Binas havo/vwo informatieboek havo-vwo voor het onderwijs in de natuurwetenschappen. [6e editie] 9789001817497

Citation preview

BINAS

De 6e editie van Binas is door het CvE toegestaan bij de centrale examens natuurkunde, scheikunde en biologie, vanaf 2015 voor havo en vanaf 2016 voor vwo. De inhoudelijke verantwoordelijkheid berust bij de Binas-commissie (havo/vwo) van de NVON.

BINAS

havo / vwo

Informatieboek havo / vwo voor het onderwijs in de natuurwetenschappen

Samengesteld door een NVON-commissie

ir. R.E.A. Bouwens drs. P.A.M. de Groot drs. W. Kranendonk ir. J.P. van Lune drs. C.M. Prop - van den Berg J.A.M.H. van Riswick drs. J.J. Westra

zesde editie

Noordhoff Uitgevers Groningen

Opmaak: Interlink Consultants, Oud-Beijerland Ontwerp omslag en binnenwerk: Dorèl en anderen, Groningen Technisch tekenwerk: Interlink Consultants, Oud-Beijerland Illustraties tabel 90C uit: Het menselijk lichaam,Tony Smith, uitgeverij Davidsfonds/Leuven

Bij het ontwikkelen van dit informatieboek is bij het kleurgebruik rekening gehouden met kleurzienstoornissen. Het is desondanks mogelijk dat kandidaten bij het gebruik van dit informatiemateriaal van hun beperking hinder ondervinden. In de door het College voor Examens vastgestelde regeling toegestane hulpmiddelen is beschreven hoe de school bij de afname van de centrale examens daarmee dient om te gaan.

Deze uitgave is gedrukt op FSC-papier. 0 / 13 © 2013 Noordhoff Uitgevers bv, Groningen/Houten, The Netherlands Behoudens de in of krachtens de Auteurswet van 1912 gestelde uitzonderingen mag niets uit deze uitgave worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen of enige andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. Voor zover het maken van reprografische verveelvoudigingen uit deze uitgave is toegestaan op grond van artikel 16h Auteurswet 1912 dient men de daarvoor verschuldigde vergoedingen te voldoen aan Stichting Reprorecht (Postbus 3060, 2130 KB Hoofddorp, www.reprorecht.nl). Voor het overnemen van (een) gedeelte(n) uit deze uitgave in bloemlezingen, readers en andere compilatiewerken (artikel 16 Auteurswet 1912) kan men zich wenden tot Stichting PRO (Stichting Publicatie- en Reproductierechten Organisatie, Postbus 3060, 2130 KB Hoofddorp, www.stichting-pro.nl). All rights reserved. No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system, or transmitted, in any form or by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording or otherwise without prior written permission of the publisher. ISBN 978-90-01-81749-7

voorwoord Voor u ligt de zesde druk van Binas, een informatieboek voor onderwijs in de natuurwetenschappen. Deze uitgave kan gebruikt worden in de Tweede Fase van het voortgezet onderwijs bij de vakken natuurkunde, scheikunde, biologie, algemene natuurwetenschappen, natuur, leven en technologie en onderzoeken en ontwerpen. Het gebruik is vanaf 2015 voor havo en vanaf 2016 voor vwo toegestaan bij centrale examens natuurkunde, scheikunde en biologie havo en vwo. Bij de herziening is de opzet van de vijfde druk zo weinig mogelijk aangetast. De indeling en nummering van de tabellen is zo veel mogelijk gehandhaafd. In overeenstemming met de huidige stand van de wetenschap en met de actuele eindexamenprogramma’s zijn (gedeelten van) tabellen vervallen of toegevoegd. Daarnaast heeft de redactie tot uitdrukking willen brengen dat de natuurwetenschappelijke monovakken zich steeds meer in samenhang ontwikkelen en onderwezen worden. In onderstaand venndiagram ziet u welke tabellen in monovakken, dan wel in overlapgebieden thuishoren. De basiskleuren blauw, rood en groen zijn bij de tabellen nog steeds voor de monovakken natuurkunde, scheikunde en biologie gehanteerd. Bij tabellen in de overlap komt het venndiagram in miniatuur terug. Algemeen 1-6, 97-100

Wiskunde 36

BI Biologie 68-96

Biofysica 27, 29

Biochemie 67F-L

NLT O&O Natuurkunde 7-35

NA

Scheikunde 37-67E

S

Quantumfysica en -chemie 21, 23, 25, 40 De redactie van de zesde druk heeft haar werk gebaseerd op eerdere uitgaven van Binas, die tot stand zijn gebracht door drs. J.H.M. Beerens, drs. G.A.M. Hafkenscheid, drs. A.I. Jansen, A. de Lange, drs. C.W. Stam, drs. W. Kranendonk, drs. F.J. van der Puijl, drs. J.L. Sikkema, drs. P.A.M. de Groot, drs. J.J. Westra, drs. I.M. Wevers-Prijs en dr. M.J. Vogelezang. Speciale dank gaat uit naar drs. J.B. Broens, die aan de 2e tot en met 5e druk heeft meegewerkt en naar dr. G. Verkerk, die de redactiecommissie van de 1e tot en met de 5e druk heeft voorgezeten. Op de website van Binas www.binas.noordhoff.nl treft u meer informatie aan waaronder een omnummertabel ten opzichte van de 5e druk. Via deze website kunt u ook opmerkingen omtrent deze uitgave naar de redactiecommissie sturen. De redactiecommissie

Inhoud Algemeen 1 Grieks alfabet 2 Vermenigvuldigingsfactoren 3 SI, Internationaal stelsel van eenheden A Basisgrootheden, aanvullende grootheden en hun eenheden B Definities 4 Grootheden en eenheden in het SI

5 6

Eenheden Machten van tien A Massa B Tijd C Temperatuur D Energie

Natuurkunde 7

Waarden van enige constanten A Natuurconstanten B Massa en energie C Planck-eenheden 8 Gegevens van metalen 9 Gegevens van alliages 10 Gegevens van vaste stoffen A Fysische eigenschappen B Materiaaleigenschappen 11 Gegevens van vloeistoffen 12 Gegevens van gassen en dampen 13 Verzadigingsdrukken A Water B Koolstofdioxide, propaan, butaan, ether, alcohol en water 14 Kook- en sublimatiepunten 15 Geluid A Voortplantingssnelheden B Absorptiecoëfficiënten C Muziek D Akoestische schaal voor de mens 16 Elektriciteit en magnetisme A Relatieve diëlektrische constanten B Soorten magnetisme C Halfgeleiders en supergeleiders D Thermo-elektriciteit 17 Elektrotechniek A Kleurcodes B Elektrotechnische symbolen C Digitale schakelingen 18 Brekingsindices 19 Elektromagnetisch spectrum A Zichtbaar licht B Algemeen overzicht 20 Spectraalplaat 21 Atoomfysica A Waterstof

B Helium C Ionisatie-energieën D Plasma’s 22 Planck-krommen 23 Quantummechanica 24 Foto-elektrisch effect 25 Isotopen A Isotopentabel B Isotopenkaart 26 Bouw en structuur van de materie A Elementaire deeltjes B Wisselwerkingsdeeltjes C Samengestelde deeltjes 27 Biofysica A Het oog B Huid en ultraviolet C Het oor D Radioactiviteit 28 Fysica en milieu A Luchtweerstandscoëfficiënten B Stookwaarden C Lichtabsorptie in water D Gebruikelijke U-waarden van bouwelementen E Warmtegeleidingscoëfficiënten van bouw- en isolatiematerialen F Halveringsdikten 29 Medische beeldvorming 30 De aarde A Schaal van aardbevingen B Gravitatieversnelling C Schaal van windsnelheden D Symbolen weerkunde E Absorptie van elektromagnetische straling in de atmosfeer F De atmosfeer van de aarde 31 Zonnestelsel

32

Gegevens van sterren A Sterrenkaart B Sterren C De zon D De melkweg E De lokale groep F Andere clusters van sterrenstelsels G Exoplaneten H De oerknal

33 Hertzsprung-Russell-diagram 34 Samenstelling 35 Natuurkundeformules A Mechanica B Trillingen, golven en optica C Vloeistoffen, gassen en warmteleer D Elektriciteit en magnetisme E Overige onderwerpen

Wiskunde 36 Wiskundeformules: A Verbanden B Lengte, oppervlakte en inhoud C Vierkantsvergelijking D Machten en logaritmen



E Cirkel, ellips, hyperbool en parabool F Differentiëren en integreren G Goniometrie H Rijen en reeksen I Wiskundige notaties

Scheikunde 37 Scheikundeformules A Reactiesnelheid B Chemisch evenwicht C Thermodynamica D Elektrochemie E Spectrometrie F Chromatografie G Gehalteaanduidingen H Groene chemie 38 Scheikundige symbolen A Symbolen en eenheden B Industriële chemie 39 Spectrometrie A UV-VIS-spectrometrie B NMR-spectrometrie C IR-spectrometrie D Massaspectrometrie 40 Elementen A Gegevens B Ontdekking, herkomst naam en natuurlijk voorkomen 41 Molaire iongeleidbaarheden 42 Smelt- en kookpunten A Anorganische verbindingen B Organische verbindingen 43 Dichtheden en molariteiten A Veel gebruikte oplossingen B Handelsoplossingen 44 Oplosbaarheid van gassen A Gassen in water B Zuurstof in chloridehoudend water 45 Oplosbaarheid van vaste stoffen en vloeistoffen

A Zouten in water: schematisch overzicht B Zouten in water: kwantitatieve gegevens C In verschillende oplosmiddelen 46 Oplosbaarheidsproducten 47 Dissociatieconstanten van complexe ionen 48 Standaardelektrodepotentialen 49 Zuur- en baseconstanten 50 Ionisatieconstanten van zuivere vloeistoffen A Water bij verschillende temperaturen B Andere vloeistoffen 51 Evenwichtsconstanten van gasreacties 52 Indicatoren A Zuur-base-indicatoren B Redoxindicatoren 53 Gegevens van bindingen A Bindingslengten B Bindingshoeken 54 Reactiemechanismen A Nucleofiele substitutie volgens SN2 B Nucleofiele substitutie volgens SN1 C Elektrofiele aromatische substitutie SE Ar D Eliminatiereactie volgens E2 E Eliminatiereactie volgens E1 F Elektrofiele additie 55 Dipoolmomenten A Anorganische stoffen B Organische stoffen 56 Verbrandingswarmten 57 Vormingswarmten A Anorganische stoffen B Organische stoffen 58 Bindingsenergieën

59 Sublimatie- en verdampingswarmten A Vaste stoffen B Vloeistoffen 60 Roosterenergieën 61 Hydratatie-energieën 62 Ionisatie-energieën en elektronenaffiniteiten A Ionisatie-energieën B Elektronenaffiniteiten 63 Absolute entropieën A Elementen B Anorganische stoffen C Organische stoffen 64 Chemie en milieu A Gemiddelde samenstelling van onvervuild zeewater B Verbranding in lucht 65 Eigenschappen van chemicaliën

A Vlamkleuringen B Kleuren van chemicaliën 66 Naamgeving chemische stoffen A Triviale namen B Enkele formules en hun namen C Numerieke voorvoegsels D Enkele regels voor de syste­matische naamgeving van organische verbindingen E Macromoleculaire materialen en ISO-code F Nomenclatuur bij copolymeren 67 Structuurformules en structuren A Macromolecolaire materialen B Nieuwe materialen C Hardheidsschaal van Mohs D Kristalstructuren E Allotropie bij koolstof

Biologie 67 Structuurformules en structuren F Sachariden, koolhydraten G Vetten, vetzuren en fosfolipiden H Aminozuren en eiwitten I Heem, fotopigmenten J Ureum K Hormonen van de mens L Transmitters en dragers 68 Dissimilatie A Overzicht dissimilatie van glucose B Glycolyse en gisting C Citroenzuurcyclus D Oxidatieve fosforylering, ademhalingsketen E Dissimilatie van eiwitten, koolhydraten en vetten 69 Fotosynthese A Overzicht fotosynthese, koolstofassimilatie B Lichtreactie C Donkerreactie, calvincyclus D Chemosynthese 70 Chromosomen van de mens A Structuur van een chromosoom B Karyogram C Bandenpatroon D Genlocaties 71 DNA/RNA A Nucleïnebasen, structuurformules B Basenkoppels C Bouw van DNA en RNA D Schema replicatie E Transcriptie en translatie F Schema regeling transcriptie G Genetische code H Introns en exons I DNA-reparatie J Schema translatie, eiwitsynthese K RNA L Apoptose

M DNA-techniek 72 Absorptiespectra van enkele fotopigmenten 73 Papierchromatografie met bladpigmenten 74 pH-traject van enkele lichaamsvloeistoffen 75 Osmotische waarden 76 Celdeling A Celcyclus B Mitose en meiose 77 Virussen A Enkele virusvormen B Indeling van virussen bij dieren naar type nucleïnezuur C Cyclus HIV-virus D Cyclus DNA-virus 78 De vier rijken 79 Cellen A Bacteriecel B Plantaardige cel C Dierlijke cel D Enkele organellen van de cel 80 Dierlijke weefsels A Stamcellen B Dekweefsel C Steunweefsel D Bindweefsel E Spierweefsel 81 Plantaardige weefsels A Dekweefsel B Deelweefsel C Parenchym D Steunweefsel E Transportweefsel 82 Voeding en spijsvertering A Vitaminen B E-nummers C Spijsverteringsorganen D Leverlobje

E Spijsverteringsenzymen F Samenstelling spijsverteringssappen G Vertering 83 Ademhaling A Longen B Respirogram C Samenstelling gassen in lucht en bloed D Zuurstofverzadigingsdiagrammen E Transport van gassen in het bloed 84 Bloed en bloedsomloop A Bloedsomloop volwassene B Bloedsomloop foetus C Hart en bloedvaten D Werking van het hart E Bloeddruk F Bloedverdeling over de organen G Vorming weefselvloeistof H Samenstelling van bloed I Bloedcellen: vorming J Afweer K Antistoffen L Immuniteit M Allergische reacties N Lymfevaten en lymfoïde organen O Bloedstolling 85 Uitscheiding A Nieren B Samenstelling bloedplasma en urine C Concentratieveranderingen in een niereenheid, nefron D Osmoregulatie 86 Voortplanting A Geslachtsorganen man B Geslachtsorganen vrouw C Menstruatiecyclus D Oögenese en spermatogenese E Bevruchting en ontwikkeling 87 Zintuigen A Huid B Warmteregulatie C Oog D Gehoor en evenwicht 88 Zenuwstelsel A Zenuwcellen B Indelingen zenuwstelsel C Anatomie van de hersenen

D Ionenverdeling bij rustpotentiaal E Werking kalium-natriumpomp F Uitwisseling K+ en Na+ door celmembraan bij actiepotentiaal G Bouw en werking synaps H Aanmaak en afbraak van acetylcholine I Neurotransmitters J Schema van het ruggenmerg K Kniepeesreflex L Autonoom zenuwstelsel 89 Hormoonstelsel A Hormonen van de mens B Werkingsmechanismen van hormonen in cellen C Hormonen en hun terugkoppeling 90 Beweging en coördinatie A Energiebronnen van een spier bij lichte training B Langzame en snelle spiervezels C Motorische eenheden van een dwarsgestreepte spier D Skelet 91 De anatomie van de plant en haar voeding A Blad B Wortel C Stengel D Plantenvoedingsstoffen, nutriënten 92 Systematiek A Afstamming B Diversiteit 93 Ecologie A Energiestroom B Ecosysteem C Eilandtheorie van McArthur enWilson D Populaties E Stabiliteit en verandering F Koolstofkringloop G Stikstofkringloop 94 Evolutie A Geologische tijdrekening B Mens en mensachtigen C Endosymbiosetheorie van Margulis D Antibiotica E Prionen 95 ADI-waarden A Contaminanten B Additieven 96 Gegevens van een aantal diersoorten

Algemeen 97

Veiligheid en milieu A Gevaarlijke chemicaliën B Gevarenklassen in GHS C Waarschuwingsborden D Recycleersymbolen E Gevarenaanduidingen en voorzorgsmaatregelen F Groene chemie

REGISTER 98 Molaire massa’s van veel gebruikte stoffen 99 Periodiek systeem der elementen 100 Afstandschaal in de natuurwetenschappen

1

2

Grieks alfabet naam

groot

klein

naam

groot

klein

naam

groot

klein

alfa bèta gamma delta epsilon zeta eta theta

A B C D E F G H

a b c d f g h j, i

iota kappa labda mu nu xi omikron pi

I J K L M N O P

k l m n o p q r

rho sigma tau upsilon fi chi psi omega

Q R S T U V W X

t v, w x y { | } ~

Vermenigvuldigingsfactoren factor

naam

symbool

Nederlandse naam

factor

naam

symbool

Nederlandse naam

101 102 103 106 109 1012 1015 1018 1021 1024

deca hecto kilo mega giga tera peta exa zetta yotta

da h k M G T P E Z Y

tien honderd duizend miljoen miljard biljoen biljard triljoen triljard quadriljoen

10–1 10–2 10–3 10–6 10–9 10–12 10–15 10–18 10–21 10–24

deci centi milli micro nano pico femto atto zepto yocto

d c m µ n p f a z y

tiende honderdste duizendste miljoenste miljardste biljoenste biljardste triljoenste triljardste quadriljoenste

In Amerikaanse literatuur betekent het woord ‘billion’ 109, ‘trillion’ 1012, ‘quadrillion’ 1015 enz.

3

SI, Internationaal stelsel van eenheden

A

Basisgrootheden, aanvullende grootheden en hun eenheden

l m t I T I n

grootheid lengte massa tijd stroomsterkte temperatuur lichtsterkte hoeveelheid stof

eenheid meter kilogram seconde ampère kelvin candela mol

a X

vlakke hoek ruimtehoek

radiaal steradiaal

symbool m kg s A K cd mol rad sr

SI, Internationaal stelsel van eenheden

3

Definities

B

m

1 De meter is de lengte van de weg die het licht in vacuüm aflegt in een tijd van seconde 299792458 e (17 CGPM-1983, Rés. 1).

kg

Het kilogram is de eenheid van massa; het is gelijk aan de massa van het internationale prototype van het kilogram (1e CGPM-1889).

s

De seconde is de tijdsduur van 9192631770 perioden van de straling ontstaan bij de overgang tussen de twee hyperfijnniveaus van de grondtoestand van het atoom cesium-133 (13e CGPM-1967, Rés. 1).

