) gassen :
=> Geen eigen volume en geen eigen vorm
=> Verkrijgen we bij een hogere kinetische energie en wanneer de interdeeltjeskrachten helemaal overwonnen zijn

Question 14

Aan hoeveel ‘mm Hg’, ‘Pa’ en ‘bar’ is 1 atm gelijk ?

Answer 14

1 atm = 760 mm Hg = 101325 Pa = 1,013 bar

Question 15

Geef de definitie van een ‘chemisch eigenschap’.

Answer 15

Een chemisch eigenschap beschrijft hoe materie zich zal gedragen tijdens een chemische reactie.

Question 16

Geef voorbeelden van chemische eigenschappen.

Answer 16

-> Kleur
-> Geur
-> Giftigheid
-> Chemische reactiviteit
-> Brandbaarheid
-> …

Question 17

Geef de definitie van een ‘heterogeen mengsel’.

Answer 17

Een mengsel waarvan de onderdelen makkelijk te onderscheiden zijn.

Question 18

Geef de definitie van een ‘homogeen mengsel’.

Answer 18

Een mengsel waarin de onderdelen niet meer te onderscheiden zijn.

Question 19

Geef de definitie van een ‘fase’.

Answer 19

Een fase is een deel van het stelsel waar fysische en chemische eigenschappen dezelfde zijn (op een normale gebruiksschaal = ingenieursschaal).

Question 20

Geef de definite van een ‘mengsel’.

Answer 20

Een mengsel is een combinatie van twee of meer verschillende zuivere stoffen zonder dat hun moleculen daarbij hun chemische identiteit verliezen.

Question 21

Geef de definitie van een ‘pure substantie’.

Answer 21

Pure substanties bestaan uit elementaire zuivere stoffen (een atoomsoort) of uit verbindingen (meerdere atoomsoorten).

Question 22

Geef de definitie van ‘elementaire zuivere stoffen’.

Answer 22

= Een enkelvoudige stof
-> Een enkelvoudige stof is een stof die bestaat uit atomen van een element. Bestaat een stof uit atomen van twee of meer elementen, dan spreekt men an een samengestelde stof.

Question 23

Geef de definitie van een ‘verbindingen’.

Answer 23

= Een samengestelde stof
-> Een samengestelde stof is een stof die wordt gevormd door de chemische binding tussen de atomen van twee of meer chemische elementen.

Question 24

Hoe kan men heterogene mengsels scheiden ?

Answer 24

Men kan heterogene mengsels scheiden door gebruik te maken van verschillen in fysische eigenschapppen.

-> Op basis van deeltjesgrootte : zeven, filtratie
-> Op basis van magnetisme
-> Op basis van dichtheid : centrifugeren, decanteren, flotatie

Question 25

Hoe kan men homogene mengsels scheiden ?

Answer 25

Men kan homogene mengsels scheiden door middel van fysische scheidingsmethodes.

-> Op basis van van verschillen in kookpunten (destillatie)
-> Op basis van verschillen in oplosbaarheid (extractie)

Question 26

Wat zijn de verschillen tussen de begrippen ‘fase’ en ‘aggregatietoestand’ ?

Answer 26

-> Een stof in 1 aggregatietoestand kan uit verschillende fasen bestaan.

-> De gasfase is uniek.
=> Gassen zijn altijd compleet mengbaar (uit te leggen via KMT) tenzij er externe velden aanwezig zijn.

-> Het begrip fase is niet noodzakelijk macroscopisch.
=> Zolang een reactie niet volledig is kan deze op macroscopische schaal gezien worden als 1 fase terwijl er op microscopische schaal al meerdere fases zijn.

Question 27

Geef de definitie van ‘decanteren’.

Answer 27

Afgieten van een vloeistof om deze af te scheiden van een vloeistof in een andere fase (Wijn).

Question 28

Geef de definitie van ‘flotatie’.

Answer 28

Flotatie is een chemisch proces waarbij gesuspendeerde mengsels worden gescheiden op basis van verschil in bevochtigbaarheid door water. (Mijnbouw)

Question 29

Wat is cryogene destillatie ?

Answer 29

Een manier om lucht (een homogeen mengsel van zuurstof, stikstof en edelgassen) te scheiden in zijn componenten.

Question 30

Geef de definitie van een ‘element’.

Answer 30

= Elementaire zuivere stof
= Element of atoomsoort in tabel van Mendeljev

Question 31

Geef de definitie van ‘concentratie’.

Answer 31

Maat voor de relatieve verhouding van een stof in een mengsel (intensieve parameter)
-> verhouding van 2 hoeveelheden (opgeloste stof en oplossing)

Question 32

Welke twee types van concentratiegrootheden zijn er ?

Answer 32

-> T-onafhankelijke manier : massa, mol
=> Massafractie
=> Molaliteit
=> Molaire breuken of molfractie

-> T-afhankelijke manier : volumes, …
=> G- parameter
=> molariteit
=> volumefractie

Question 33

Geef de definitie van ‘massafractie’.

Answer 33

Aantal gram van stof i gedeeld door de totale massa van het mengsel.

Question 34

Geef de definitie van ‘molaliteit’.

Answer 34

Aantal mol van de opgeloste stof per 1000g solvent.

Question 35

Geef de definitie van ‘molaire breuk of molfractie’.

Answer 35

Aantal mol van de opgeloste stof i gedeeld door het totaal aantal mol van de oplossing.

Question 36

Geef de definitie van ‘G-parameter’.

Answer 36

Aantal gram van een opgeloste stof i per liter oplossing.

Question 37

Geef de definitie van ‘molariteit’.

Answer 37

Aantal mol van een stof i per liter oplossing.

Question 38

Geef de definitie van ‘volumefractie’.

Answer 38

Het volume van component i gedeeld door het totaal volume van de oplossing.
=> Omwille van de veranderde intermoleculaire interacties in het mengsel treden er bij het mengen vaak volume-effecten op zoals volumecontracties en volume-expansies. Als gevolg daarvan is de som van alle volumefracties in een mengsel niet noodzakelijk gelijk aan 1 als men ze berekent op basis van de afzonderlijke volumes van de zuivere stoffen.