Chemie Centraal/Chemische reacties

Een proces waarbij de rangschikking van atomen wordt veranderd, heet een chemische reactie.

Er bestaan verschillende soorten scheikundige reacties, zoals:

• ontleding
• synthese
• recombinatie

Ontleding

Bij een ontledingsreactie wordt een verbinding gesplitst in de samenstellende elementen. Daarbij is de vraag of de stoffen die ontstaan zijn, inderdaad elementen zijn, of nog verder te ontleden zijn. Al heel lang was bekend dat als je suiker verhit, er koolstof en water ontstaan. Koolstof is een element, maar van water is pas sinds ongeveer 1750 bekend dat je het kunt ontleden.

De verschillende ontledingsreacties worden genoemd naar de gebruikte ontledingswijze:

• elektrolyse: ontleding door elektrische stroom
• thermolyse: ontleding door warmte
• fotolyse: ontleding door licht
• solvolyse: ontleding door een oplosmiddel
• hydrolyse: een speciaal geval van solvolyse: ontleding door het oplosmiddel water

Synthese

De bereiding van een verbinding uit zijn elementen wordt aangeduid als synthese. Heel lang is de synthese hét bewijs geweest dat de ontledingsreactie correct geïnterpreteerd was. Bij ingewikkelder verbindingen wordt vandaag de dag niet meer geëist dat de verbinding echt uit zijn elementen wordt opgebouwd. Synthese wil dan zeggen: de bereiding van een verbinding uit eenvoudigere grondstoffen (maar die stoffen kun je, direct of indirect, wel uit hun elementen opbouwen).

Recombinatie

Elke chemische reactie die niet onder een van de twee vorige groepen valt, is onder 'recombinatie' te rangschikken.

Ontledingsexperiment

Een van de veelgebruikte technieken bij ontleding is elektrolyse.

Proef: Opsplitsen van water in waterstofgas en zuurstofgas
Benodigdheden: gedistilleerd water (geen kraanwater; dat bevat chloor: zo zou giftig chloorgas vrijkomen), natriumsulfaatzout Na2SO4 (geen keukenzout NaCl; dat bevat chloor: zo zou giftig chloorgas vrijkomen), een stroombron (gelijkstroom) op laagspanning (bvb. een transformator van 9V gelijkspanning), 2 PET-flessen (dit zijn gewone plastic limonadeflessen), een plastic buisje van 5 cm lang, wateronoplosbare lijm, 2 naalden Eerst bouw je een toestel van Hoffmann: het bestaat uit 2 flessen die naast elkaar rechtop staan, met ertussen een plastic buisje. Daarvoor moet je onderaan in de flessen een gat maken ter grootte van het buisje, vervolgens schuif je het buisje in dit gat, en lijm je alle ruimte tussen de buis en de flessen dicht (het geheel moet waterdicht zijn). In elke fles prik je onderaan met een naald, en je laat ze erin zitten zodat de naald half in de fles en half eruit hangt. Ook hier vul je de eventuele tussenruimte met lijm waterdicht op. Vul nu de flessen met gedistilleerd water en voeg het natriumsulfaat toe, sluit de 2 elektroden van je transformator aan op de 2 naalden, sluit je transformator aan op het stopcontact en wacht even. Na een tijdje ontstaan er gasbelletjes. Na langere tijd zie je dat de bellen in de 2 flessen omhoogstijgen; Er ontstaat aan de ene kant dubbel zoveel gas als aan de andere kant. Opgelet, als de zuurstofgas en waterstofgas vermengd raken, ontstaat het explosieve knalgas; maak er dus niet teveel tegelijkertijd aan!
Wat heb ik geleerd: De kant met de grootste hoeveelheid gas, bevat waterstofgas, want aan de kathode worden elektronen opgenomen door protonen: (${\rm {2H^{+}+2e^{-}\longrightarrow H_{2}}}$) x 2 en aan de anode worden elektronen afgegeven (hier wordt zuurstofgas gevormd): ${\rm {2H_{2}O\longrightarrow 4H^{+}+4e^{-}+O_{2}}}$ Tel je de reacties stoëchiometrisch op, dan krijg je: ${\rm {2H_{2}O\longrightarrow 2H_{2}+O_{2}}}$ Het natriumsulfaat zorgt voor een betere geleiding in het gedistilleerd water.