Monday, May 12, 2008

Introductie

Heb je je altijd al afgevraagd wat er in een kunstnier afspeelt? Nu is de tijd om hier achter te komen. Ontdek de chemische processen in een kunstnier. Kom erachter wat voor stoffen eruit worden gehaald en hoe dat allemaal in zijn werk gaat. Natuurlijk is dit wel veel om allemaal uit te leggen en daarom hebben we voor jouw gemak kleine hoofdstukken gemaakt zodat je goed alles kan uitzoeken.

Sunday, May 4, 2008

Een waterige boel

Water is een zeer belangrijke stof op deze wereld. Het is zelfs zo belangrijk dat wij voor 60% - 70% uit water bestaan. Ons bloed bestaat voor een groot deel uit water en daarom is het ook belangrijk voor ons om kennis over water te hebben.
Water is een molecuul die bestaat uit 3 atomen: 2 atomen van waterstof en nog 1 atoom van zuurstof. De molecuulformule is dan ook H2O. De structuur is zoals bron 1: bron 1
Een bijzondere eigenschap van water is dat alle moleculen in water zich met elkaar verbinden met waterstofbruggen. Deze waterstofbruggen zijn verbindingen tussen een waterstofatoom en een zuurstofatoom. Je ziet dat de watermolecuul zich verbindt met 2 andere watermoleculen. We geven een waterstofbrug aan met een stippellijn. In een vaste staat gaan de watermoleculen in een rooster staan door de waterstofbruggen.
Door dit rooster neemt water in de vaste fase meer ruimte in dan in de vloeibare fasen. Dit verklaart het feit dat ijs op water drijft omdat het minder dicht op elkaar zit dan vloeibaar water. Zo'n rooster heet een kristalrooster. Er zijn verschillende soorten kristalroosters. Als er waterstofbruggen in zitten dan is het een molecuulrooster.
Om wat over de oplosbaarheid van dingen in water te weten moeten we beginnen met wat meer kennis over de deeltjestheorie. Atomen bestaan uit een kern met positief geladen deeltjes (protonen) en neutrale deeltjes (neutronen). Daar omheen zweven de negatieve geladen deeltjes (elektronen). Die elektronen zorgen voor de bindingen tussen verschillende atomen. Ze willen namelijk zo bij elkaar zijn zodat hun buitenste schil vol zit. Een waterstofatoom wil bijvoorbeeld 1 elektron erbij en een zuurstofatoom 2 elektronen. De atomen die bij elkaar gaan zitten, zitten vrij dicht bij elkaar zodat hun atoomstraal over elkaar zit. De atoomstraal is de afstand van de kern tot de buitenkant van de elektronenwolk.

bron 2
Je ziet in bron 2 de constructie van een watermolecuul. Zoals je ziet heeft elke atoom zijn buitenste schil vol. De waterstofatomen hebben er allebei 2 in de buitenste schil en de zuurstofatoom heeft er 2 in zijn binnenste schil en 8 in zijn buitenste schil. Doordat de zuurstofatoom en de waterstofatomen samen elektronen delen hebben ze een covalente binding (ook wel atoombinding genoemd). De atomen die over zijn nadat de sommige elektronen hebben meegedaan aan de binding heet de atoomrest. De gemeenschappelijke elektronen houden de positieve atoomresten bij elkaar. Het aantal bindingen dat een bepaald atoom kan aangaan heet de covalentie (bv. waterstof: 1 en zuurstof: 2).
Stoffen die goed oplosbaar zijn in water heten polaire stoffen, als ze dit niet goed doen dan heten ze apolaire stoffen. Dit heeft allemaal te maken met elektrische lading in en tussen moleculen. De gemeenschappelijke elektronen zijn niet altijd goed verdeeld. In water 'trekt' de zuurstofatoom harder aan het elektronenpaar dan de waterstofatomen. Hierdoor verschuift de elektrische lading en wordt de ene kant van het molecuul 'negatiever' dan de andere. De 'trekkracht' van een atoom heet elektronegativiteit. Als de elektronegativiteit van een atoom sterker is dan de ander dan wordt het een polaire molecuul. Het heet polair omdat je twee polen krijgt (een positieve en een negatieve). Zo'n molecuul wordt ook wel een dipool genoemd. Om te meten hoe sterk de dipool is vermenigvuldigen we het ladingsverschil tussen de twee polen en de afstand daartussen. Meerdere dipolen kunnen met elkaar een verbinding aangaan doordat de plus pool zich met de min pool verbindt. Als de elektronegativiteit gelijk is van de stoffen dan wordt het een apolaire stof. Deze stoffen lossen juist goed op in andere apolaire stoffen.
Samenvattend kan je concluderen dat er 3 soorten cohesie (ook wel molecuulbindingen of vanderwaalsbindingen genoemd) zijn. De londonkracht is een van deze 3 soorten cohesie. Het is de aantrekkingskracht tussen twee moleculen die er altijd is. Als de moleculen groter zijn dan wordt de londonkracht ook sterker. Naast de londonkracht heb je ook de dipool-dipoolbinding. Dit is de verbinding tussen twee dipolen en is sterker dan de vanderwaalsbinding. Naast deze twee heb je nog de waterstofbrug. Dit is ook de sterkste binding tussen de moleculen. Het lijkt een beetje op de dipool-dipoolbinding maar geldt alleen voor N-, O- of F-verbindingen. De H-atoom (die aan een N-, O- of F-atoom vastzit) is positief geladen en verbindt zich aan de N-, O- of F-atoom die negatief geladen is. De reden dat waterstofbruggen veel sterker zijn dan gewone dipoolbindingen heeft te maken met het feit dat de N-, O- en F-atomen klein zijn en een grote elektronegativiteit hebben.

