Blok 3

Als je aan scheikunde denkt, denk je al snel aan ontploffingen of stoffen die op een ‘magische’ manier veranderen. We weten dat alle stoffen uit moleculen bestaan en dat deze moleculen per stof verschillen. Een groot deel van de scheikunde gaat over het verklaren van die ‘magische’ veranderingen die je bijvoorbeeld op TikTok ziet. Dat doen we met behulp van chemische reacties.

Een voorbeeld is het ontleden van ijzeroxalaat. Het poeder (ijzeroxalaat) was groen en niet magnetisch. Na de reactie verdween de groene kleur en ontstond er ijzerpoeder dat wél magnetisch is. Er is dus iets veranderd aan de stofeigenschappen en er zijn nieuwe stoffen ontstaan. Dat noemen we een chemische reactie.

Een chemische reactie kun je herkennen aan een paar kenmerken. Het belangrijkste kenmerk is dat stoffen veranderen. In het voorbeeld begon je met ijzeroxalaat als beginstof, en dat werd omgezet in ijzer en koolstofdioxide. De moleculen van ijzeroxalaat zijn hierbij veranderd in andere moleculen.

Als je goed kijkt, zie je dat alle stoffen uit atomen bestaan. IJzeroxalaat bestaat uit ijzer-, koolstof- en zuurstofatomen. Ook de reactieproducten ijzer en koolstofdioxide zijn opgebouwd uit diezelfde atomen. Tijdens een chemische reactie worden de atomen opnieuw gerangschikt. Geen enkel atoom verdwijnt of ontstaat. Dit noemen we de wet van behoud van massa: de totale massa van de beginstoffen is gelijk aan de totale massa van de reactieproducten.

Een ander voorbeeld van een chemische reactie is het branden van een kaars. Kaarsvet brandt alleen als er zuurstof bijkomt. Daarbij ontstaan water en koolstofdioxide. Kaarsvet en zuurstof zijn de beginstoffen, water en koolstofdioxide zijn de reactieproducten. Bij het branden van een kaars komt ook licht en warmte vrij. Licht en warmte zijn vormen van energie. Als er bij een chemische reactie energie vrijkomt, noem je dat een exotherme reactie. De brandende kaars is daar een voorbeeld van. Als er juist energie nodig is om een reactie te laten verlopen, noem je dat een endotherme reactie. Een voorbeeld hiervan is fotosynthese in planten, waarbij zonlicht wordt gebruikt om glucose te maken.

 

Er zijn veel verschillende chemische reacties. Sommige daarvan kun je indelen in groepen van reacties die op elkaar lijken. Een van die groepen is de verbrandingsreactie. Voor een verbrandingsreactie heb je altijd een brandstof nodig als beginstof. Denk bijvoorbeeld aan aardgas bij een practicum of kaarsvet als je een kaars aansteekt. Daarnaast is zuurstof ook altijd nodig als beginstof. Zonder zuurstof blijft de vlam niet branden.

Bij een verbrandingsreactie ontstaan altijd stoffen die oxiden worden genoemd. Dat zijn stoffen die bestaan uit zuurstof en een ander atoom uit de brandstof. Voorbeelden van zulke stoffen zijn koolstofdioxide en water. In het tabel hieronder staan de oxiden die je moet kennen.

Atoom (uit de brandstof) Verbrandingsproduct (oxide)
C CO2
H H2O
S SO2
N NO2

 

Voorbeeld: De verbrandingsreactie van benzine

Bij de verbrandingsreactie van benzine (C8H18) komen de oxiden van koolstof en waterstof vrij. Dit levert de volgende kloppende reactie op:

2 C8H18 + 25 O2 → 16 CO2 + 18 H2O