A

De ampère is de constante stroom die, indien hij in stand wordt gehouden in twee evenwijdige, rechtlijnige en oneindig lange geleiders van te verwaarlozen cirkelvormige doorsnede, die geplaatst zijn in het luchtledige op een onderlinge afstand van 1 meter, tussen deze twee geleiders een kracht veroorzaakt gelijk aan 2 ·10-7 newton voor iedere meter lengte (9e CGPM-1948).

K

1 e deel van de 273 , 16 e thermodynamische temperatuur van het tripelpunt van water (13 CGPM-1967, Rés. 4).

cd

De candela is de lichtsterkte, in een gegeven richting, van een bron die monochromatische straling met 1 een frequentie van 540 · 1012 hertz uitzendt en waarvan de stralingssterkte in die richting 683 watt per e steradiaal is (16 CGPM-1979, Rés. 3).

mol

De mol is de hoeveelheid stof van een systeem dat evenveel elementaire entiteiten bevat als er atomen zijn in 0,012 kilogram koolstof-12 (14e CGPM-1971, Rés. 3). Bij gebruikmaking van de mol moeten de elementaire entiteiten worden gespecificeerd; deze kunnen atomen, moleculen, ionen, elektronen, andere deeltjes of bepaalde groeperingen van dergelijke deeltjes zijn.

rad

De radiaal is de hoek tussen twee stralen van een cirkel die op de omtrek een boog afsnijden waarvan de lengte gelijk is aan de straal.

sr

De steradiaal is de ruimtehoek die, wanneer zijn top samenvalt met het middelpunt van een bol, op die bol een oppervlakte uitsnijdt gelijk aan die van een vierkant met de straal van die bol als zijde.

De kelvin, eenheid van thermodynamische temperatuur, is het

4

Grootheden en eenheden in het SI grootheid

symbool

eenheid

symbool

aantal neutronen (in de kern) aantal nucleonen aantal protonen (in de kern) aantal windingen (spoel) activiteit (radioactiviteit) afstand amplitudo atoommassa arbeid beeldafstand beeldgrootte brandpuntsafstand brekingsindex bronspanning capaciteit compressiemodulus concentratie debiet, volumestroom dempingscoëfficiënt diameter dichtheid diëlektrische constante (permittiviteit) doorsnede dosis geabsorbeerde ioniserende straling dosisequivalent, dosislimiet dosisequivalenttempo dosistempo draaistoot druk elasticiteitsmodulus elektrisch dipoolmoment elektrische lading elektrische potentiaal elektrische spanning elektrische stroomsterkte elektrische veldsterkte elektrochemisch equivalent energie enthalpie entropie fase frequentie geleiding, geleidbaarheid (elektrisch) geluiddrukniveau geluidintensiteitsniveau gewicht golflengte gravitatieversnelling grenshoek halveringsdikte halveringstijd hoek (ruimte-) hoek (vlakke) hoeksnelheid

N A Z N A l, a, b, … A, r A W b B, BB´ f n Ubron C K c Q d d t f A D H

– – – – becquerel meter meter atomaire massa-eenheid joule meter meter meter – volt farad newton per vierkante meter mol per kubieke meter kubieke meter per seconde per meter meter kilogram per kubieke meter farad per meter vierkante meter gray sievert sievert per seconde gray per seconde newton meter seconde pascal newton per vierkante meter coulomb meter coulomb volt volt ampère newton per coulomb kilogram per coulomb joule joule joule per kelvin – hertz siemens (deci)bel (deci)bel newton meter meter per secondekwadraat graad meter seconde steradiaal radiaal, graad radiaal per seconde

– – – – Bq = s–1 m m u J = N m m m m – V = J  C –1 F = C V–1 N m–2 mol m–3 m3 s–1 m–1 m kg m–3 F m–1 m2 Gy = J kg–1 Sv = J kg–1 Sv s–1 Gy s–1 N m s Pa = N m–2 N m–2 C m C = A s V = J C–1 V = J C–1 A = C s–1 N C–1 = V m–1 kg C–1 = kg A–1 s–1 J = N m J = N m J K–1 – Hz = s–1 S = X–1 (d)B (d)B N m m s–2 ° m s sr rad rad s–1

D p E p q, Q V U, DV I E, f A E H S { f, o G Lp LI G, Fgew m g g d½ t½,x X a, b, …, {,… ~

vervolg c

Grootheden en eenheden in het SI grootheid hoekversnelling hoeveelheid beweging hoeveelheid stof impedantie impuls impulsmoment

symbool a p n Z p b, L

inhoud intensiteit (deeltjesbundel) intensiteit (geluid-, licht-) koppel kracht krachtstoot kubieke uitzettingscoëfficiënt kwaliteitsfactor radioactieve straling lading ladingsdichtheid (vlak) lengte lenssterkte lichtsterkte lichtstroom lineaire uitzettingscoëfficiënt lineïeke massa van textielvezels en garens luchtweerstandscoëfficiënt luminantie (oppervlaktehelderheid) magnetisatie magnetische flux magnetische inductie (fluxdichtheid) magnetische permeabiliteit massa massagetal molair(e) … moment (koppel) moment (kracht) numerieke apertuur nuttig effect nuttig effect (lichtrendement) omloopfrequentie omlooptijd oppervlakte oppervlaktespanning osmotische waarde periode (tijd) plaats potentiaal, potentiaalverschil radioactiviteit rendement restitutiecoëfficiënt rotatiesnelheid ruimtehoek schuifspanning snelheid soortelijke warmte

V I I T F S c wR, Q q, Q v l S I U a tl Cw B, L M U B n m A – T M A h hL f T A v P T x V, DV A h f ~ X v v c

eenheid symbool radiaal per secondekwadraat rad s–2 kilogram meter per seconde kg m s–1 mol mol ohm X kilogram meter per seconde kg m s–1 kilogram meterkwadraat per kg m2 s–1 seconde kubieke meter m3 per seconde per vierkante meter s–1 m–2 watt per vierkante meter W m–2 newton meter N m newton N = kg m s–2 newton seconde N s = kg m s–1 per kelvin K–1 sievert per gray Sv Gy–1 coulomb C = A s coulomb per vierkante meter C m–2 meter m dioptrie dpt = m–1 candela cd lumen lm = cd sr per kelvin K–1 kilogram per meter kg m–1 – – candela per vierkante meter nit = cd m–2 ampère per meter A m–1 weber Wb = V s tesla T = Wb m–2 henry per meter H m–1 kilogram kg – – per mol mol–1 newton meter N m newton meter N m – – – , procent –,% lumen per watt lm W–1 hertz Hz = s–1 seconde s vierkante meter m2 newton per meter N m–1 newton per vierkante meter Pa = N m–2 seconde s meter m volt V = J C–1 becquerel Bq = s–1 – – – – radiaal per seconde rad s–1 steradiaal sr newton per vierkante meter N m–2 meter per seconde m s–1 joule per kilogram kelvin J kg–1 K–1

vervolg c

4

4

Grootheden en eenheden in het SI grootheid soortelijke warmte bij constant volume

stoot straal stroomdichtheid stroomsterkte temperatuur tijd tijdconstante torsieconstante traagheidsmoment (massa-) treksterkte trillingstijd veerconstante vergroting (lineaire) verlichtingssterkte vermogen verplaatsing versnelling vervalconstante (radioactief) verzwakkingscoëfficiënt viscositeit (dynamisch)

symbool cV CV cp Cp t U v S rm rV S r, R J I T t x l I, J v T C N E P Dx, s a m a, n h

viscositeit (kinematisch) volume volumestroom voortplantingssnelheid van geluid voortplantingssnelheid van licht voorwerpsafstand voorwerpsgrootte vrije energie vrije enthalpie waarschijnlijkheid warmte (hoeveelheid) warmtecapaciteit warmtedoorgangscoëfficiënt warmtegeleidingscoëfficiënt warmteoverdrachtscoëfficiënt warmtestroom warmtestroomdichtheid wederzijdse inductie weegfactor radioactieve straling weerstand weerstandstemperatuurcoëfficiënt wrijvingscoëfficiënt zelfinductie

o V Q vg c v V, VV´ F G W, P Q C n, U m,  k a,  ae,  ai U, P q M wR, Q R a n,  f L

soortelijke warmte bij constante druk soortelijke weerstand spanning (elektrische) spanning (mechanische) sterkte van brekend oppervlak, lens stookwaarde

eenheid joule per kilogram kelvin joule per mol kelvin joule per kilogram kelvin joule per mol kelvin ohm meter volt newton per vierkante meter dioptrie joule per kilogram of joule per kubieke meter newton seconde meter ampère per vierkante meter ampère kelvin seconde seconde newton meter per radiaal kilogram meterkwadraat newton per vierkante meter seconde newton per meter – lux watt meter meter per secondekwadraat per seconde per meter newton seconde per vierkante meter meterkwadraat per seconde kubieke meter kubieke meter per seconde meter per seconde meter per seconde meter meter joule joule – joule joule per kelvin watt per vierkante meter kelvin watt per meter kelvin watt per vierkante meter kelvin watt watt per vierkante meter henry sievert per gray ohm per kelvin – henry

symbool J kg–1 K–1 J mol–1 K–1 J kg–1 K–1 J mol–1 K–1 Xm V = J C–1 N m–2 dpt = m–1 J kg–1 J m–3 N s = kg m s–1 m A m–2 A K s s N m rad–1 kg m2 N m–2 s N m–1 – lx = lm m–2 W = J s–1 m m s–2 s–1 m–1 N s m–2 m2 s–1 m3 m3 s–1 m s–1 m s–1 m m J J – J J K–1 W m–2 K–1 W m–1 K–1 W m–2 K–1 W W m–2 H = J A–2 Sv Gy–1 X = V A–1 K–1 – H = J A–2

Eenheden eenheid

symbool en omrekeningsfactor

grootheid

are astronomische eenheid atmosfeer atomaire massa-eenheid bar barn calorie centimeter kwikdruk centimeter waterdruk curie dag dalton decibel, bel denier Duitse hardheidsgraad elektronvolt (energie) elektronvolt (temperatuur) foon foot gallon (US) gauss gon (decimale graad)

a = 102 m2 AE (AU); AE = 1,495 98 · 1011 m atm = 1,013 25 · 105 Pa u = 1,660 538 921 · 10–27 kg bar = 105 Pa b = 10–28 m2 cal = 4,184 J cm Hg = 1,333 22 · 103 Pa cm H2O = 9,806 65 · 101 Pa Ci = 3,7 · 1010 Bq d = 86 400 s u = 1,660 538 921 · 10–27 kg dB, B Td = 1,111 · 10–7 kg m–1 D° 10 mg CaO per liter eV = 1,602 176 565 · 10–19 J eV = 1,160 451 9 · 104 K Ph = dB (bij 1000 Hz) ft, vt = 3,048 · 10–1 m (= 12 in) 3,785 4117 84 ·10–3 m–3 G = 10–4 T r gon (gra); gon = 200 rad

oppervlakte (van grond) afstand druk massa druk werkzame doorsnede energie druk druk (radio-)activiteit tijd massa geluidniveau massa per lengte-eenheid waterhardheid energie temperatuur geluidniveau lengte of afstand volume of inhoud magnetische inductie vlakke hoek

b b v b b b v v v v b v b v v b b b v v v b

graad (hoek)

° (deg); ° =

vlakke hoek

b

graad Celsius graad Fahrenheit inch jaar karaat of metriekkaraat

temperatuur temperatuur lengte of afstand tijd massa bij parels en edelstenen goudgehalte energie snelheid lengte of afstand volume of inhoud lengte of afstand lengte of afstand lengte of afstand (fysiologische) druk vlakke hoek

b v v b b

kilowattuur knoop lichtjaar liter micron mijl (land) mijl (zee) millimeter kwik minuut (hoek)

°C °F = 5,556 · 10–1 K in = 2,54 · 10–2 m (=  ft) y = 3,15 · 107 s Kt (ct) = 2 · 10–4 kg kt = e deel kWh = 3,6 · 106 J 0,514 44 m s–1 9,461 · 1015 m L = 10–3 m3 n = 10–6 m 1,609 344 · 103 m (exact) 1,852 · 103 m (exact) mm Hg = 1,333 22 · 102 Pa r ' = 10 800 rad

minuut (tijd) ons paardenkracht (hp) paardenkracht (CV) parsec pascal pond pound (avdp) pound per square inch rad rem rpm, omwentelingen per minuut rutherford seconde (hoek)

min = 60 s 10–1 kg pk = 7,457 · 102 W pk = 7,354 99 · 102 W pc = 3,085 72 · 1016 m Pa 5 · 10–1 kg lb = 4,535 923 7 · 10–1 kg psi (= lbf in–2) = 6,89 · 103 Pa rad = 10–2 Gy rem = 10–2 Sv rpm = 1,047 2 · 10–1 rad s–1 Rd = 106 Bq r " = 648 000 rad

tijd massa (motor-)vermogen (motor-)vermogen lengte of afstand druk massa massa druk dosis radioactieve straling dosisequivalent hoeksnelheid, toerental (radio-)activiteit vlakke hoek

b v v v v b v v v v v v v b

tex ton torr (mm kwikdruk) uur var voet voltampère yard

tex = 10–6 kg m–1 t = 103 kg Torr = 1,333 22 · 102 Pa h = 3600 s var = W ft = 3,048 · 10–1 m (= 12 in, exact) V A = W yd = 9,144 · 10–1 m (= 3 ft, exact)

massa per lengte-eenheid massa druk tijd vermogen (reactief) lengte of afstand vermogen (schijnbaar) lengte of afstand

b b v b b v b v

b = blijvend erkende eenheid; v = verboden eenheid

r 180

rad

status

b v v b v v v b b

5

6

Machten van tien

A

Massa massa (soms gemiddelde, rust-) in kg 3800; witte fosfor 317; glas 1000; keukenzout 1074; naftaleen 353; paraffine 325-329; suiker 458; ijs 273. n smeltwarmte in 103 J  kg–1: diamant 17000; witte fosfor 21,5; keukenzout 500; paraffine 146,5; suiker 56; ijs 334.

0,2–20 165 0,17

0,31 0,8–1,1 0,8 0,5 0,69–0,72 0,82

63 1,3 0,93 0,8 160 3,5 0,1 0,3–0,5 0,3–0,5 0,3–0,5 2,1 0,6–1,2

2,39 2,72 2,2

40 28 70 40–50 160–210

0,9–1,1 0,49 1,67 0,795

0,88 0,85 17–21 0,74 0,88 0,88 1,3 1,7 2,1–2,9 1,5 2,2 1,3 0,8 1–2 1,1–2 0,35 0,76 0,75 1,2 1,0 2,5 0,80 0,73 0,74

1013 108 1017 0,588 1012 10–5

1012

0,045–0,06 0,05–0,11 0,22 2–4 0,4–0,6 0,2–0,3 0,18 0,21–0,26 1,9 0,23–0,29 0,08 1,0–1,7 0,16 0,15 80–150 0,6 1,1 0,6 0,2–0,3 1 0,2 0,2

108 1020 109 1014 3 · 105 > 1014 1010 1015 > 1019 3 · 1015 > 1014 1012 1012–1014 1013

625

1020

1023

n maximaal toelaatbare temperatuur in K: gips 400; glas 1000; marmer 1563; perspex 640; polyetheen 660; pvc 540; rubber 520.

traditionele materialen

metalen

composieten

1,2 - 1,3 13 - 1010 0,85 - 1,1 0,9 - 2 1,04 – 1,07 0,94 – 0,96 0,91 – 0,925 0,90 – 0,92 1,04 - 1,15 2,2 1,4 1,20

106 Pa 2-3 2-6 30 -100 85 - 160 1-8 310 14 - 17 490 490 550 530 950 65 - 1800 150 2 1140 2 2390 2 25 - 70 0,3 – 550 10 - 28 5 - 90 30 – 45 22 – 38 5 –28 30 – 40 35 – 70 25 – 35 50 – 60 15 – 25

103 kg m-3 1,6 - 1,9 2,2 - 2,4 2,5 - 2,7 0,5 - 1,1 1,8 - 3,0 2,70 11,35 8,3 7,85 7,74 8,0 4,43 1,3 - 2,3 %

450 - 850 1 - 800 15 - 30 250 - 750 200 - 600 > 450 15 350 - 550 20 - 50 > 50

1-3

10 pF

C < 10 pF

17

Elektrotechniek

B

Elektrotechnische symbolen draad zonder weerstand

oscilloscoop

kruisende draden (geen elektrische verbinding)

microfoon

snijdende draden (elektrisch verbonden)

luidspreker

element, batterij (spanningsbron)

condensator

variabel (weerstand, spanningsbron e.a.)

diëlektricum

gelijkspanning, gelijkstroom

smeltveiligheid (zekering)

wisselspanning, wisselstroom

weerstand met negatieve temperatuurcoëfficiënt (NTC)

gelijk- en wisselstroom mogelijk gelijk- en wisselspanning mogelijk

lichtgevoelige weerstand (zonder resp. met omhulling)

wisselstroomdynamo (generator) fotocel gelijkstroomdynamo (generator) schakelaar (open en gesloten)

diode (zonder resp. met omhulling) led

lichtpunt signaallamp

p-n-p-transistor (zonder resp. met omhulling)

A

ampèremeter

n-p-n-transistor (zonder resp. met omhulling)