Saturday, May 3, 2008

Zout in bloed?!

In je bloed zitten veel zouten zoals natriumchloride en andere zouten. Zouten zijn eigenlijk verbindingen tussen metalen en niet-metalen. Als ze oplossen in water geleiden ze goed. Dit wijst erop dat zoutdeeltjes geladen zijn omdat stroom altijd iets te maken heeft met geladen deeltjes. Dat is dus ook zo. De verschillende deeltjes (we zullen natriumchloride als voorbeeld nemen) zijn positief en negatief geladen. De natrium is positief en de chloor negatief. Zo'n geladen deeltje noemen we een ion. Als het een positieve ion is gebruiken we de gewone naam en voegen we ion eraan (bv. natriumion). Als het een negatieve ion is dan gebruiken we het achtervoegsel -ide en daarna ion (bv. chloride-ion). Ionen kunnen verschillende ladingen hebben een andere woord voor dit is de elektrovalentie. Een zout in zijn geheel is altijd ongeladen dus betekent dat dat er altijd evenveel positieve deeltjes zijn als negatieve deeltjes.
Je hebt echter ook ionen een lading hebben van 2+ of 2-. In dat geval heb je meer van de andere lading nodig om te compenseren. Als voorbeeld nemen we koperchloride. Koperionen hebben een lading van 2+ en chloride-ionen hebben een lading van 1-. We hebben dus 2 chloride-ionen nodig voor 1 koperion. De formule voor koperchloride is daarom ook CuCl2. Er zijn echter ook stoffen die meerdere ladingen kunnen hebben. Mangaan is daar een voorbeeld van. We duiden de lading aan met een romeinse letter. In mangaan(II)chloride heeft de mangaanion dus een lading 2+.
bron 3
Zoals je ziet in bron 3 zijn de ionen netjes op een rijtje gaan liggen. Dit is nog een voorbeeld van een kristalrooster. Omdat dit ionen zijn noemen wij dit een ionrooster. Omdat de positieve en negatieve ionen elkaar aantrekken krijgen we ionbindingen.
Als een zout in water komt dan kan die oplossen. Een oplossende zout is niet veel meer dan de verschillende deeltjes die loskomen van het rooster om in het water te gaan zitten. Als een ion loskomt en door water wordt omringt dan gaat het water zich om die ion heen rangschikken. De positieve kant van het watermolecuul gaat dan naar een negatief ion en de negatieve kant gaat naar een positief ion. Dit heet hydratatie. De ionen die opgelost zijn in het bloed hebben allemaal hun eigen functie. Zo heeft Na+ bijvoorbeeld de functie van bloeddruk hoog houden en speelt K+ een rol in prikkelgeleiding bij zenuwen. Als je twee opgeloste zouten bij elkaar gooit kan je een vaste stof krijgen. Zo'n vaste stof heet een neerslag. Als je opgeloste zilvernitraat bij opgeloste natriumchloride stopt ontstaat er een neerslag. De zilverionen reageren met de chloride-ionen en vormen samen de vaste stof zilverchloride. De natriumionen en de nitraationen doen niet mee aan de reactie en heten dus tribune-ionen. Er bestaan zouten die in hun kristalrooster ook watermoleculen hebben. Deze zouten hebben vaak de toevoeging van 'hydraat'. Het water dat in die zouten zit heet kristalwater.

Friday, May 2, 2008

Verschillende moleculen in je bloed

In je bloed zitten nog meer stoffen opgelost behalve zouten. Deze stoffen heten moleculaire stoffen. Moleculaire stoffen zijn eigenlijk gewoon stoffen die opgebouwd zijn uit moleculen. Zouten zijn dat dus duidelijk niet (zouten zijn opgebouwd uit ionen). Een voorbeeld van een moleculaire stof is ureum. Het is een restproduct van afgebroken eiwitten. Meestal wordt overtollig stikstof in ureum omgezet en wordt zo door urine uit het lichaam weg gehaald. Uiteraard moet deze stof dan wel goed oplossen in water. Dat doet deze stof zeer goed door waterstofbruggen te vormen met het water er omheen. Nog zo'n stof die vrijkomt bij de afbraak van eiwitten is creatine. De structuur is anders dan ureum (de formule ook) maar voor de rest lost het ook goed op in water door waterstofbruggen te vormen met het water.

Glucose is een stof die in je lichaam wordt gebruikt voor energie. Het reageert met zuurstof tot water, energie en koolstofdioxide. Glucose lost ook goed op in water door de waterstofbruggen die water met de zuurstof maakt.

Deze drie bovengenoemde stoffen zijn vrij klein en kunnen door het membraan van de kunstnier. Er zijn ook moleculaire stoffen die dat niet kunnen. Eiwitten zijn hier een voorbeeld van. Het zijn zeer ingewikkelde en grote moleculen die allemaal verschillende functies hebben. Ze lossen echter wel op in water doordat er aan de buitenkant veel zuurstof-, stikstof- en waterstofatomen zitten. Zulke grote stoffen worden macromoleculen genoemd.

Thursday, May 1, 2008

Laatste woord

We hopen dat je veel hebt opgestoken van deze site. De plaatjes die zijn gebruikt zijn gehaald van http://projects.edte.utwente.nl/deeltjesmodel/ (evenals alle informatie voor deze site). We hebben geprobeert om de chemische informatie over stoffen in het bloed in diepte te bespreken en toch nog een goede basis te leggen. Bedankt dat je de moeite hebt genomen om onze blog te lezen. Het belangrijkste wat we je nog willen meegeven is dat er verschillende bindingen zijn tussen moleculen, die beinvloeden hoe de moleculen met elkaar reageren en wat je in de zichtbare wereld ziet.

tot ziens,

Seth & Sam