VWO Scheikunde cheat sheet

Significantie bij optellen/aftrekken: het resultaat krijgt het kleinste aantal decimalen van de gegevens; bij vermenigvuldigen/delen het kleinste aantal significante cijfers.

Exacte getallen (telgetallen, gedefinieerde omrekenfactoren zoals 1 L = 1000 mL) tellen niet mee voor de significantie van het eindantwoord.

pH = -log[H3O+]; [H3O+] = 10^(-pH). Het cijfer voor de komma in pH is de exponent (geen significantie); het aantal decimalen in pH = aantal significante cijfers in [H3O+].

pOH = 14 - pH bij 298 K (Kw = 1,0·10^-14); [OH-] = 10^(-pOH).

Zwak zuur: [H3O+] = √(Kz·c0) alleen geldig als de vereenvoudiging x << c0 klopt (controle: x < 5% van c0).

Buffer (Henderson-Hasselbalch): pH = pKz + log([base]/[zuur]); geldt bij concentraties ruim boven Kz.

Verdunning: c1·V1 = c2·V2; de hoeveelheid stof in mol blijft gelijk, alleen het volume verandert.

Eenheid en dimensie controleren: mol = c (mol/L) × V (L); massa = n × M; rendement = (praktisch/theoretisch) × 100%.

Titratie-uitwerking: bij equivalentiepunt mol zuur = mol base volgens reactievergelijking; reken eerst mol, dan concentratie.

VSEPR: 2 elektronendomeinen = lineair (180°), 3 = trigonaal vlak (120°), 4 = tetraëdrisch (109,5°); vrije elektronenparen drukken de bindingshoek kleiner.

Dipoolmoment ontstaat alleen bij een polaire binding én een asymmetrische ruimtelijke bouw; CO2 is apolair ondanks polaire C=O-bindingen.

Waterstofbruggen vereisen H gebonden aan N, O of F en een vrij elektronenpaar op N, O of F van een naburig molecuul.

Smelt- en kookpunt stijgen met sterkere intermoleculaire krachten: ionbinding > waterstofbrug > dipool-dipool > vanderwaalskracht.

Vanderwaalskracht neemt toe met het aantal elektronen (molaire massa) en met een groter contactoppervlak (langere, onvertakte keten).

Elektronegativiteit (Pauling) neemt toe van links naar rechts en van onder naar boven in het periodiek systeem; F is het meest elektronegatief.

Een ionbinding ontstaat door overdracht van elektronen tussen een metaal met lage en een niet-metaal met hoge elektronegativiteit; rooster-energie bepaalt het smeltpunt.

Mesomeren/resonantie: elektronen delokaliseren over meerdere atomen, wat de structuur stabiliseert (bijvoorbeeld carbonaat, benzeen).

Homologe reeksen: alkanen CnH2n+2, alkenen CnH2n, alkynen CnH2n-2, cycloalkanen CnH2n; naamgeving volgens IUPAC met langste keten als stam.

Functionele groepen en hun achtervoegsels: -OH (ol), -CHO (anal), C=O (on), -COOH (zuur), -NH2 (amine), -COO- (ester), -O- (ether).

Primair, secundair, tertiair: bepaald door het aantal koolstofatomen direct gebonden aan het C-atoom met de functionele groep (respectievelijk 1, 2, 3).

Additie (alkeen + H2, HX, H2O, Br2), substitutie (alkaan + halogeen onder UV), eliminatie (alcohol of halogeenalkaan + base, geeft alkeen).

Oxidatie van alcoholen: primair → aldehyde → carbonzuur; secundair → keton; tertiair alcohol oxideert niet onder normale omstandigheden.

Verestering: carbonzuur + alcohol ⇌ ester + water, met zwavelzuur als katalysator; hydrolyse van een ester is de omgekeerde reactie.

Isomerie: structuurisomerie (andere connectiviteit), stereo-isomerie (cis-trans bij C=C, enantiomeren bij een chiraal koolstofatoom met vier verschillende groepen).

Koolhydraten, vetten en eiwitten: polymerisatie via glycosidische binding, esterbinding (glycerol + vetzuren) en peptidebinding (aminozuren) respectievelijk.

Brønsted-Lowry: zuur is een protondonor, base een protonacceptor; een geconjugeerd zuur-basepaar verschilt één H+.

Sterk zuur (HCl, HNO3, H2SO4 eerste stap, HBr, HI, HClO4) ioniseert volledig: [H3O+] = c0; zwak zuur slechts gedeeltelijk via Kz.

Kz·Kb = Kw = 1,0·10^-14 (298 K) voor een geconjugeerd paar; pKz + pKb = 14.

Amfoteer: een deeltje dat zowel zuur als base kan optreden, zoals H2O, HCO3- en H2PO4-.

Zuur-base-reactie: sterk zuur + sterke base geeft zout + water; het equivalentiepunt van een sterke-zwakke titratie ligt niet bij pH 7.

Indicator kiezen: omslagtraject van de indicator moet het pH-verloop bij het equivalentiepunt omvatten (bijvoorbeeld fenolftaleïne 8,2-10,0).

Zuurconstante en zuursterkte: grotere Kz (kleinere pKz) betekent een sterker zuur; hoe sterker het zuur, hoe zwakker de geconjugeerde base.

Zout van zwak zuur en sterke base geeft een basische oplossing (hydrolyse van de geconjugeerde base); zout van sterk zuur en zwakke base geeft een zure oplossing.

Oxidatiegetal: O is meestal -2, H meestal +1, vrije elementen 0; de som van oxidatiegetallen in een neutraal molecuul is 0, in een ion gelijk aan de lading.

Oxidatie = toename oxidatiegetal (elektronen afstaan), reductie = afname (elektronen opnemen); de reductor wordt geoxideerd, de oxidator gereduceerd.

Redoxvergelijking kloppend maken: eerst atomen anders dan O en H, dan O met H2O, dan H met H+, dan lading met elektronen; daarna elektronen gelijkstellen.

Standaardelektrodepotentiaal E°: grotere (positievere) E° betekent sterkere oxidator; E°cel = E°kathode (oxidator) - E°anode (reductor).

Een redoxreactie verloopt spontaan als E°cel > 0; bij evenwicht is de celspanning 0 V en geldt E°cel = (0,059/n)·log K.

Evenwichtsvoorwaarde: K = product van concentraties producten / product van concentraties reactanten, elk tot de macht van de coëfficiënt; vaste stoffen en zuiver water weglaten.

Verschuiving (le Chatelier): toevoegen van reactant of wegnemen van product verschuift naar rechts; drukverhoging bevoordeelt de zijde met minder gasdeeltjes.

Katalysator verhoogt de reactiesnelheid door een alternatief reactiepad met lagere activeringsenergie; hij verandert de evenwichtsligging niet.

ΔG° = -RT·ln K: K > 1 betekent een negatieve ΔG° (reactie ligt rechts); temperatuur beïnvloedt K via de van 't Hoff-relatie, niet via de druk bij constante T.