V

voltmeter

Ω

ohmmeter

gasontladingslamp versterker aardverbinding galvanometer massaverbinding weerstand spanningsdeler

spanningsbron (Ri = 0) stroombron (Ri = ∞)

spoel (zonder resp. met kern) driefasig systeem in driehoekschakeling transformator M M

motor (gelijk- of wisselstroom)

driefasig systeem in sterschakeling driefasig systeem in zigzagschakeling

Nederlandse norm

Amerikaanse norm

Elektrotechniek

17

Digitale schakelingen

C

waarheidstabel

INVERTOR x

z

1

x

z

x 0 1

z 1 0

z

x 0 1 0 1

y 0 0 1 1

z 0 0 0 1

z

x 0 1 0 1

y 0 0 1 1

z 0 1 1 1

z

x 0 1 0 1

y 0 0 1 1

z 1 0 0 0

z

x 0 1 0 1

y 0 0 1 1

z 1 1 1 0

niet-x

z = -x EN, AND x

x

z

&

y

y zowel x als y

z = x $ y of z = x + y OF, OR x y

≥ 1

x

z

y

z = x $ y of z = x + y

x dan wel y

NOF, NOR x y

≥ 1

x

z

y x noch y

z = x $ y of z = x + y NEN, NAND x y

x

z

&

y

z = x $ y of z = x + y KLOK, CLK

niet x en y beide

SET-RESET FLIPFLOP

COMPARATOR, BUFFER

Q

S R

A B C

COMP

M

MULTIPLE INPUT AND

Q Uref

CMOS

Q0

Q1

TELLER, COUNTER Q2 Q3 telpulsen aan/uit reset

16 8 4 2 1

18

Brekingsindices vaste stoffen

T  = 293 K, p = p0

brekingsindex t.o.v. lucht golflengte " 687 nm 589 nm rood geel

acryl calciumfluoride (fluoriet) diamant glas zwaar kroonglas zeer zwaar flintglas ijs (273 K) kalkspaat (gewone straal) (buitengewone straal) kwarts (gewone straal) (buitengewone straal) perspex (plexiglas)

vloeistoffen

T = 293 K, p = p0

1,487 1,432 2,408 1,51 1,61 1,88 1,65 1,48 1,54 1,55 1,49

1,491 1,434 2,417 1,51 1,61 1,89 1,309 1,65 1,49 1,54 1,55 1,49

486 nm blauw

434 nm violet

1,497 1,437 2,435 1,52 1,62 1,92

1,503 1,439 2,457 1,52 1,62 1,94

1,67 1,49 1,55 1,56 1,50

1,68 1,49 1,55 1,56 1,50

brekingsindex t.o.v. lucht 589 nm golflengte " 687 nm rood geel

aceton alcohol [ethanol] benzeen cederolie ether [ethoxyethaan] fosfor in koolstofdisulfide glycerol keukenzoutoplossing (1 mol L–1) koolstofdisulfide tetra [tetrachloormethaan] water

gassen

1,357 1,359 1,494 1,50 1,350 > 1,95 1,466 1,615 1,459 1,330

1,359 1,362 1,501 1,51 1,353 1,469 1,38 1,628 1,460 1,333

grenshoek in graden 589 nm geel 42,1 44,2 24,4 41,5 38,4 31,9 49,8 37,3 42,2 40,5 40,2 42,2

486 nm blauw

434 nm violet

1,364 1,366 1,513

1,371 1,520

1,357

1,361

1,475

1,480

1,652 1,461 1,337

1,677 1,461 1,341

doorlaatgebied in µm 0,125-9 0,25 - 80 0,35-2,7

0,2-2 0,2-2  7 · 1030 y – 12,3 y – – 0,807 s – – 0,838 s 54,d 10 –16 s – 1,5 · 106  y 0,770 s – – 0,020 s 19,2 s 20,4 min – – 5730 y 0,0110 s 9,97 min – – 7,13 s 122,s – – – 26,9 s – – – – 3,38 min 2,6 y – 14,96 h 3,9 s – – – 20,9 h 7,17 · 107 y – 2,4 min – –

verval en energie van het deeltje 1 MeV b– en p+ – b– 0,018 – – b– 3,5 – – b– 12,0 c, K-vangst 2 2a – b– 0,555 b+ 14 – – b– 13,4, c b+ 2,2 b+ 0,95, K-vangst – – b– 0,156 b+ 16,6 b+ 0,92 – – b– 10,0, c b+ 1,7 – – – b– 3,0, c – – – – b– 1,4, c b+ 1,8, c – b– 1,39, c b+ 4,8, K-vangst – – – b– 0,460 b+ 2,99 – b– 3,0, c – –

vervolg

BI

25

Isotopen

A

Isotopentabel atoomnummer

symbool

14 (vervolg)

Si

15

16

17

18

P

S

Cl

Ar

19

K

20

Ca

21 22 23

Sc Ti V

24

Cr

25

Mn

26

Fe

NA

massagetal

30 31 32 30 31 32 33 32 33 34 35 36 38 34 35 36 37 38 39 36 37 38 39 40 39 40 41 42 40 41 42 43 44 45 46 47 48 41 44 50 51 51 52 53 54 55 54 55 56 57 58 59

atoommassa

voorkomen (in de natuur)

u 29,97377 30,975 36 31,974 15 29,978 31 30,973 76 31,973 62 32,971 73 31,972 07 32,97146 33,96787 34,969 03 35,967 08 37,971 16 33,973 75 34,968 85 35,968 31 36,965 90 37,968 01 38,96801 35,967 55 36,966 78 37,962 73 38,962 31 39,962 38 38,963 71 39,964 00 40,961 83 41,962 40 39,962 59 40,962 28 41,958 62 42,958 77 43,955 49 44,956 19 45,953 69 46,954 55 47,952 53 40,969 25 43,959 69 49,947 16 50,943 96 50,944 77 51,940 51 52,940 65 53,940 36 54,938 05 53,939 61 54,938 30 55,934 94 56,935 40 57,933 28 58,934 88

% 3,09

100

94,93 0,76 4,29 0,02

75,78 24,22

0,34 0,06 99,6 93,26 0,01 6,73 96,9 0,65 0,14 2,1 0,004 0,187

0,25 99,75 83,8 9,5 100 5,85 91,75 2,12 0,28

halveringstijd s/min/h/d/y – 2,6 h 150 y 2,50 min – 14,3 d 25,3,d – – – 87,3 d – 2,84 h 1,53 s – 3,01 · 105 y – 37,2 min 55,5 min – 35,0 d – 269,y – – 1,28 · 109 y – 12,4 h – 1,1 · 105 y – – – 163,d – 4,54 d – 0,60,s 0,67,y 1· 1017 y – 27,7 d – – 312,d – – 2,7 y – – – 45,d

BI S

NA

BI S

NA

verval en energie van het deeltje 1 MeV – b– 1,48 b– 0,21 b+ 3,5 – b– 1,72 b– 0,26 – – – b– 0,167 – b– 1,10 b+ 4,5, c – b– 0,66, b+, K-vangst – b– 4,81, c b– 2,5 – K-vangst – b– 0,565 – – b– 1,33, K-vangst, c – b– 3,55, c – K-vangst – – – b– 0,256 – b– l,4, c – b+ 4,94 K-vangst b–, c – c, K-vangst – – K-vangst, c – – K-vangst – – – b– 1,56, c

vervolg

S

BI S

NA

BI S

NA

S

atoomnummer 27

28

symbool

Co

Ni

29

Cu

30

Zn

31

32 33

34 35

36

37

Ga

Ge As

Se Br

Kr

Rb

massagetal

56 57 58 59 60 58 60 61 62 63 64 65 63 64 65 64 65 66 67 68 69 70 67 69 71 72 74 74 75 76 77 80 79 80 81 82 87 80 81 81m 82 83 84 85 86 87 89 81 85 86 87

4

atoommassa

voorkomen (in de natuur)

u 55,939 84 56,936 30 57,935 76 58,933 20 59,933 82 57,935 35 59,930 79 60,931 06 61,928 35 62,929 67 63,927 97 64,930 09 62,929 60 63,929 77 64,927 79 63,929 15 64,929 25 65,926 03 66,92713 67,92485 68,926 55 69,925 33 66,928 21 68,925 58 70,924 70 71,926 37 73,92118 73,923 83 74,921 59 75,922 39 76,92065 79,916 52 78,918 34 79,918 53 80,916 29 81,916 81 86,920 34 79,916 38 80,916 59 80,916 81 81,913 48 82,940 34 83,911 51 84,912 53 85,910 62 86,913 36 88,916 76 80,919 00 84,911 79 85,911 17 86,909 19

%

100 68,1 26,2 1,1 3,6 0,9 69,17 30,83 48,6 27,9 4,1 18,8 0,6 60,1 39,9 35,94 100

49,6 50,7 49,3

2,25

11,6 11,5 57,0 17,3

72,2 27,8

halveringstijd

Isotopen

25

Isotopentabel

A

verval en energie van het deeltje 1

s/min/h/d/y 77,d 272,d 70,9 d – 5,27 y – – – – 100,y – 2,5 h – 12,7 h – – 244,d –

MeV b+ 1,5, c, K-vangst K-vangst, c b+ 0,58, c, K-vangst – b– 0,315 (0,12% 1,48), c – – – – b– 0,062 – b– 2,10, c – b– 0,573, b+, K-vangst – – b+ 0,33, K-vangst, c –

56,min – 3,26 d – – 14,1 h – 18,d – 1,08 d 40 h – – 17,7 min – 35,3,h 55,s – 2,3 · 105 y 13,s – – – 10,7 y – 76,3,min 3,2 min 4,6 h – 18,6 d 4,8 · 1010 y

b– 0,90 – K-vangst, c – – b– 3,16 – b– 1,4, b+ 0,94, c – b– 2,97 b– 0,68 – – b– 2,0, b+ – b– 0,465, c b– 8,0, c – K-vangst g – – – b– 0,85, c – b– 3,8, c b– 4,0 b– 1,05, K-vangst, c – b– 1,77, c b– 0,274

vervolg

BI

25

Isotopen

A

Isotopentabel atoomnummer

NA

symbool

massagetal

38

Sr

39

Y

87 88 89 90 94 88 89 90 90 93 99 99 99m 102 103 104 103 107 107 108 109 110 108 109 110 111 113 114 115 116 113 115 116 120 121 121 122 123 128 123 125 127 128 131 128 132 133 140 133 137 133

40 41 42 43

Zr Nb Mo Tc

44

Ru

45 46 47

Rh Pd Ag

48

Cd

49

In

50

Sn

51

Sb

52 53

Te I

54

Xe

55

Cs

56

Ba

4

atoommassa u 86,908 88 87,905 62 88,907 46 89,907 74 93,915 23 87,909 51 88,905 86 89,905 85 89,904 70 92,906 38 98,907 71 98,906 25 98,906 40 101,904 34 102,906 32 103,905 42 102,905 50 106,905 13 106,905 09 107,905 95 108,904 76 109,906 11 107,904 18 108,904 95 109,903 01 110,905 11 112,904 06 113,904 92 114,903 88 115,905 23 112,905 17 114,903 35 115,90175 119,902 20 120,904 23 120,903 82 121,905 18 122,904 22 127,904 46 122,905 61 124,904 62 126,904 47 127,905 87 130,906 12 127,90353 131,90414 132,905 91 139,921 44 132,905 43 136,907 09 132,906 00

voorkomen (in de natuur) % 7,0 82,6

100 51,5 100

31,6 18,6 100 51,8 48,2 0,9 12,5 4,3 95,7

0,34 14,53 32,58 57,2 42,8 31,7

100

1,92 26,9

100

halveringstijd s/min/h/d/y – – 51,d 28, y 1,3 min 107,d – 64 h – – 65,9 h 2,1 · 105 y 6,0 h – 40,d – – – – 2,37 min – 25,s – 463,d – 2,8 d – 72,s 4,4 · 1014 y 13 s 115,d – – – 27,1 h – 2,72 d – – 13,2 h 59,d – 25,0 min 8,0 d – – 5,2 d 16 s – 30, y 10,8 y

BI S

NA

BI S

NA

verval en energie van het deeltje 1 MeV – – b– 1,5, c b– 0,6 b– 2,1, c b+ 0,83, c – b– 2,3, c – – b– 1,23, c b– 0,32 c – b– 6,84, c – – – – b– 1,49, c – b– 2,8 – K-vangst, c – K-vangst, c – b– 2,0, K-vangst c b– 2,8 K-vangst, c – – – b– 0,4 – b–, b+ 1,98, c – – K-vangst, c K-vangst, c – b– 2,02 c b– 0,60, c – – b– 0,35, c b–, c – b– 1,17, c K-vangst, c

vervolg

S

BI S

NA

BI S

NA

S

atoomnummer

symbool

massagetal

56 (vervolg)

Ba

137 137m 138 140 144 138 140 139 140 141 142 141 142 145 147 152 158 158 154 163 169 171 169 176 180 181 181 182 184 185 186 183 194 191 192 193 195 192 197 202 203 204 205 203 204 205 206 207 208 209 210

57

La

58

Ce

59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72

Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf

73

Ta

74

W

75 76 77

Re Os Ir

78 79

Pt Au

80

Hg

81

Tl

4

atoommassa u 136,905 81 136,906 52 137,905 23 139,910 60 143,922 67 137,90711 139,909 47 138,906 65 139,905 43 140,908 22 141,90925 140,90765 141,90772 144,91274 146,91491 151,92174 157,92402 157,92541 153,92442 162,92873 168,93459 170,93643 168,93519 175,942 68 179,946 55 180,949 10 180,947 99 181,950 15 183,950 93 184,953 42 185,954 36 182,95082 193,96518 190,960 58 191,962 60 192,962 92 194,96477 191,964 62 196,966 54 201,970 62 202,972 88 203,973 47 204,976 21 202,972 32 203,973 85 204,974 40 205,976 10 206,977 45 207,982 01 208,985 30 209,990 05

voorkomen (in de natuur) % 11,2 71,7

0,09

88,5 11,1 100 27,2 15,0 24,8

2,6 35,1 99,99 30,7 28,6

37,3 62,7 33,8 100 29,9 6,9 29,5 70,5

halveringstijd s/min/h/d/y – 2,6 min – 12,8 d 11,9 s 1,1 · 1011 y 1,7 d 138,d – 32 ,d 5 · 1016 y – – 17,7 y 17,7 y 13,5 y – 180 y 3 · 106 y 4570 y 9,40 d 1,92 y 32,03 d 2,2 · 1010 y – 43 ,d – 115 ,d – 74 ,d – 70 d 6,0 y – 74 ,d – – 4,0 h – – 46,5 d – 5,5 min – 2,7 y – 4,2 min 4,76 min 3,1 min 2,2 min 1,32 min

Isotopen

25

Isotopentabel

A

verval en energie van het deeltje 1 MeV – c – b– 1,02, c b– b– 0,21, K-vangst b– 1,35, c K-vangst, c – b– 0,56, c – – – a, K-vangst a 2,1, b– 0,210, c b–, K-vangst – b–, K-vangst a K-vangst b– b– K-vangst b– 0,430, c – b– 0,41, c – b– 0,53, c – b– 0,43, c – K-vangst b– – b–, b+, c – – b– 1,9, K-vangst, c – – b– 0,208, c – b– 1,75 – b– 0,76, K-vangst – b– 1,8 b– 1,47, c b– 1,82, c b– 1,8 b– 1,80

vervolg

BI

25

Isotopen

A

Isotopentabel atoomnummer

NA

symbool

massagetal

82

Pb

83

Bi

204 206 207 208 209 210 211 212 214 207 209 210 211 212 213 214 209 210 211 212 213 214 215 216 218 215 216 217 218 218 219 220 222 221 223 224 223 224 226 228 225 227 228 227 228 229 230 231 232 233 234

84

Po

85

At

86

Rn

87

Fr

88

Ra

89

Ac

90

Th

5

atoommassa u 203,973 02 205,974 44 206,975 87 207,976 63 208,981 08 209,984 17 210,988 73 211,991 87 213,999 77 206,978 46 208,980 37 209,984 11 210,987 30 211,991 27 212,994 32 213,998 69 208,982 40 209,982 86 210,986 66 211,988 87 212,992 83 213,995 19 214,999 42 216,001 90 218,008 93 214,998 66 216,002 41 217,004 65 218,008 61 218,005 59 219,009 48 220,011 38 222,017 57 221,014 25 223,019 73 224,023 23 223,018 50 224,020 20 226,025 40 228,031 06 225,023 22 227,027 75 228,031 10 227,027 70 228,028 73 229,031 75 230,033 13 231,036 30 232,038 05 233,041 58 234,036 60

voorkomen (in de natuur) % 1,4 24,1 22,1 52,4

100

100

halveringstijd s/min/h/d/y 1,4 · 1017 y – – – 3,3 h 22,6 y 36,1 min 10,6 h 26,8 min 35 , y – 5,0 d 2,16 min 60,6 min 46,5 min 19,7 min 102 , y 138 ,d 0,5 s 3 · 10–7 s 3,2 · 10–6 s 1,6 · 10–4 s 1,83 · 10–3 s 0,158 s 3,05 min 10–4 s 3 · 10–4 s 2 · 10–3 s 2 ,s 1,9 · 10–3 s 3,92 s 55,6 s 3,825 d 4,8 min 21,min 3,0 min 11,2 d 3,64 d 1,60 · 103 y 5,75 y 10,0 d 27,7 y 6,13 h 18,7 d 1,9 y 7900 ,y 7,5 · 104 y 1,06 d 1,4 · 1010 y 22,2 min 24,1 d

BI S

NA

BI S

NA

verval en energie van het deeltje 1 MeV c – – – b– 0,72 b– 0,025, c b– 0,5, c b– 0,59, c b– 0,65, c K-vangst, c – a 5,0, b–, c a 6,62, b–, c a 6,09, b–, c b– 1,2, a b– 3,3, a 5,50 a 4,09 a 5,4, c a 7,434 a 8,776 a 8,3 a 7,68 a 7,365 a 6,774, b– a 5,998, b– a 8,04 a 7,64 a 7,0 a 6,63 a 7,1 a 6,824 a 6,4 a 5,486 a 6,3 b– 1,2, c b– 2,8, c a 5,719, c a 5,7 a 4,79, c b– 0,046 a 5,8 b– 0,04, c, a 4,94 b– , c, a 4,54 a 6,05, c a 5,42, c a 5,02 a 4,68, c b– 0,302, c a 3,98, c b– 1,23 b– 0,192, c

vervolg

S

BI S

NA

BI S

NA

S

atoomnummer

symbool

massagetal

91

Pa

92

U

231 233 234 233 234 235 236 238 237 239 239 240 241 244 241 243 245 247 247 251 252 249 257 255 257 259 257 259 260 260 262 259 263 261 267 268 271 272 277

93

Np

94

Pu

95

Am

96

Cm

97 98 99 100

Bk Cf Es Fm

101

Md

102 103 104

No Lr Rf

105

Db

106

Sg

107 108 109 110 111 112

Bh Hs Mt Ds Rg Cn

6

7

8

atoommassa u 231,035 88 233,040 24 234,043 30 233,039 63 234,040 95 235,043 92 236,045 56 238,050 78 237,048 17 239,052 93 239,052 16 240,053 81 241,056 84 244,064 20 241,056 82 243,061 38 245,0655 247,0704 247,0703 251,0796 252,0829 249,0789 257,0951 255,0911 257,0955 259,1009 257,0996 259,1055 260,1063 260,1114 262,1138 259,1147 263,1182 261,1218 267,1318 268,1388 271,1461 272,1536 277,1640

voorkomen (in de natuur) %

0,006 0,72 99,274

halveringstijd s/min/h/d/y 3,25 ·104 y 27,0 d 6,69 h 1,6 · 105 y 2,5 · 105 y 7,04 · 108 y 2,34 · 107 y 4,46 · 109 y 2,14 · 106 y 2,4 d 2,4 · 104 y 6,5 · 104 y 14 , y 8,2 · 107 y 432 , y 7,4 · 103 y 8,5 · 103 y 1,6 · 107 y 1400 y 898 y 1,29 y 3 ,min 100 ,d 27 ,min 5,5 h 58 min 0,7 s 3s 20 · 10–3 s 1,5 s 34 ,s 0,5 s 0,8 s 12 · 10–3 s 60 · 10–3 s 0,07 s 0,06 s 1,5 · 10–3 s 0,24 · 10–3 s

Isotopen

25

Isotopentabel

A

verval en energie van het deeltje 1 MeV a 4,66 b– 0,53 b– 2,2 a 4,83, b–, K-vangst, c a 4,76 a 4,52 a 4,49, c a 4,18, c a 4,77, c b– 0,57, c a 5,2, c a 5,1 a 4,91, b– a 4,7 a 5,6, c a 5,4, c a 5,6, c a 5,4, c a a a, b–, K-vangst, a 7,5, K-vangst a 6,5, c a 7,30, K-vangst K-vangst, a 7,2 a, K-vangst a 8,6, K-vangst a 9,2 splijting a 9,1 a 8,5, splijting a 9,6, splijting a 9,1, splijting a 10,4, splijting a 9,8 a 10 a a a

n Blauwe achtergrond betekent: van dit element zijn niet alle in de natuur voorkomende isotopen in de tabel opgenomen. 1 2 3 4

De opgegeven energie bij het b– of b+-verval is de maximale energie. K-vangst heet in de Engelstalige literatuur EC, Electron Capture. Het elektron dat wordt ingevangen is meestal uit de K-schil afkomstig. per definitie m betekent: isomeer

5 6 7 8

thoriumreeks actiniumreeks uraanreeks neptuniumreeks

BI

25

Isotopen

B

Isotopenkaart

NA

BI S

NA

BI S

NA

S

aantal protonen

120

100

82

80

60

50

40

82

28

20

50

20

28

8

0

0

8

20 20

40

60

80

100

BI S

NA

BI S

NA

S

Isotopen

25

Isotopenkaart

B

82

126

82

stabiel α β+ K-vangst 80

100

120

140

βsplijting neutron proton

160 aantal neutronen

180

BI

26

Bouw en structuur van de materie

A

Elementaire deeltjes atoom

BI

NA

elektron

S

BI

NA

kern (nucleus)

S

NA

S

quark u d u

materie

gestapelde atomen

proton

generatie I 1

massa lading

1 3

generatie II

u

3 MeV c–2



1,7 GeV c–2

up

e

neutron

2 3

e

generatie III

c charm

173 GeV c–2 2 3

e

t top quarks

1

massa lading

lading

–

1

massa

d

5 MeV c–2



1 3

e

< 2 eV c–2



0

0,1 GeV c–2

down

–

1 3

e

o

s

4,8 GeV c–2

strange

–

1 3

e

o

b bottom

o

e μ x < 0,19 MeV c–2 < 18,2 MeV c–2 elektronneutrino muonneutrino tauonneutrino 0 0 leptonen

massa

1

0,511 MeV c–2

lading

-1 e

e elektron

105,66 MeV c–2 -1 e

μ muon

1777 MeV c–2

x

-1 e

tauon

n A  lle twaalf deeltjes hebben een antideeltje met dezelfde massa maar tegengestelde lading.

Het antideeltje van up heet anti-up: u , etc. 1

De meetonzekerheid in de massa van met name de quarks is nog erg groot;

massa-equivalent: 1u = 1,66054 · 10-27 kg D 931,49 MeV

Wisselwerkingsdeeltjes

vectorbosonen

B

1

naam

symbool

massa GeV c–2

lading e

kracht

gluon foton W-plus W-min Z-nul graviton

g c W+ WZ0

0 0 82 82 93 0

0 0 +1 -1 0 0

sterke kernkracht elektromagnetische kracht

1

Het graviton is nog niet aangetoond.

relatieve sterkte 1

werkend tussen

1 137

quarks, gluonen geladen deeltjes

zwakke kernkracht

10-13

quarks, leptonen

zwaartekracht

10-38

deeltjes met massa

BI S

NA

BI S

NA

S

Bouw en structuur van de materie

26

Samengestelde deeltjes

C

mesonen (voorbeelden; heeltallige spin: bosonen) naam

symbool samenstelling massa

+

pion

r r0 kaon K+ K0 K10 K20 hc-meson hc J/}-meson J/} D-meson D+ D0 Ds+ Ds*+ B-meson B+ B0 Bs0

ud uu / dd us ds ds / sd ds / sd cc cc cd uc of cu cs cs bu bd bs

lading

MeV c–2

e

139,57 134,98 493,68 497,61 498 498 2981 3096,92 1869,5 1864,8 1968,5 2112,3 5279 5279,5 5366,3

+1 0 +1 0 0 0 0 0 +1 0 +1 +1 +1 0 0

gemiddelde levensduur s

mogelijk verval

2,6 · 10-8 8,5 · 10-17 1,2 · 10-8

μ+ + oμ 2c c + e+ + e– μ+ + oμ r+ + r0 0 50 % K1 , 50 % K20 r+ + r– r0 + r0 0 3r r+ + r– + r0 + – h+r +r K + K + nh n(r++r–) + r0 K + K + r K0 + r0 K– + r+ + r+ – + 0 K +r +r K+ + K– + r+ Ds+ + c Ds+ + r0 e+ + oe

8,95 · 10-11 5,12 · 10-8 2,2 · 10-23 7,1 · 10-21 1,0 · 10-12 4,1 · 10-13 5,0 · 10-13 1,6 · 10-12 1,5 · 10-12 1,5 · 10-12

r+ + r+ + r–

r+ + μ– + oμ 3(r+ + r–) e+ + e– μ+ + μ–

baryonen (voorbeelden; halftallige spin: fermionen) naam

symbool

samenstelling massa

lading

MeV c–2 proton neutron labda sigma

+

p n K0 R+ R0 Rxi N0 Nomega Ωlabda-c Kc+ xi-cc Ncc+ labda-b Kb0 sigma-b Rb+ Rb-

uud udd uds uus uds dds uss dss sss udc ucc udb uub ddb

938,272 939,565 1115,68 1189,37 1192,64 1197,45 1314,9 1321,7 1672,5 2286,5 3518,9 5620,2 5807,8 5815,2

1 1

e

gemiddelde levensduur s

+1 0 0 +1 0 -1 0 -1 -1 +1 +2 0 +1 -1

> 1,8 · 1037 882 2,6 · 10-10 8,0 · 10-11 7,4 · 10-20 1,5 · 10-10 2,9 · 10-10 1,6 · 10-10 8,2 · 10-11 2,0 · 10-14 < 3,3 · 10-14 1,4 · 10-12 . 10-15 . 10-15

n Samengestelde deeltjes worden ook hadronen genoemd. 1

Zie tabel 7B.

mogelijk verval

p+ + rp+ + rp+ + r0 K0 + c n + rK0 + r0 K0 + rK0 + Kp+ + K0 Kc+ + K- + r+ p+ + D0 + rKb0 + r+ Kb0 + r-

p+ + e- + oe n + r0 n + r+

N0 + rN- + r0 + + p + K + r p+ + K0 + r0 p+ + D+ + KKc+ + rKc+ + r+ + 2 r-

relatieverelatieve accommodatiebereikaccommodatiebereik accommodatiebereik accommodatieberei gevoeligheid gevoeligheid in dioptrie (dpt) in dioptrie (dpt) in dioptrie in dioptrie (dpt) (dpt)

12 16 BI

8 12

27

Biofysica

A

Het oog

1

0 Accommodatiebereik van de30leeftijd (met50spreiding) 1640als functie 10 20 40 60

NA

4 8

16 120 12 8

0

10

8 1,0 4 4 0 1,0 0 0 0,50

20

30

40

A

10

50 60 leeftijd in jaar B

A

10

20

30

40

20

30

40

B

C 50 60 leeftijd in 60 jaar 50

70 70

0,5

0 1,0

1,00

400 A

500

A 400

B

C

B

C

600 golflengte in nm 600

500

0,5

golflengte in nm

0,5

0

400

500

400

500

600 600 golflengte in nm

1

golflengte in nm

relatieve gevoeligheid gevoeligheid aantal receptoren relatieve gevoeligheid aantal receptoren relatieverelatieve gevoeligheid in –2 105 mm–2 in 105 mm

Relatieve gevoeligheid 10–3 kegeltjes (gele vlek) t.o.v. staafjes 1 10–6 –3 10 10–9 10–6 10–12 300 10–9

500 555 = staafjes 1 10–12 = kegeltjes 300 500 555 1 –3 10 = staafjes = kegeltjes 10–3 10–6

700

900 golflengte in nm

700

900 golflengte in nm

10–6

10–9 en kegeltjes in het netvlies Verdeling van staafjes 10–9 10–12 10–12300 1,5 300

toren n 2m–2

4

C

leeftijd in jaar

0

3

70

Relatieve gevoeligheid van de drie soorten kegeltjes A, B en C relatieve relatieve gevoeligheid gevoeligheid

2

70

leeftijd in jaar

1,5 1,0

blinde vlek gele 700vlek 900 in 900 nm 700 golflengte blinde vlek golflengte in nm gele vlek

500 555

= staafjes 500 555 = = kegeltjes staafjes = kegeltjes staafjes

staafjes 1,0 0,5

staafjes

kegeltjes 0,5 0 60° 40° 1,5 oorkant kegeltjes 1,5 0 60° 40° 1,0 oorkant staafjes

20° 20°

blinde vlek gele vlek blinde vlek 20° gele0°vlek

kegeltjes staafjes

40° 60° kegeltjes oogkant hoek ten opzichte van optische as 0° 20° 40° 60° oogkant

BI S

NA

S

NA

BI NA

BI S

BI

NA

S

NA

1,0 y

Biofysica

27

Het oog

A

Kleurendriehoek

5

S

0,9 520 0,8

530 540

510

550

0,7

560 0,6

570

500 0,5

580 590

0,4

600 610 630 680

0,3 490 0,2 0,1

480 470 460 0,1 0,2 420

0,0 0,0

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9 x

1,0

In het kleurendiagram van de CIE (1931) is de x-coördinaat een maat voor de gevoeligheid van de rode kegeltjes en de y voor de helderheid. x y wolfraamlamp van 2856 K wit, standaardlichtbron D65 (6504 K)

0,4476 0,3127

0,4074 0,3290

Huid en ultraviolet Schaal van het KNMI UV-index, sterkte van de ‘zonkracht’

omschrijving (zonkracht)

0 1–2 3–4 5–6 7–8 9 – 10 10 2 15 of hoger

geen vrijwel geen zwak matig sterk zeer sterk

1 2

3

maximale verblijfstijd in de zon, onbeschermd per huidtype (advies) min 1 2 3 4 bleek 1 onbeperkt 100 – 50 35 – 25 . 20 . 13 . 10 10 20 MeV neutronen 10 keV tot 100 keV en 2 MeV tot 20 MeV neutronen 100 keV tot 2 MeV, heliumkernen (a) vervalproducten, zware kernen

0,12 0,20 1

factor –

1 2-5 5 10 20

3

28

Fysica en milieu

A

Luchtweerstandscoëfficiënten voertuig

Cw

voertuig

Cw

voertuig

Cw

sportwagen personenauto terreinwagen (4×4) vrachtauto

0,2 - 0,3 0,3 – 0,5 0,6 0,6 – 1,0

formule-1-raceauto baksteen voertuig op de maan Boeing 747

0,7 – 1,1 2,1 0,0 0,031

super(lig)fiets HPV racefiets tandem traditionele fiets

0,1 0,9 1,0 1,1

vorm

Cw

bol halve bol kegel 1

B

0,47 0,42 0,50

vorm 1

kubus kubus 1 cilinder lang

Cw

vorm

Cw

1,05 0,80 0,82

cilinder kort gestroomlijnd half gestroomlijnd

1,15 0,04 0,09

bovenaanzicht

Stookwaarden Het gevormde water komt vrij als waterdamp. vaste stoffen bruinkool hout steenkool turf

106 J kg–1 21 16 29 11

kWh kg–1 5,8 4,4 8,1 3,1

vloeistoffen (T = 293 K) alcohol [ethanol] benzine (99 octaan) gasolie spiritus stookolie

109 J m–3 22 33 36 18 40

103 kWh m–3 6,1 9,2 10,0 5,0 11,1

gassen (T = 273 K , p = p0) 106 J m–3 aardgas (Gronings) 32 aardgas (diverse samenstellingen) 29,5 - 44,4 acetyleen [ethyn] 56,9 butaan 120,7 butagas 110,0 ethyleen [etheen] 64,5 generatorgas 3,0 hoogovengas 4,2 koolstofmonoöxide 12,8 methaan 35,8 propaan 93,8 waterstof 10,8

kWh m–3 8,9 8,2 - 12,2 15,80 34,00 31,00 17,90 0,83 1,17 3,6 9,9 26 3,0

n S  tookwaarde betekent geleverde verbrandingswarmte; daarom is hier steeds een positieve waarde gegeven (in tegenstelling tot tabel 56).

C

Lichtabsorptie in water lichtabsorptie in procent ten opzichte van de lichtintensiteit gemeten op 1 meter diepte in onvervuild zeewater diepte in m 5 10 20 50

violet 13,4 20,0 33,4 80,0

blauw 55,0 56,3 72,3 79,9

blauwgroen 75,0 83,4 97,9 99,75

groen 75,0 83,4 99,4 99,78

geel 99,75 99,80 99,88 99,997

rood 99,63 99,73 99,997 99,9998

Fysica en milieu

28

Gebruikelijke U-waarden van bouwelementen (constructies)

D

W m–2 K–1 raam, enkel glas 5,7 raam, dubbel glas, 8 mm spouw 3,5 buitendeur, massief hout 3,5 binnendeur, hout 2,8 binnenmuur, halfsteens, kalkzand 7,1 buitenmuur, halfsteens, kalkzand 12,5 binnenmuur, steens, kalkzand 3,8 buitenmuur, steens, kalkzand 6,2 binnenspouwmuur, tweemaal halfsteens, kalkzand 2,3 buitenspouwmuur, tweemaal halfsteens, kalkzand 2,7 binnenspouwmuur, half- en heelsteens, kalkzand 1,9 buitenspouwmuur, half- en heelsteens, kalkzand 2,0 massieve muur, aan buitenkant geïsoleerd • 30 mm PIR- of PUR-schuim 0,67 • 60 mm PIR- of PUR-schuim 0,38 • 30 mm PS-schuim 0,84 • 60 mm PS-schuim 0,49

W m–2 K–1 partieel gevulde spouwmuur • 30 mm PIR- of PUR-schuim 0,60 • 60 mm PIR- of PUR-schuim 0,35 • 30 mm PS-schuim 0,72 • 60 mm PS-schuim 0,45 • 30 mm minerale wol 0,79 • 60 mm minerale wol 0,50 pannendak, enkel houten beschot, 17 mm 4,5 pannendak, dubbel houten beschot, 2 #17 mm 2,0 pannendak met isolatie, op dakbeschot • 40 mm PIR- of PUR-schuim 0,60 • 40 mm PS-schuim 0,73 • 40 mm minerale wol 0,79 pannendak met isolatie onder dakbeschot • 40 mm PS-schuim 0,67 • 40 mm minerale wol 0,75 pannendak met isolatie en spouw • 40 mm PS-schuim 0,61 • 40 mm minerale wol 0,67

Warmtegeleidingscoëfficiënten van bouw- en isolatiematerialen W m–1 K–1 gevelmetselwerk (direct blootgesteld aan regen) ander baksteenmetselwerk metselwerk van kalkzandsteen cellenbeton gips

E

W m–1 K–1

1,00

glaswol en steenwol hardboard spaanplaat houtwolcementplaat kunststofschuim

0,70 0,90 0,20 0,18

0,04 0,08 0,17 0,12 0,023 - 0,055

Halveringsdikten Halveringsdikte d@ in cm van enkele stoffen voor elektromagnetische straling (c, röntgen) bij verschillende energie van het foton. stof

E in MeV 0,05

0,1

1,0

2,0

lucht (p0, T0) water aluminium beton bot ijzer lood

2,8 · 103 3,08 0,70 0,75 1,08 0,049 0,0079

3,7 · 103 4,1 1,51 1,66 2,07 0,24 0,0106

9,1 · 103 9,8 4,2 4,6 5,6 1,5 0,86

13,0 · 103 14,1 6,0 6,6 7,9 2,1 1,34

5,0 20,8 · 103 22,9 9,0 10,2 12,6 2,8 1,44

10,0 28,1 · 103 31,2 11,1 12,8 16,6 2,9 1,23

F

BI

29

Medische beeldvorming

NA

techniek

fysische waarden

registratieprincipe

echografie

reflectie van ultrageluid frequentie 2D, 3D en 4D (3D in de geluidsgolven: tijd) 1-20 MHz routine; tot 50 MHz intraveneus

röntgenfoto

energie: 20-150 keV

toepassingen zwangerschapsonderzoek, sportblessures, doorstroming vaatbed (Doppler), afbeeldingen van buikorganen

verzwakking van röntgenstraling 2D

skelet, mammografie, gebit, buikoverzicht, thorax, longen, spijsverteringskanaal

verzwakking van röntgenstraling in combinatie met röntgencontrastmiddelen; levert röntgenfilmpjes 2D

beeldvorming tijdens operaties, functieonderzoek (slikken, maag en darm), angio- en cardiografie (afbeelding en katheterisatie hart- en bloedvaten; stenting en dotterbehandelingen)

verzwakking van röntgenstraling vanuit 360° levert dwarsdoorsneden 3D beelden 4D datasets

kankeronderzoek, onderzoek naar zachte weefsels, spoedeisende hulp (letsels, bloedingen), perfusie (herseninfarct), afbeelding van het hart: 3D opname van orgaan binnen 0,5 s

resonantie van protonspins met radiogolven in een frequentie radiogolven: uitwendig magnetisch 42,58 MHz T –1 veld (Zeemaneffect) 3D en 4D

onderzoek naar hersenen, gewrichten, buikorganen, hart- en hersenfunctie, diffusie van water in weefsels, doorbloeding van organen, borsten

effectieve dosis: 0,01-0,1mSv

energie: doorlichting 50-125 keV met röntgenstraling effectieve dosis: 0,1-20 mSv

CT (computertomografie)

effectieve dosis: 0,1-20 mSv

MRI (magnetic resonance imaging)

magneetveld: 0,1-12 T

PET (positronemissietomografie)

energie: 0,511 MeV effectieve dosis: 1,5-5 mSv

gammacamera effectieve dosis: 2-16 mSv

gelijktijdige registratie van fotonen uit annihilatie van positronen uit radioactief vervalproces geeft lokalisatie van radioactieve stof in 3D

weefselonderzoek, kankeronderzoek (vaak in combinatie met CT-scan), onderzoek naar transportprocessen stofwisseling

registreren van gammastraling uit radioactieve vervalprocessen 2D of 3D (SPECT: single photon emission computed tomography)

kankeronderzoek, opsporen van uitzaaiingen, hartfunctie (SPECT), onderzoek naar de fysiologie van organen

beeld

BI S

NA

S

NA

De aarde

30

Schaal van aardbevingen

A

sterkte beschrijving - effecten volgens Richter

energie J

frequentie

minuscuul - microbeving, onvoelbaar zeer licht - onvoelbaar maar wel te meten; vrijwel nooit schade licht - vaak voelbaar maar zelden schade; trillingen als van een voorbijrijdende vrachtwagen 4,0 – 4,9 gemiddeld - voorwerpen in huis schudden; lichte schade mogelijk aan schoorstenen; kleine scheuren in wegdek of oude en zwakke gebouwen 5,0 – 5,9 vrij krachtig - kan in kleine gebieden flinke schade aanrichten bij slecht gebouwde huizen; op zijn hoogst lichte schade aan stevige gebouwen 6,0 – 6,9 krachtig - matige tot zware schade aan veel gebouwen tot 150 km; grote scheuren in wegdek; paniek 7,0 – 7,9 zwaar - alleen sterke gebouwen blijven staan; grond kan helemaal openscheuren; grote schade in grotere gebieden; aan kusten grote vloedgolven (tsunami’s) mogelijk 8,0 – 8,9 zeer zwaar - uitgebreide verwoesting in gebieden tot honderden kilometers groot; aan kusten catastrofale, tot 40 meter hoge vloedgolven (tsunami’s) mogelijk 9,0 – 9,9 catastrofaal - mogelijk totale verwoesting over duizenden kilometers; rotsen en gebergtes kunnen scheuren 10,0 – 11,9 totaal catastrofaal - landen en eilanden veranderen van plaats; verandering van de nutatie of de omwentelingssnelheid van de aarde > 12,0 totale verwoesting - volledig catastrofale en zeer diep ingrijpende geografische veranderingen; gevaar voor alle levensvormen

4 · 106 - 4 · 109 4 · 109 - 9 · 1010 1 · 1011- 3 · 1012

8000 per dag 1000 per dag 49000 per jaar

4 · 1012- 9 · 1013

6200 per jaar

1 · 1014 - 3 · 1015

800 per jaar

4 · 1015 - 9 · 1016

120 per jaar

1 · 1017 - 3 · 1018

18 per jaar

4 · 1018 - 9 · 1019

1 per jaar

0 – 1,9 2,0 – 2,9 3,0 – 3,9

> 1020

1 per 20 jaar

Gravitatieversnelling

standaardwaarde pool Reykjavik Roodeschool Amsterdam (v.d.Waalslaboratorium UvA) Vaals Parijs (BIPM) Algiers Santiago de Cuba evenaar Quito Rio de Janeiro Johannesburg

geografische breedte °

hoogte m

90 64,14 53,40 52,21 50,76 48,83 36,75 19,97 0 -0,02 -22,93 -26,19

0 8 0 1,78 322 65,93 346,7 0 0 2815 28,98 1755

gravitatieversnelling N kg-1 = m s-2 9,806 65 9,832 17 9,822 80 9,813 6 9,812 753 4 9,811 0 9,809  41 9,799 12 9,786 41 9,780 32 9,772 78 9,788 05 9,785 50

B

30

De aarde

C

Schaal van windsnelheden windsterkte gemiddelde windsnelheid op omschrijving volgens 10 m hoogte boven zeeniveau zeeoppervlak Beaufort KNMI Beaufort (petersenschaal) omschrijving m s–1 omschrijving m s–1 0

0,0–0,2

stil

1

0,3–1,5

flauw en stil

2

1,6–3,3

flauwe koelte

3

3,4–5,4

lichte koelte

4

5,5–7,9

matige koelte

5

8,0–10,7 frisse bries

6

10,8–13,8 stijve bries

7

13,9–17,1 harde wind

8

17,2–20,7 stormachtig

9

20,8–24,4 storm

10

24,5–28,4 zware storm

11

28,5–32,6 zeer zware storm

12 13 14 15 16–17

32,7–36,9 37,0–41,4 41,5–46,1 46,2–50,9 $ 51,0

orkaan orkaan orkaan orkaan orkaan

n Voor de code op weerkaarten: zie tabel 30D.

0

windstil

spiegelgladde zee

omschrijving van het KNMI

rook stijgt (vrijwel) recht omhoog 0–3 zwakke golfjes – geschubde zee rookpluimen geven windwind richting aan kleine, korte golven – bladeren en windvanen glasachtig bewegen 3–8 matige kleine golven – brekende bladeren en twijgen wind toppen geven glasachtig bewegen voortdurend schuim langere golven – kleine takken witte schuimkoppen beginnen te bewegen – stof en papier dwarrelt op 8–11 vrij matige golven met witte bebladerde takken krachtige schuimkoppen – soms zwaaien – gekuifde golven wind opwaaiend schuim 11–14 krachtige grotere golven – brekende grote takken bewegen – wind koppen geven witte wind fluit en zoemt schuim plekken 14–17 harde hogere golven – wit bomen bewegen – wind is wind schuim vormt windhinderlijk strepen 17–20 stormachtige hoge golven met lange twijgen breken af – wind kam – afwaaiende toppen voortgaan wordt geven schuimstrepen bemoeilijkt 20–24 storm zware schuimstrepen – lichte schade – dakpannen beginnende rollers – waaien af verwaaid schuim geeft slecht zicht 24–28 zware storm zeer hoge golven met ontwortelde bomen – lange over stortende aanzienlijke schade golf kammen – begin witte zee – zware overslaande rollers 28–32 zeer zware golfkammen verwaaien uitgebreide schade storm overal – zee geheel bedekt met schuimstrepen – zeer slecht zicht 32–37 orkaan lucht geheel gevuld met ernstige verwoesting 37–41 orkaan schuim en water – geheel 41–46 orkaan witte zee – géén zicht 46–51 orkaan totale verwoesting $ 51 orkaan

10 10

10

isobaren (in hPa)

08

10

De aarde

30

Symbolen weerkunde

D

H

hogedrukgebied

L

lagedrukgebied

06

5 knopen koufront

warmtefront

10 knopen

stationair front

50 knopen 1 knoop = 0,51 m s-1 De stok van de vlag geeft de windrichting aan.

occlusiefront

regen

hagel

sneeuw

bui

mist

bliksem (weerlicht)

motregen

onweer

Bedekkingsgraad van de lucht :

5 8

6 8

7 8

8 8 niet waargenomen

4 8

geheel bewolkt

3 8

zwaar bewolkt

2 8 licht bewolkt

onbewolkt

1 8

half bewolkt

0 8

Absorptie van elektromagnetische straling in de atmosfeer

absorptie (in %)

100

CH4 CO2 H2O O3CO2 O2, O3

H2O H2O

50

0

0,1 nm 1 nm 10 nm 100 nm 1 µm 10 µm 100 µm 1 mm 1 cm 10 cm

1m

10 m 100 m 1 km golflengte

E

1

1

280

1 · 102

50

210

223

288

1 · 104

3 · 104

1 · 105

20

10

0

1,0

1 · 10–1

1 · 10–2

1 · 10–3

1 · 10–5

1 · 10–9 1 · 10–7

1 · 10–16 1 · 10–13 1 · 10–11

kg m–3

1

8 · 1011

1,9 · 1012

1 · 109

1 · 106 1 · 107

m–3

  

tropopauze

stratopauze

mesopauze

plasmapauze

benaming

D-laag

E-laag

F1-laag

F2-laag

De waarden boven 1500 · 103 m zijn sterk afhankelijk van dag/nacht, geografische breedte en zonneactiviteit.

–10

230

1 · 103

30

40

190

320

400-1800 2500 1760 1010

K

1

1 · 10–5 3 · 10–2

1 · 10–8

Pa

80

100

200

400

1000

2000

4000

10 000

20 000

40 000

103 m

   temperatuur    dichtheid    elektronenconcentratie

thermosfeer

    hoogte    druk

exosfeer heterosfeer homosfeer

magnetosfeer ionosfeer mesosfeer

Marianentrog (–11 340 m)

ozonlaag ballon radiosonde parelmoerwolken straalvliegtuigen Mount Everest (8880 m) Mont Blanc (4807 m)

poollicht

lage satellietbanen

weersatellieten

Van Allengordels

zonnewind

geostationaire satellietbaan

   verschijnselen

De atmosfeer van de aarde

stratosfeer

F

troposfeer

De aarde

radiogolven ultraviolet zichtbaar licht infrarood ultrakorte golf korte golf middengolf lange golf

30

poollicht röntgenstraling meteorieten

helling t.o.v. ecliptica

omlooptijd

baanstraal

ontdekking

type

symbool

naam

1 2 3 4 5

straal (equator) 103 m s-1 d 4,2 58,65 10,4 -243 5 11,2 0,9973 2,38 27,32 5,0 1,026 0,04 0,319 0,07 1,26 6,7 0,38 60 0,413 26,25 1,77 7,29 3,55 9,87 7,18 8,79 16,69 36,1 0,444 21,4 -0,718 5 23,6 0,671 1,23 6,39 0,58 synchroon 0,84 0,16 0,5 0,74 0,75 0,17 1,4 1,08 0,8 0,43 245 313 173 173 173 173 95 57 59 50 56 3500 5 · 105

d 84 25 66 98 116 4,6 241 1,3 · 103 61,0 30,1 1,9 124 289,9 1,3

1,4 · 104

1,3 · 109

1,53 · 107 9,2 · 107

Bij ontdekking van nieuwe planeten krijgt de ster de naam a, de planeten heten b, c, d, etc. type: G = gasreus, HJ = hete jupiterachtige, N = neptunusachtige, P = pulsarplaneet

2400 2,3 · 102 6,7 · 102 1,5 · 103 6 · 102 1,8 · 102 7,5 15 35 1,8

ontdekking 1989 1991 1994 1994 1996 1996 1999 1999 1998 2000 2005 2010 2011 2012

G

32

Gegevens van sterren

H

De oerknal

_ ν NU vorming sterren

vorming atomen vorming kernen

kg m–3

1,37 · 1010 y 2,7

0,23 meV 10–26

109 y

15

3 · 105 y 102 s

1

1 meV

10–23

10–1

3000

0,3 eV

10–5

10–7

109

100 keV

10–2

10–8

kosmische microgolf-achtergrondstraling zichtbaar

10–5 s

1012

100 MeV

1018

10–12

10–10 s

1015

100 GeV

1029

10–14

einde unificatie van krachten

10–37 s

1028

1024 eV

1076

10–27

errsstrings superstrings

10–44 s

1032

1028eV

1091

10–31

t

T

E

ρ

energie

dichtheid

restanten donkere materie?

temperatuur

ν _ _ ν ν ν ν _ _ ν ν ν ν _ _ ν ν e e ν ν _ qq _ _ ν qq e e_ν _ q _ qq q q q q ν q q e e_ _ _ _ τµg τ_q q e_ τ ν ν q νµ q g

K

tijd

quarks gebonden in p en n e.m. kracht en zwakke kernkracht gescheiden

_ ν

ν

_ τ

q

_ e

Z W+ _ q

Wq

_ µ _ q τ

_ ν ν

e

oerknal kn naal

q quark g gluon e elektron

n muon x tau o neutrino

W, Z boson

meson baryon

ion aatoom ffoton

ster zzwart gat

relatieve grootte

µ

melkwegstelsel

Hertzsprung-Russell-diagram

log L L

Spectraaltypen van sterren Verband tussen de spectraalclassificatie en de temperatuur van sterren van de hoofdreeks

superreuzen

4

su

ze

n

Aldebaran

en

br eu

reu z

Arcturus 2

ho

ofd

,

re e

0

wi

tte

,

ks

dw

er ge

n

–2

4,5

4

3,5 log Teff

Betekenis der symbolen L lichtsterkte van de ster R straal van de ster

T temperatuur in K (alleen voor sterren van de hoofdreeks) zon

hoofdreeks subreus reus

heldere reus superreus witte dwerg

33

Samenstelling menselijk lichaam

aardkorst

10 000

1000

100

10 000

1000

100

10

10

1

1

0,1

0,1

0,01

1

100 000 aantal atomen per 100 000

aantal atomen per 100 000

100 000

1 2 3 4 5 H He Li Be B

6 C

7 8 N O

0,01

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca rest

1 2 3 4 5 H He Li Be B

6 C

7 8 N O

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca rest

element en atoomnummer

element en atoomnummer

atmosfeer van de aarde

1

ionosfeer

exosfeer

volume %

stratosfeer

volume %

volume %

10

100

100

100

troposfeer

volume %

100

10

10

0,1 10 0,01 1

1

0,001

0,0001 0,000 01

N2 O2 Ar CO2 Ne He CH4 NO Kr Xe H2

0,1

N2

O2

CO2 H2O

zon

O3

0,1

Ar

N2

N

O2

O

NO

H

1

H

He

N2

O

heelal 100 000 aantal atomen per 100 000

100 000 aantal atomen per 100 000

34

10 000 1000 100 10

10 000

1000

100

10 1 1

0,1

0,1

0,01 0,001

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22 24 25 26 27 28 H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Ti Cr Mn Fe Co Ni

element en atoomnummer

De verticale schaal is logaritmisch. 1

Zie ook tabel 40B.

0,01

1 2 3 4 5 H He Li Be B

6 C

7 8 N O

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca rest

element en atoomnummer

N

havo/vwo

vwo

Natuurkundeformules

35

Mechanica

A

overige

A1 Rechtlijnige beweging verplaatsing

Dx = x2 - x1

tijdsduur verplaatsing bij eenparige beweging

Dt = t2 - t1

s = vt s = vgem t

verplaatsing bij willekeurige beweging

x(t) = x0 + vt

plaatsfunctie eenparige beweging gemiddelde snelheid snelheid gemiddelde versnelling versnelling

vgem

Dx = Dt

Dx v = a Dt k raaklijn Dv agem = Dt Dv a = a Dt k raaklijn

v=

dx dt

v = xl

a=

dv dt

a = vl = xm

eenparig versnelde beweging plaatsfunctie

x(t) = x0 + v0 t +

snelheidsfunctie

v(t) = v0 + at

1 2

at 2

A2 Cirkelbeweging afgelegde baan

s = {r

afgelegde hoek

{ = ~t

hoeksnelheid

2r v ~= r = = 2 rf T

baansnelheid

v=

2 rr T

v = ~r = 2 rfr v2 ampz = ~ 2 r = r = ~v

middelpuntzoekende versnelling middelpuntzoekende kracht

{ in rad

Fmpz =

mv 2 r

Fmpz = m~ 2 r = m~v

A3 Kracht en impuls resulterende kracht tweede wet van Newton

F res = / Fi Fres = ma

derde wet van Newton zwaartekracht

i

F res = / Fi = ma i

F AB = - F BA Fz = mg

F z = mg

maximale wrijvingskracht bij schuiven

Fw, s,max = f Fn

luchtweerstandskracht

Fw, l =

veerkracht impuls wet van behoud van impuls kracht en impuls krachtstoot (bewegingswet)

1 2

tCw Av 2

Fv = Cu p = mv / p voor = / p na dp F= dt S = F Dt = m Dv = Dp

vervolg

35

Natuurkundeformules

A

Mechanica havo/vwo

vwo

overige

A4 Arbeid en energie arbeid

W = Fs

kinetische energie

Ek =

zwaarte-energie

Ez = mgh

1 2

mv

W = Fs cos a

W = # Fs ds

2

veerenergie

Ev =

1 2

Cu 2

wet van arbeid en energie

Wtot = DEk

/ W = DE k

wet van behoud van energie

Etot, in = Etot, uit

/ Ein = / Euit

vermogen

W E P = t = t = Fv

chemische energie

Ech = rV V Ech = rm m

rendement

h=

windvermogen

Enuttig Pnuttig = Ein Pin

1 2

P=

tAv 3

A5 Gravitatie gravitatiekracht

Fg = G

gravitatie-energie (t.o.v. oneindig)

mM r2

perkenwet van Kepler

Eg = - G

mM r

~ 2 r = constant

GM r2 = T3 4r2

cirkelbaan van Kepler A6 Vervorming druk

p= Dl

relatieve rek

f=

elasticiteitsmodulus

E= f

treksterkte (mechanische spanning)

v=

F A

l0

v

F A F C= u

veerconstante

Dl F =E A l0 V K=p DV

wet van Hooke compressiemodulus

A7 Statica en rotatie hefboomwet

F1 r1 = F2 r2

krachtmoment

M = F= r

evenwichtsvoorwaarden

/ M = 0 en / F = 0 d{ ~= = {l dt d~ a= = ~l = {m dt

hoeksnelheid hoekversnelling traagheidsmoment algemeen

I = / mi ri2 i

vervolg

havo/vwo

Natuurkundeformules

35

Mechanica

A

Trillingen, golven en optica

B

vwo

overige

holle cilinder (lichaamsas)

I = mR 2

massieve cilinder (lichaamsas)

I=

1 2

mR 2

holle bol (as door M)

I=

2 3

mR 2

I=

2 5

mR 2

I=

1 4

mR 2

I=

1 12

I=

1 3

massieve bol (as door M) schijf (as in vlak schijf door M) staaf (as = staaf door M) staaf (as = staaf door eindpunt)

ml 2

ml 2

impulsmoment voorwerp

L = I~

impulsmoment puntmassa

L = mv= r

krachtmoment

M = Ia

rotatie-energie

E=

torsieconstante

l= {

B Trillingen, golven en optica

1 2

I~ 2 M

B1 Trillingen frequentie faseverschil

f=

1 T D{ =

Dt

T

harmonische trilling uitwijking

u = A sin a

maximale snelheid

vmax =

kracht

Fres = - Cu

2r k t T

2 rA T

gedempte harmonische trilling

u(t) = A e - dt sin (2 rft)

trillingstijd massa-veersysteem

T = 2r

m C

mathematische slinger

T = 2r

fysische slinger

T = 2r

torsieslinger

T = 2r

l g I mgl I l

B2 Golven golfsnelheid fase-achterstand

v = fm

v= D{ =

m

T

Dx m

voorplantingssnelheid lopende golf transversale golf in koord of snaar

v=

Fs l m

vervolg

35

Natuurkundeformules

B

Trillingen, golven en optica havo/vwo

vwo

overige

transversale golf aan vloeistofoppervlak

v = gh

longitudinale golf in vaste stof

v=

E

v=

K

longitudinale golf in vloeistof longitudinale golf in gas

v=

voorwaarde voor staande golf twee vaste of twee open uiteinden

l=n2m

een open en een gesloten uiteinde

l = (2 n - 1 ) 4 m

t

t

Cp p = CV t

Cp RT CV M

1

1

geluiddrukniveau in dB(A); p0 = 2 $ 10 -5 Pa

v1 sin i = v = n1 " 2 sin r 2 v - vw fw = fb v - v b p L p = 20 log p 0

geluidintensiteitsniveau in dB(A); I0 = 10 –12 W m –2

L I = 10 log

brekingswet van Huygens dopplereffect (klassiek)

intensiteit volgens kwadratenwet

I=

I I0

Pbron 4r r 2

B3 Geometrische optica terugkaatsingswet

+i = +t

brekingswet

n2 c1 n1 " 2 = n = c 1 2

vergroting

sin i = n1 " 2 sin r 1 1 1 S= +v = b f b Nlin = v

grenshoek

1 sin g = n

hoekvergroting loep bij ongeaccommodeerd oog

Nang =

sterkte dunne lens

1 1 S = (n - 1) a r - r k

brekingswet van Snellius lenzenformule

sterkte lenzenstelsel vergroting telescoop bolle (holle) spiegel

n f

1

2

S = S1 + S2 + … fobj Nang = foc 1 1 1 2 + = = R b v f

B4 Golfoptica maxima tralie dubbele spleet braggreflectie

nm d nm sin a n = d nm cos a n = 2d sin a n =

vervolg

havo/vwo

Natuurkundeformules

35

Vloeistoffen, gassen en warmteleer

C

vwo

overige

C1 Algemeen druk m V

dichtheid

t=

temperatuur

Tcelsius = Tkelvin - 273 , 15

p=

F A

uitzetting: l = l0 ^1 + aDth

lengte

V = V0 ^1 + cDth

volume

c = 3a

C2 Vloeistoffen druk (statisch)

p = tgh

druk (bewegend)

p=

wet van Archimedes

Fopw = tgV

debiet

DV Q = Dt = Av

continuïteit

Av = constant

wet van Bernoulli

p+

wet van Stokes

Fw = 6 rhrv

wet van Poiseuille

rr 4 DV Dp Q = Dt = 8 hl

1 2

1 2

tv 2

tV 2 + tgh = constant

C3 Gassen algemene gaswet

pV = nRT

formule van Van der Waals

c p + n 2a m^V - nb h = nRT V 2

uitzetting Vt = V0 ^1 + cDT h

constante druk

pt = p0 ^1 + cDT h

constant volume molaire massa

M = NA mmolecuul

massa van een hoeveelheid gas

m = nM

adiabaat

pV c = constant

cp

c= c V

gemiddelde absolute snelheid meest waarschijnlijke snelheid

vw =

2kT mm

C4 Warmteleer soortelijke warmte soortelijke warmte gas bij constante druk bij constant volume smeltwarmte

Q = cmDT

C c= m Qp mDT QV cV = mDT Qs rs = m cp =

vervolg

35

Natuurkundeformules

C

Vloeistoffen, gassen en warmteleer havo/vwo

vwo

verdampingswarmte

overige Qv rv = m

uitwendige arbeid verricht door een gas

Wu = pDV

eerste hoofdwet

Q = DEpot + DEk + Wu

rendement motor

h=

Wu Q Q1 - Q2 T1 - T2 h= = T1 Q1 Wu h= 11 Q

rendement carnotmachine tweede hoofdwet entropie

S = k ln W

entropieverandering

1 DS = # dQ

warmtestroom

D

P = mA

T dQ P= dt

DT

d

D Elektriciteit enen magnetisme Elektriciteit magnetisme D1 Stromende elektriciteit stroomsterkte

Q I= t U=

spanning wet van Ohm

DE

Q

U = IR I = GU

geleidbaarheid

G=

serieschakeling

1 R

stroomsterkte

Itot = I1 = I2 = ….

spanning

Utot = U1 + U2 + ….

weerstand en geleiding

Rtot = R1 + R2 + ….

1 1 1 = + + .... Gtot G1 G2

parallelschakeling stroomsterkte

Itot = I1 + I2 + ….

spanning

Utot = U1 = U2 = ….

weerstand en geleiding

Gtot = G1 + G2 + ….

vermogen elektrische stroom

P = UI

energie

E = Pt

soortelijke weerstand

t=

weerstand afhankelijk van temperatuur

1 1 1 = + + .... Rtot R1 R2

RA l

Rt = R0 ^1 + aDT h

wetten van Kirchhoff stroomsterkte: voor een punt

/ Ii = 0

spanning: voor een kring

/ Ui = 0

elektrolyse

i i

m = AIt =

Ar It Fv

vervolg

havo/vwo

vwo

Natuurkundeformules

35

Elektriciteit en magnetisme

D

overige

D2 Elektrisch veld wet van Coulomb

Fel = f

qQ r2

spanning (t.o.v. ∞) bij een puntlading elektrische veldkracht

1 f = 4 rf f r 0 qQ Uel = - f r

Fel = qE

veldsterkte en spanning toename elektrische energie

DEel = qU

kinetische energie in elektrisch veld

DEk = –DEel

arbeid door elektrisch veld

U E = Dx

WA " B = qUAB

condensator capaciteit

C=

Q U

energie

E=

1 2

stroom bij opladen

CU 2

I(t) = I0 e

–

t RC

– U(t) = U3 _ 1 – e RCi 1 1 1 = + + .... Ctot C1 C2

spanning bij opladen

t

serie

Ctot = C1 + C2 + …

parallel

D3 Magnetisch veld lorentzkracht op stroomvoerende draad op bewegend geladen deeltje magnetische flux

FL = BIl

FL = BIl sin a

FL = Bqv

FL = Bqv sin a

U = B= A

U = BA cos a n = n0 nr

magnetische inductie (veldsterkte)

I B = n 2 rr

bij een lange draad magnetische inductie

NI l NI B=n $ l B=n

in een lange spoel in een korte spoel ten gevolge van één winding

Bas =

1 2

n$

l l2 + 4r 2 r2 I

^r + l 2 h2 2

3

n 0 I1 I2 F = 2r r l

wet van Ampère

D4 Wisselstroom en inductie inductiespanning

Uind \ N Uind \

zelfinductiespanning

dU dt

dU dt dI Uzelfind = - L dt Uind = - N

vervolg

35

Natuurkundeformules

D

Elektriciteit en magnetisme havo/vwo

vwo

overige

coëfficiënt van zelfinductie N2 A l

lange spoel

L=µ

in serie

L tot = L 1 + L 2 + …

parallel

1 1 1 = + + .... L tot L 1 L 2

energie van stroomspoel

E = 2 LI 2

1

stroomsterkte in stroomspoel bij uitschakelen

I(t) = I0 e fA C= d

capaciteit plaatcondensator

– Rt L

U = Umax sin ^2 rfth

wisselspanning

I = Imax sin ^2 rfth

wisselstroom effectieve spanning

Ueff =

1 2

2 Umax

effectieve stroomsterkte

Ieff =

effectief vermogen

Peff = Ueff Ieff =

1 2

2 Imax 1 2

Pmax

(ideale) transformator Up Np = Us Ns Up Is = Us Ip

spanning stroomsterkte vermogen

E

E Overige

onderwerpen

Pp = Ps Overige onderwerpen

E1 Straling wet van Stefan-Boltzmann wet van Wien

Pbrqn = vAT 4 m max T = k W

dopplerverschuiving

v=

wet van Lambert-Beer

Dm c m

I(x) = I 0 e - ax

E2 Atoomfysica energie van een foton

Ef = hf

snelheid e.m. straling

c = fm

spectraallijn

Ef =

hc m

Ef = Em - En

uittree-arbeid

W = hfgrens

foto-elektrisch effect

Ek # hf – Wu

impuls van een foton

p = mc =

atoommodel van Bohr baanstraal energie waterstofatoom

h m

f0 h 2 2 n e 2 me me 4 En = 8 f 02 n 2 h 2

rn = En = -

13, 6 (in eV) n2

vervolg

havo/vwo

vwo

Natuurkundeformules

35

Overige onderwerpen

E

overige

E3 Kernfysica en radioactiviteit aantal nucleonen in kern

A = N+Z

formule van Einstein aantal moederkernen (radio)activiteit

verzwakking c-straling

1 N = N0 a 2 k

n

t n= t

DN A = - a Dt k raaklijn DN A gem = - Dt 1 n A = A0 a 2 k n= n 1 I = I0 a 2 k n=

1 2

t 1 t 21

N = N0 a 2 k dN dt ln 2 A= t N A=-

1 2

dosisequivalent

t

1 t A = A0 a 2 k

t t

1 2

d d

1 2

1 2

d

1 I = I0 a 2 k d

gemiddelde energie b-deeltje (geabsorbeerde stralings)dosis

E = mc 2

1 2

E=

1 3

Emax

E D= m H = wR D Heff = / worg Horg t $ t biol t eff = t + t biol

effectieve totale lichaamsdosis effectieve halveringstijd

1 2

1 2

1 2

1 2

1 2

E4 Quantummechanica h

h

golflengte van de Broglie

m= p

onzekerheidsrelatie van Heisenberg (plaats en impuls)

DxDp $

deeltje-in-een-doosje-model (eendimensionaal) normeringsvoorwaarde

m= m v 0

h 4r n2 h2 En = 8mL2 3

# } (x)2 dx = 1

-3

schrödingervergelijking (waterstofatoom)

d2 } d2 } d2 } 8r2 m e2 + + =(E + 4 rf r ) } dx 2 dy 2 dz 2 h2 0

E5 Vaste-stof-fysica eU x me l

driftsnelheid

vD =

stroom

I = nevD A

hallspanning

UH = BvD b

PTC-weerstand NTC-weerstand

R = R0 ^1 + ath B

R(T) = Ce T

E6 Relativiteitstheorie gammafactor

c=

1 v2 c2 Dte

1tijddilatatie (tijdrek)

Dtb =

1-

v2 c2

= cDte

vervolg

35

Natuurkundeformules

E

Overige onderwerpen havo/vwo

vwo

overige

lorentzcontractie (lengtekrimp)

lb = le

samenstellen snelheden

w=

dopplereffect

fb = fe

relativistische massa

m=

1–

u+v uv 1+ 2 c c+v c–v m0 1–

energie (Einstein)

le v2 = c c2

v2 c2

= cm0

E = m02 c 4 + p 2 c 2

E7 Weerkunde en natuurkunde van de atmosfeer barometrische hoogteverdeling

ideale gaswet voor open systemen relatieve luchtvochtigheid wolkenhoogte valsnelheid voor kleine regendruppels (mist)

p(h) = p0 e

–

Mr g h RT

pM RT p(T) e(T) = p max (T) hc = c1 ^T - Td h t=

2 tg v = 9h r 2

y

y lineair y = ax + b

Wiskundeformules

36

Verbanden

A

y

degressief y = axb met 0 0)

(a, b 2 0 ; p ! 0) (a, y 2 0 ; a ! 1)

y = e x + x = ln y

(a 2 0 ; u, v 2 0) (a 2 0 ; a ! 1 ; u 2 0 )

(a, b, u > 0 ; a, b ! 1)

(y 2 0)

36

Wiskundeformules

E

Cirkel, ellips, hyperbool, parabool cirkel x2 + y2 = r2 2 y2 x ellips 2 + 2 =1 a b 2 x2 y hyperbool 2 - 2 =1 a b parabool

F

y = ax 2

1-

excentriciteit

f=

raaklijnen

b y =! a x

afstand brandpunt-top

1 4

b2 a2

a

Differentiëren en integreren

functie

afgeleide

f (x)

f ' (x) =

f (x) + g (x)

f ' (x) + g ' (x)

C $ f (x)

C $ f ' (x)

f (x) $ g (x)

f ' (x) $ g (x) + f (x) $ g ' (x)

f (x) g (x)

f ' (x) $ g (x) - f (x) $ g ' (x) g 2 (x)

f (g (x))

g ' (x) $ f ' (g (x))

ax n

nax n - 1

1 x

-

sin x

cos x

- cos x + C

cos x

- sin x

sin x + C

tan x

1 cos 2 x

- ln cos x + C

ln x

1 x

x ln x - x + C

a log x

1 x ln a

1 (x ln x - x) + C ln a

(a > 0 )

e ax

ae ax

1 ax ae +C

(a ! 0 )

px

p x $ ln p

1 $ px + C ln p

(p > 0 , p ! 1 )

1 x2

primitieve df dx

F (x) = # f (x) d x

1 n+1 +C n + 1 ax

(n ! - 1 )

ln x + C

sin ^- th = - sin t

cos ^- t h = cos t

sin t tan t = cos t

sin _ 2 r - t i = cos t

cos _ 2 r - t i = sin t

1 1 tan _ 2 r - t i = tan t

sin 2t = 2 sin t $ cos t

cos 2t = cos 2 t - sin 2 t = 2 cos 2 t - 1 = 1 - 2 sin 2 t

1

1

Wiskundeformules

36

Goniometrie

G

Rijen en reeksen

H

a b c = = = 2 r (r is de straal van de omschreven cirkel) sin a sin b sin c

sinusregel :

cosinusregel : c 2 = a 2 + b 2 - 2 ab cos c sin (a + b) = sin a cos b + cos a sin b sin a + sin b = 2 sin _ 2 ^a + b hi cos _ 2 ^a - b hi 1

rekenkundige rij meetkundige rij

1

n

/ a + (i - 1 ) v = na +

i=1

n (n - 1 ) v 2

n n / ar i - 1 = a r - 1 r-1

f (a + h) = f (a ) + hf ' (a ) +

Taylor ex = 1 + x +

3 / ax i - 1 = a 1 1-x

i=1

(- 1 1 x 1 1)

i=1 2

3

n

h ( n) h h f (a + ih) met 0 < i < 1 f '' (a ) + f ''' (a ) + ....... + 2! 3! n!

x2 x3 + + ............. 2! 3!

sin x = x -

x3 x5 + - ............. 3! 5!

cos x = 1 -

x2 x4 + - ............. 2 ! 4!

x2 x3 ln (x + 1) = x - 2 + 3 - ............. (- 1 1 x 1 1) ^1 ! a hn . 1 ! na

voor a % 1

Wiskundige notaties

som product

n

/ ai = a1 + a2 + a3 + ......... an

i=1 n

% ai = a1 $ a2 $ a3 $ ......... $ an

i=1

faculteit

n! = 1 $ 2 $ 3 $ ……. $ n

binomiaalcoëfficiënt

a k=

J-kromme

f (x) = ae bx

S-kromme

f (x) =

n k

n! k!(n - k) !

a b + e cx

df = bf dx df b = cf a 1 - a f k dx

I

37

Scheikundeformules

A

Reactiesnelheid reactie: mA + nB " qC + rD 1 d 6A@ 1 d 6B@ 1 d 6C @ 1 d 6D@ reactiesnelheid: =–n =+ q =+ r s=–m dt dt dt dt 1e orde reactie: A"… 6A@0 s = k 6A@ ln = kt A 2e orde reactie: 2A " … 1 1 s = k 6A@2 – = kt 6A@ 6A@0 A + B " … 6A@6B@0 1 s = k 6A@6B@ ln = kt 6A@0 – 6B@0 6A@0 6B@ enzymatische reactie (Michaelis-Menten)

reactiesnelheid s

smax

@ smax

s=

KM

B

smax 6S@ KM + 6S@

substraatconcentratie [S]

verband tussen reactieconstante ( kT ) en activeringsenergie ( Ea ):

kT = Ae



Ea = R

Ea

– RT

kT T1 T2 ln 1 T1 – T2 kT2

Chemisch evenwicht homogeen systeem

m A + nB

? qC + rD

6C @ 6D@r 6A@m 6B@n q r pC pD Qp = m n pA pB q

concentratiebreuk voor gasevenwichten geldt ook

Qc =

bij evenwicht geldt

Q c = Kc

voor gasvormige stoffen geldt ook

Q p = Kp log Kcl = log Kp + (m + n – q – r) log RT



• Kcl in SI-eenheden

verandering van gibbsenergie (vrije-enthalpieverandering)

DG = DH – TDS (bij constante T)

bij benadering geldt

DG 0 (T) = DH 0 (298) – TDS 0 (298)

verband tussen de evenwichtsconstante en de verandering van de gibbsenergie

DG 0 (T) = – RT ln K

Scheikundeformules

37

Thermodynamica

C

Elektrochemie

D

vergelijkingen van Nernst voor de halfreactie Red ? Ox + ne – (F = N A e ) 6Ox@ 6Ox@ 0 , 059 RT bij 298 K = V 0 + n log V = V0 + ln nF 6Red@ 6Red@

Spectrometrie wet van Lambert-Beer

E = f 6A@ l

extinctie

E = – log

E

I I0

I T= transmissie I0 1 trillingsfrequentie k = bindingssterkte f= k 2 rc n gereduceerde massa

m1 m2

n= m +m 1 2



Chromatografie

capaciteitsverhouding

kil =

tRi – tR0 cs Vs tR0 = cm Vm

F

tR = retentietijd

DtR resolutiefactor v = piekbreedte op halve RS = 2 (v 1 + v 2 ) piekhoogte 1 als v 1 = v 2 geldt: N = schotelgetal RS = (k2l – k1l ) N 4 (1 + k2l )

Gehalteaanduidingen concentratie dichtheid

c = nV –1 t = mV –1

atoomeconomie

mproduct mbeginstoffen # 100 %

Groene chemie Zie tabel 97F.

praktische opbrengst rendement # 100% theoretische opbrengst mbeginstoffen – mwerkelijke opbrengst product E-factor m werkelijke opbrengst product

G

H

38

Scheikundige symbolen

A

Symbolen en eenheden

symbool

betekenis

eenheid

omschrijving

Z Ar

atoomnummer relatieve atoommassa

– _

Mr

relatieve molecuulmassa

_

d

relatieve dichtheid (t.o.v. waterstof)

–

aantal protonen in de kern 1 massa van 1 atoom gedeeld door 12 van de 12 massa van het atoom C 1 massa van 1 molecuul gedeeld door 12 van de 12 massa van het atoom C massa van a liter gasvormige stof gedeeld door de massa van a liter waterstofgas, gemeten bij dezelfde temperatuur en druk aantal moleculen

N n NA M t m p p0 pA T V Vm [A] [A]0 aM R k s Kc of K Kp

hoeveelheid stof constante van Avogadro molaire massa dichtheid massa druk standaarddruk partiële druk van A temperatuur volume molair volume concentratie van A beginconcentratie van A molariteit a 3 gasconstante reactieconstante reactiesnelheid (concentratie-) evenwichtsconstante (druk-) evenwichtsconstante zuurconstante baseconstante waterconstante dissociatieconstante oplosbaarheidsproduct ionisatieconstante waterstofexponent

Kz Kb Kw Kd Ks Ksolv pH pOH pZ of pKz pB of pKb pI ionisatiegraad a

1

1

– mol mol–1 g mol–1 kg m–3 = g L–1 kg of g 2 Pa Pa Pa K L 2 L  mol–1 mol L–1 mol L–1 mol L–1 J mol–1 K–1 Ln mol–n s–1 mol L–1 s–1 moln  L–n 5,6 Pan

– – – – –

7 7 7 7 7

1 mol bevat 6,02214 · 1023 deeltjes massa per mol stof 2

101 325 Pa = 1,01325 bar

volume per mol stof aantal mol A dat per liter aanwezig is aantal mol A dat per liter aanwezig is bij het begin van de reactie a = aantal mol opgeloste stof per liter oplossing 8,3145 J mol–1 K–1

4

5,6

– log [H3O+] + [H3O+] = 10–pH mol L–1 – log [OH–] + [OH–] = 10–pOH mol L–1 – log Kz + Kz = 10–pZ – log Kb + Kb = 10–pB iso-elektrisch punt geïoniseerde hoeveelheid elektrolyt, gedeeld door de oorspronkelijke hoeveelheid elektrolyt

vervolg c

symbool

betekenis

eenheid

H DH

enthalpie enthalpieverandering

J J

DH0

enthalpieverandering onder standaardomstandigheden vormingsenthalpie onder standaardomstandigheden

J

gibbsenergie (vrije enthalpie) verandering van de gibbsenergie verandering van de gibbsenergie onder standaardomstandigheden entropie absolute entropie onder standaardomstandigheden entropieverandering entropieverandering onder standaardomstandigheden elementair ladingsquantum elektrodepotentiaal standaardelektrodepotentiaal molaire iongeleidbaarheid in oneindig verdunde oplossing extinctie extinctiecoëfficiënt intensiteit van het doorgelaten licht intensiteit van het opvallende licht elektron

J J J

DHf0

G DG DG0(T ) S S 0 DS DS 0 e V V 0 K0 E f I I0 e– (aq) (s) (l) (g)

J mol–1

J K–1 J mol–1 K–1 J K–1 J K–1 C V V X–1  m2  mol–1 – L  mol–1 cm–1 W m–2

Scheikundige symbolen

38

Symbolen en eenheden

A

omschrijving hoeveelheid warmte die door een systeem wordt opgenomen bij een proces dat bij constante druk plaatsvindt DH van een proces bij T = 298 K en p = p0 DH bij de vorming van een mol stof uitgaande van de elementen: T = 298 K en p = p0

DG van een proces bij T en p = p0

DS bij de verwarming van een mol stof van 0 K tot 298 K bij p = p0 DS van een proces bij T = 298 K en p = p0 1,6021765 · 10–19 C (tabel 48) geleidbaarheid van 1 mol ionen tussen elektroden op 1 m afstand (tabel 39A)

W m–2

opgelost in water in vaste toestand in vloeibare toestand in gasvormige toestand

n Grootheden en eenheden in het SI en Eenheden; zie tabellen 3, 4 en 5. 1 2 3 4 5 6 7

 e relatieve atoommassa en de relatieve molecuulmassa zijn dimensieloze grootheden. De atoommassa en de molecuulmassa D 1 worden vaak opgegeven in u, waarbij 1 u = 12 van de massa van het koolstofatoom 12C. Dit is 1,66054 · 10–27 kg. De meest gebruikte eenheden van volume en van massa in de scheikunde zijn de liter en het gram; 1 L = 10–3 m3 en 1 g = 10–3 kg. Vaak wordt gesproken van een ‘a molair’ oplossing. voor een reactie van de orde (n + 1) n is de som van de exponenten in de drukbreuk, de concentratiebreuk of het ionenproduct. Bij de thermodynamische afleiding van evenwichtsvoorwaarden maakt men gebruik van relatieve grootheden. Evenwichtsconstanten krijgen dan geen eenheden. Het symbool p geeft hier aan dat – log genomen moet worden van de getalwaarde van de betrokken grootheid, waarbij die grootheid uitgedrukt wordt in de bijbehorende eenheden. Een p-waarde is daarom steeds dimensieloos.

38

Scheikundige symbolen

B

Industriële chemie

1

Grafische symbolen warmtewisselaar (condensor)

generator

warmtewisselaar

(stoom)turbine

reactor

reactor met katalysator

centrifuge

gasturbine

extruder (algemene notatie)

compressor

extruder (met schroef)

blower, ventilator

klep, afsluiter

vloeistofpomp

destileerkolom

vermaler, verbrijzelaar

Industriële chemie

B

Stroomschema rioolwaterzuivering (Garmerwolde)

2

extern slib

slib

effluent

filtraat

Al-zout

bandindikker

slibgisting (1)

adsorptietrap (aeroob of anaeroob)

slibkoek

FeCl3 polyelektrolyt

slib

lucht

kamerfilterpers

indikker

lucht

(lucht)

adsorptietrap (aeroob)

filtraat

bandindikker

tussenbezinking

slibgisting (2)

biogas

biogas

voordenitrificatie (anoxisch)

(lucht) lucht

(de)nitrificatie (anaeroob of aeroob)

indikker

bio-ethanol

nitrificatie (aeroob)

FeCl3

C-bron (bio-ethanol)

natronloog

N2(g) N2O(g) CO2(g)

grofvuil verwijdering influent

zandverwijdering

grof vuil

SHARON

zand

lucht (O2-arm), lucht (O2-arm), CO2(g) of CO2(g) polyelektrolyt N2(g)

N2(g)

lucht (O2-arm), CO2(g) of N2(g)

lucht (O2-arm), CO2(g)

nabezinking

N-trap

38

C-trap

Scheikundige symbolen

vergasser

voorbewerking hete verbrandingsgassen

lucht

G

STEG-eenheid

O2(g)

luchtscheiding

H2O(l)

koelwater

natte gasreiniging N2(g)

CO2(g)

Stroomschema kolenvergasser

samengeperste lucht

H2(g)

3

H2O(g)

slib

Industriële chemie

H2O(g)

conversiereactor

afvalwaterbewerking

zwavel

B

H2O(l)

slak

G

vliegas zouten

H2O(l)

H2O(g)

Scheikundige symbolen

N2(g)

H2O(g)

H2O(l)

cycloon + filter

kolen, biomassa, afval, etc.

synthesegas + restproducten

zuiver synthesegas

38

ontzwaveling

Spectrometrie

39

UV-VIS-spectrometrie

A

Absorptietoppen en extinctiecoëfficiënten

1

absorptietop extinctiecoëfficiënt golflengte in nm in L mol-1 cm-1 benzeen tolueen [methylbenzeen] nitrobenzeen naftaleen fenolrood Cr2O72− CrO42− NO3− NO2− Co(H2O)63+ Co(H2O)62+ CoCl42− Fe(CN)63− FeSCN2+ Fe(Phen)32+ MnO4− MnO42− CuCl42− Cu(NH4)2+ Cu(H2O)62+

256 261 269 312 550 345 370 301 354 394 510 600 436 480 508 525 603 370 580 790

absorptietop extinctiecoëfficiënt golflengte in nm in L mol-1 cm-1 NAD+, NADP+ NADH, NADPH

200 300 7800 289 46683 3150 4790 63 29 1 6 150 743 25000 11100 2000 1600 80 20 11

260 260 334 340 365 366 vitamine A1 328 b-caroteen 458 bilirubine 436 453 hemiglobine 500 hemiglobinecyanide 540 oxyhemoglobine 542 hemoglobine 555 sulfhemoglobine 620 4-nitrofenol 405 4-nitroaniline 405

18000 15000 6000 6220 3400 3300 40600 117000 56800 60700 9000 44000 14400 13000 11100 18500 9900

Absorptiespectra H

0,8 0,7

O (CH3)2N

0,6

λmax = 395 nm

0,5 0,4 0,3 0,2

extinctie

extinctie

0,9

1,0

1,0

0,9

0,9

0,8 0,7

λmax = 230 nm ε = 11600

0,6 0,5 0,3

C OCH3 H

C C

0,1

C

300

400 λ in nm

0 200

500

ε

250

300 350 λ in nm

400

CH3 CH2

0 200

C H

C

220

CH2

240 λ in nm

terminologie voor absorptieverschuivingen

n=4

50 000 n=3

300 λ in nm

260

Soorten verschuivingen

n=5

0 200

0,4

0,1

R(CH=CH)nR

100 000

0,6

0,2

0,1

0 200

0,7

0,3

H

0,2

λmax = 222 nm

0,8

0,5

H

0,4

λmax = 255 nm

extinctie

1,0

380

2

soort verschuiving

naam van de verschuiving

naar langere golflengte naar kortere golflengte naar grotere extinctie naar lagere extinctie

bathochroom hypsochroom hyperchroom hypochroom

3

39

Spectrometrie

B

NMR-spectrometrie

1

1

H

fenolen  OH

a

C

O

HOC 



carbonzuren  OH CH N

H

H

aromatisch

N



O

heteroaromatisch



a

aldehyden

   

NC  

CNH2

aminen  NH2,  NH 

H O C 

HSC

 

thioalcoholen  SH

 

H O

alcoholen  OH

H



H

HC

a

alkenen

 

aCH2 alcoholen, ethers

H C  O 

 O C H 2

H 3 C  O 

CbCH

alkynen

H 3C  N



X  CH3  S C H 3  CH2 ,  CH3

H 3C 

O a 





CCH2 H 2C

a



O





CCH3  

a

H 3C  C

XCCH3

H H M  C H 3[ M = S i , L i , A l , G e … ]

M  CH3 ppm (TMS)

2

13

12

11

10

9

8

7

6

5

R

C N

4



cyclopropyl

3

2

1

0

C R1

aldehyden, ketonen R

carbonzuurderivaten

C R2 O

C X O

nitrillen

C C

alkenen

R1

alkynen R

ethers, alcoholen

CH2

C R2

O

R1

quaternair C

R4

R1

tertiair C

R2 R CH2 X (X:C=C, C=O, Br, Cl, N)

secundair C-derivaten secundair C

R3

R3

R1 R2 R

220

200

180

160

140

120

100

80

C R2

CH

primair C ppm (TMS)

C

60

40

CH2

CH3 20

0

O–H strek; alcohol/fenol

Spectrometrie

39

IR-spectrometrie

C

Groepsfrequenties (overzicht)

1

CaO strek; carbonylverbinding

N–H strek; amine

CaC strek; alkeen

O–H strek; carbonzuur

CaC strek; aromaat

N–H strek; amide

NaO strek; nitroverbinding

C–H strek; alkyn

C–N strek; amide/amine C–O strek; carbonzuur/ester/ether/alcohol/fenol CH2–X strek (Xahalogeen)

C–H strek; alkeen/aromaat

C–H buig uit vlak; trans-alkeen

C–H strek; alkaan

C–H buig uit vlak; cis-alkeen

(OaC)–H strek; aldehyde

C–H buig uit vlak; aromaat

CbC/CbN strek; alkyn/nitril 4000

3500

3000

2500

2000

1800

1600

1400

1200

1000

800

600

400 200 golfgetal in cm–1

Groepsfrequenties S = sterk, M = middel, Z = zwak vibratie

verbindingen

absorptiegebied (cm–1) intensiteit

opmerkingen

O–H strek

alcohol, fenol carbonzuur primair amine secundair amine amide N-gesubstitueerd amide alkyn (sp-C) alkeen (sp2-C) aromaat (sp2-C) alkaan (sp3-C) aldehyde (OaC)–H

3525-3200 3400-2500 ~3500, ~3400 3500-3300 ~3350, 3175-3150 3325-3050 3525-3250 3100-3000 3100-3000 3000-2800 2850-2820, 2750-2700 2600-2550 2270-2000 2260-2240 1 2260-2100 1

H-bruggen H-bruggen twee banden een band twee banden meer banden (KBr-tablet)

N–H strek

C–H strek

S–H strek NaCaO CbN strek CbC strek

thiol isocyanaat nitril alkyn

breed, S breed, M-S Z-M Z M M S, scherp M-S M-S M-S Z-M, scherp Z breed, S scherp, M Z

meer banden meer banden meer banden twee banden

ontbreekt vaak bij symmetrische moleculen

vervolg c

2

39

Spectrometrie

C

IR-spectrometrie

2

Groepsfrequenties vibratie CaO strek

CaN strek CaC strek

verbindingen zuuranhydride

absorptiegebied (cm–1) intensiteit S ~1815 1, 1755 1

zuurchloride

~1800

ester aldehyde keton carbonzuur hydrazon alkeen

~1745 1 ~1730 1 ~1715 1 ~1695 1 1690-1640 1670-1600

1

opmerkingen twee banden, de eerste het meest intens

S S S S S M Z-M

1

zwak of ontbrekend bij symmetrische moleculen/ vaak twee banden in elk gebied

aromaat

M

NaO strek

1600-1575, 1500-1450 amide 1655-1610 primair amine 1650-1560 N-gesubstitueerd amide 1575-1510 secundair aromatisch amide 1515-1500 nitroverbinding ~1560 1- ~1375

C–H buig SaO strek

alkaan sulfonzuur

M breed, M-Z Z Z S twee banden, aromatisch 1300-1200 Z-M Z twee banden

C–N strek

amide alifatisch amine aromatisch amine polyfluoralkaan monofluoraromaat monofluoralkaan carbonzuur ester

N–H buig

C–F strek

C–O strek

alcohol, fenol

1470-1370 1430-1310, 1225-1125 ~1410 1250-1010 1370-1250 1350-1110 ~1225 1100-1000 1320-1210 1290-1150, 1125-1000 1280-1200, 1080-1020 1255-1000

dialkylether CH2–Cl CH2–Br CH2–I trans-alkeen eindstandig =CH2 aromaat cis-alkeen amine amide

1150-1100 1300-1200 1250-1175 1200-1150 980-960 900-880 900-675 730-670 910-660 800-670

alkylarylether

CH2–X strek

C–H buig uit vlak

N–H buig uit vlak

1

M Z-M Z-M S S S M S, M

meer banden

vetzuren twee banden methylester van vetzuur drie banden: 1250, 1200, 1180

S S

fenol hoogste waarde; primair alcohol laagste waarde

S S S S S S S S breed S

n De tabelwaarden gelden voor een dunne vloeistoflaag, voor een smelt en voor KBr-tabletten.

1

met eenheid cm–1. m 1 n Energieverschillen tussen vibratieniveaus zijn evenredig met het golfgetal: DE = hc a k . m

n Absorptiegebieden zijn gegeven in golfgetal

1

Pieken verschuiven naar lagere waarden naarmate de bindingen meer geconjugeerd zijn (CaC–CaC afwisselend).

Spectrometrie

39

Massaspectrometrie

D

!

Het ionisatieproces: M + e– " M• + 2 e– Ionisatievolgorde van elektronen: niet-bindende > meervoudige bindingen > enkele bindingen Primaire afbraakregels voor molecuulionen

 

–







minus minus X X•• Y  Z X Y Z X Y Y Z Z•• YZ Y– – Z a. homolytische splitsing  minus X • X  Y  Z • splitsing YZ Y–Z b. heterolytische  minus X • minus X • R R X = Cl, Br, I of een stabiel R X X R minus X• R  X  R radicaal (R' O of R' S) H H H H c. McLaffertyomlegging minus X •(XYZ = X X •• X X Y  Z• YZ Y–Z X H H H minus minus C C C C  –CHO, –COR, –COOH, X• X X• minus C  C Y Y –COOR, –CONH , –CONR R , Y Y minus X 2 • 1 2 R  X Y R Z Z Z Z Y Y –NO2, –CN, –C6H5) Z Z Z H

H

H H

X X ••

– –

1.

Y Y

Z Z

H

–





X• X X • ketonen, zuren, esters) 2. Ontledingen van acyliumionen (ontstaan uit aldehyden, minus CC minus minus C CO O Y Y Y R R R C C O O RZ––C C  O R Z ZR minus CO O RCO R–CO R

H H minus C O etc. -ionen (ontstaan uit ethers, aminen, etc.) 3. Ontledingen van oxonium-, immonium-, m H  RCO R–CO R  C H ] * m R X [R C H  C H X RC CH H22 C CH H22  X C CH H22 RC CH H C CH H22  X  C H22 ] * minus[R    2 R C H 2 C H 2 X  C H 2 [RCHCH2 X H 2N ]N*,, SS H CH2  zzuuuurr bbaaXsse X CO, O, e   X  O, N , S H zuur base R C H 2 C H 2 X  C H 2 

X  O, N , S

 [RCHCH2 zuur

minus R C H  C H 2  X  C H 2] * HXCH2   base

karakteristieke neutrale fragmenten, afgesplitst van molecuulion M• ! M• minus afgesplitst type verbinding/groep

!

1 15 18 28 29 34 35, 36 43 45 60

H CH3 H2O C2H4, CO, N2 CHO, C2H5 H2S Cl, HCl CH3CO, C3H7 COOH CH3COOH

structuur van belangrijke fragmentionen m/z structuur 29 30 43 29, 43, 57, 71, … 39, 50, 51, 52, 65, 77, … 60 91 105

!

CHO ! CH2NH2 ! CH3CO , C3H7 ! ! C2H5 , C3H7 , ... ! ! C3H3 , C4H3 , ... ! CH3COOH ! C6H5CH2 ! C6H5CO !

aldehyde (sommige ethers en aminen) methylsubstituent alcohol C2H4 (McLafferty), CO (cyclisch keton) aldehyde, ethylsubstituent thiol chloorverbinding methylketon, propylsubstituent carbonzuur acetaat

type verbindingen aldehyde primair amine methylketon onvertakte alkylgroep aromatische verbinding carbonzuur, acetaat, methylester benzylische verbinding benzoylverbinding

n De m/z waarde van een molecuulion is even, tenzij het molecuulion een oneven aantal N-atomen bevat. n Fragmentionen met even m/z kunnen wijzen op McLafferty. n Aromaten zijn herkenbaar aan m/z pieken bij 119, 105, 103, 91, 79, 77, 65, 51, 39.

1

actinium aluminium americium antimoon argon arseen astaat barium berkelium beryllium bismut bohrium boor broom cadmium calcium californium cerium cesium chloor chroom copernicium curium darmstadtium dubnium dysprosium einsteinium erbium europium fermium flerovium fluor fosfor francium

naam

Ac Al Am Sb 4 (grijs) Ar As 4 (grijs) At2 Ba Bk Be Bi Bh B Br2 Cd Ca Cf Ce Cs Cl2 Cr Cn Cm Ds Db Dy Es Er Eu Fm Fl F2 P4 (wit) Fr

symbool formule

89 13 95 51 18 33 85 56 97 4 83 107 5 35 48 20 98 58 55 17 24 112 96 110 105 66 99 68 63 100 114 9 15 87

atoomnummer

(227) 26,9815 (243) 121,760 39,948 74,9216 (210) 137,327 (247) 9,0122 208,980 (270) 10,811 79,904 112,411 40,078 (251) 140,116 132,905 35,453 51,996 (285) (247) (281) (268) 162,500 (252) 167,259 151,964 (257) (289) 18,9984 30,9738 (223)

relatieve atoommassa 2

K 3471 2792 2284 1860 87 889 5 610 2170 2,9 · 103 2744 1837

K 1323 933 1449 904 84 1090 575 1000 1259 1560 545

2840 1,8 · 103 3141 1802

1685 1133 1802 1099 1800 85 554 950

3,4 · 103

1618

54 317 300

4273 332 1040 1757 1,7 · 103 3716 944 239 2944

2348 266 594 1115 1173 1072 302 172 2180

1,2 1,3 1,2 1,2 1,3 4,0 2,2 0,7

1,553 · 10–3 1,82

1,3

2,0 3,0 1,7 1,0 1,3 1,1 0,8 3,2 1,7

8,55 8,8 9,07 5,24

13,51

2,34 3,10 8,69 1,54 15,1 6,77 1,87 2,90 · 10–3 7,15

8

64 110 270

175 203 173 204

174

88 114 149 197 199 183 262 99 125

121 140 217 172 112 170

3

10–12  m 188 143 173 141

atoomstraal

135 190

180

217 195

1331– 2123– 1801+

912+ 933+ 893+ 953+; 1172+ 913+

973+; 854+

163+ 1961– 972+ 942+ 953+; 924+ 1013+; 874+ 1671+ 1811– 633+

2223– 627+ 1342+ 963+; 834+ 302+ 1203+; 765+

10–12  m 1123+ 453+ 983+; 854+ 2453–

10–12  m

220 192 200

ionstraal en ionlading

vanderwaalsstraal

Gegevens

2,2 2,2 0,9 1,3 1,6 2,0

1,1 1,6 1,1 2,0

elektronegativiteit

A

3,62 13,25 1,85 9,79

103 kg m–3 10 2,70 12 6,68 1,633 · 10–3 5,7

dichtheid S = 298 K p = p0

Elementen

7:3,6 MPa

7:69 kPa

kookpunt p = p0

smeltpunt

40

vervolg

gadolinium gallium germanium goud hafnium hassium helium holmium ijzer indium iridium jood kalium kobalt koolstof koper krypton kwik lanthaan lawrencium lithium livermorium lood lutetium magnesium mangaan meitnerium mendelevium molybdeen natrium neodymium neon neptunium nikkel niobium nobelium osmium palladium

Gd Ga Ge Au Hf Hs He Ho Fe In Ir I2 K Co C (grafiet) Cu Kr Hg La Lr Li Lv Pb Lu Mg Mn Mt Md Mo Na Nd Ne Np Ni Nb No Os Pd

64 31 32 79 72 108 2 67 26 49 77 53 19 27 6 29 36 80 57 103 3 116 82 71 12 25 109 101 42 11 60 10 93 28 41 102 76 46

157,25 69,723 72,64 196,967 178,49 (269) 4,0026 164,930 55,845 114,818 192,217 126,9045 39,098 58,9332 12,01115 63,546 83,798 200,59 138,906 (262) 6,941 (293) 207,2 174,967 24,305 54,938 (278) (258) 95,94 22,9898 144,242 20,180 (237) 58,693 92,906 (259) 190,23 106,42 2022 3675 1363 2334

601 1936 923 1519

7:43 kPa

1615

5285 3236

4912 1156 3347 27 4,2 · 103 3186 5017

4,2 2973 3134 2345 4701 458 1032 3200 4098 5 2835 120 630 3737

1,5 6 1745 1811 430 2719 387 337 1768 3823 1358 116 7:72,2 kPa 234 1193 1900 454

1100 2896 371 1289 25 917 1728 2750 1100 3306 1828

3546 2477 3106 3129 4876

1586 303 1211 1337 2506

22,6 12,0

293K

10,2 0,97 7,01 8,25 · 10–4 20,2 8,90 8,57

11,3 9,84 1,74 7,3

0,534

1,64 ·10–4 8,80 7,87 7,31 22,6 293K 4,93 0,89 8,86 2,2 8,96 3,43 · 10–3 13,5336 6,15

7,90 5,91 5,32 19,3 13,3

1,4 1,9 1,6 1,3 2,2 2,2

2,1 0,9 1,1

2,3 1,3 1,3 1,6

152 188

2,0 1,1 1,3 1,0

134 138

155 124 141

136 186 181

175 172 160 129

152

174 126 166 135 133 231 125 77 128

179 141 122 144 157

1,2 1,8 1,8 2,2 2,7 0,8 1,9 2,5 1,9

1,2 1,8 2,0 2,5 1,3

160

197

185

215

99

202

755+; 1013+ 722+ 645+; 723+ 1102+ 634+; 398+ 862+; 624+

903+; 1102+ 684+ 981+ 983+

1202+; 844+ 863+ 652+ 802+; 604+

1271+; 1102+ 1153+ 883+ 681+

903+ 762+; 643+ 813+ 634+; 683+ 2191– 1331+ 742+; 633+ 2604– 961+; 692+

943+ 623+ 534+; 2724– 1371+; 853+ 764+

Elementen 40

Gegevens A

vervolg c

1

platina plutonium polonium praseodymium promethium protactinium radium radon renium rhodium roentgenium rubidium ruthenium rutherfordium samarium scandium seaborgium seleen silicium stikstof strontium tantaal technetium telluur terbium thallium thorium thulium tin titaan ununtrium uraan vanadium

naam

Pt Pu Po Pr Pm Pa Ra Rn Re Rh Rg Rb Ru Rf Sm Sc Sg Se 4 (grijs) Si N2 Sr Ta Tc Te 4 Tb Tl Th Tm Sn (wit) Ti Uut 4 U V

symbool formule

78 94 84 59 61 91 88 86 75 45 111 37 44 104 62 21 106 34 14 7 38 73 43 52 65 81 90 69 50 22 113 92 23

atoomnummer

195,084 (244) (209) 140,908 (145) (231) (226) (222) 186,207 102,906 (281) 85,468 101,07 (267) 150,36 44,956 (269) 78,96 28,086 14,0067 87,62 180,948 (98) 127,60 158,925 204,383 232,038 168,934 118,710 47,867 (286) 238,029 50,942

relatieve atoommassa 2

kookpunt p = p0 K 4098 3501 1235 3793 3273 4,4 · 103 1413 211 5869 3968 961 4423 2067 3109 958 3538 77 1655 5731 4538 1261 3503 1746 5061 2223 2875 3560 4404 3680

smeltpunt

K 2041 913 527 1204 1315 1845 969 202 3458 2237 312 2606 1345 1814 494 1687 63 1050 3290 2430 723 1632 577 2023 1818 505 1941 1408 2183

19,1 6,0

4,81 2,33 1,145 · 10–3 2,64 16,4 11,5 6,232 8,23 11,8 11,7 9,32 7,287 4,506

7,52 2,99

1,4 1,6

2,5 1,9 3,0 1,0 1,5 1,9 2,1 1,1 1,6 1,3 1,2 2,0 1,5

1,2 1,4

138 131

117 117 70 215 143 135 137 176 171 180 172 162 146

180 160

244 133

220

200 224 150

10–12  m 634+; 802+ 864+; 1003+ 944+; 676+ 933+; 964+ 973+ 785+; 944+ 1482+

10–12  m

736+; 1033+ 882+

2022– 424+; 2714– 1713– 1102+ 645+; 726+ 377+; 654+ 2222– 923+; 764+ 933+; 1501+ 1024+ 883+ 1122+; 714+; 2944– 902+; 684+

963+; 1272+ 813+

1481+ 683+; 624+

Gegevens

387+; 634+ 673+; 604+

ionstraal en ionlading

vanderwaalsstraal

A

0,8 2,2

137 134

1,9 2,3

atoomstraal

2,3 1,3 2,0 1,1 1,1 1,5 0,9

8

10–12  m 138 159 140 182 183 156 220

elektronegativiteit

Elementen

1,53 12,1

103 kg m–3 21,5 19,7 9,20 6,77 7,26 15,4 5,5 9,07 · 10–3 20,8 12,4

dichtheid S = 298 K p = p0

40

vervolg

H2 W Xe Yb Y Ag Zn Zr O2 O3 (ozon) S8 (monoklien)

5 6 7 8

3 4

2

1

16

1 74 54 70 39 47 30 40 8 32,065

1,00795 183,84 131,293 173,04 88,905 107,868 65,38 91,224 15,9994

14 3695 161 1097 1795 1235 693 2128 54 80 388 7:82 kPa

20,4 5828 165 1469 3618 2435 1180 4682 90 162 718

8,2 · 10–5 19,3 5,37 · 10–3 6,90 4,47 10,5 7,134 6,52 1,31 · 10–3 1,96 · 10–3 2,00 2,6

1,1 1,2 1,9 1,7 1,3 3,5

2,1 2,4

104

194 180 144 133 157 66

30 3 137

185

140

217

120

1902–

873+ 933+ 1261+ 742+ 804+ 1462–

1541– 426+; 664+

 ieuwe elementen (met atoomnummer groter dan 112) krijgen vooralsnog systematische namen afgeleid van de volgende numerieke voorvoegsels: N 0 nil 2 bi 4 quad 6 hex 8 oct 1 un 3 tri 5 pent 7 sept 9 enn Deze voorvoegsels worden vervolgens gecombineerd in de volgorde van het atoomnummer van het element en voorzien van de uitgang -ium. De uitgang -n van enn wordt weggelaten indien hij voorafgaat aan nil. De uitgang -i van bi en tri wordt weggelaten voorafgaand aan -ium. In de naam van het element wordt elk numeriek voorvoegsel apart uitgesproken. Het symbool van de nieuwe elementen bestaat uit de drie beginletters van de numerieke voorvoegsels waaruit de naam is samengesteld. De waarden zijn de gewogen gemiddelde relatieve atoommassa’s van het natuurlijk voorkomend isotopenmengsel, behalve wanneer een waarde tussen ronde haken staat. Zo’n waarde is het massagetal van de isotoop met de langste halveringstijd; zie ook tabel 25 voor de afzonderlijke isotopen. In H2 is de atoomstraal 37 · 10–12 m en in F2 is deze 71  · 10–12 m. Bij het kookpunt bestaat arseendamp uit moleculen As4, seleendamp uit moleculen Se2 en grotere moleculen, antimoondamp uit moleculen Sb2 en Sb4 en telluurdamp uit moleculen Te2. sublimatiepunt bij 2,6 · 106 Pa; smelttraject tripelpunt bij … Pa elektronegativiteit volgens Pauling

n Ionstraal van NH4+: 142·10–12 m.

zwavel

waterstof wolfraam xenon ytterbium yttrium zilver zink zirkonium zuurstof

Elementen 40

Gegevens A

jaartal en ontdekker

1899 Debierne; 1902 Giesel 1825 Oersted; 1827 Wöhler 1944 Seaborg e.a, Chicago oudheid 1894 Ramsay/Rayleigh 1250 Albertus Magnus 1940 Corson/McKenzie/Segre 1774 Scheele; 1808 Davy 1949 Thompson e.a., Berkeley 1798 Vauquelin;1828 Wöhler, Bussy oudheid; 1739 Pott/Bergman 1976 Flerov e. a., Dubna oudheid; 1807 Davy; 1892 Moissan 1825 Balard/Löwig 1817 Stromeyer 1755 Black; 1808 Davy 1950 Thompson e.a., Berkeley 1803 Klaproth; Berzelius/Hisinger; 1825 Mosander cesium 1861 Bunsen/Kirchhoff; 1882 Setterberg chloor 1774 Scheele; 1807 Davy chroom 1798 Vauquelin copernicium 1996 Hofmann e.a. Darmstadt curium 1944 Seaborg e.a., Chicago darmstadtium 1944 Armbruster e.a. Darmstadt dubnium 1967 Flerov e.a. Dubna; 1970 Ghiorso e.a., Berkeley dysprosium 1886 Boisbaudran einsteinium 1952 Ghiorso e.a., Berkeley erbium 1842 Mosander; 1934 Klemen/Bommer europium 1896 Demarçay; 1897 Boisbaudran fermium 1952 Ghiorso e.a., Berkeley flerovium 1999 team Flerov laboratoria, Dubna fluor 1771 Scheele; 1886 Moisson fosfor 1669 Brand; 1690 Boyle francium 1939 Marguerite Perey gadolinium 1880 de Marignac; Boisbaudran gallium 1875 Boisbaudran germanium 1886 Winkler goud oudheid hafnium 1923 Coster/von Hevesy/Jantzen hassium 1984 Armbruster e.a., Darmstadt

actinium aluminium americium antimoon argon arseen astaat barium berkelium beryllium bismut bohrium boor broom cadmium calcium californium cerium

naam

polluciet (een silicaat), mineraalwater zeewater, sylvien, (steen)zout chromiet, chroomoker, roodlooderts 208 Pb (70Zn,n) 277Cn 239 Pu (a, n) 242Cm 208 Pb (62Ni,n) 269Ds 243 Am (22Ne, 4n) 261Db/ 249 Cf (15N, 4n) 260Db monazietaarde 238 U (15n, c) 253U " 253Es monazietaarde monazietaarde 238 U (17n, c) 255U " 255Fm 244 Pu (48Ca,3n) 289Fl been, zeewater, vloeispaat fosforiet, apatieten, beenderen vervalproduct Ac monazietaarde, gadoliniet steenkoolsoorten, galliet, aardolie vliegstof Zn-bereiding, germaniet gedegen in alliage met Ag, Cu, Fe zirkoonertsen, hafnon 208 Bi (58Fe, n) 265Hs

la. caesius = hemelsblauw: spectraallijn gr. chloros = geelgroen gr. chroma = kleur naar Nicolaas Copernicus naar Marie en Pierre Curie naar Darmstadt, Duitsland naar Dubna, Rusland

0,063 0,10 3 · 10–21 5,4 · 10–4 1,5 · 10–3 5,4 · 10–4 4 · 10–7 3,5 · 10–4

Ontdekking, herkomst naam en natuurlijk voorkomen

2,8 · 10–4 1,2 · 10–4

B

3,0 · 10–4

1,0 · 10–4 0,013 0,010

6,0 · 10–3

1,0 · 10–3 2,5 · 10–4 2,0 · 10–5 4,2

2,8 · 10–4 1,7 · 10–5

2,0 · 10–5 3,5 · 10–4 1,8 · 10–4 3 · 10–24 0,042

5,5 · 10–14 8,3

% in lithosfeer

Elementen

gr. dusprositos = moeilijk te verkrijgen naar Albert Einstein naar Ytterby, Zweden myth. Europa en Zeus: Eu in spectrum van ruw Sm naar Enrico Fermi naar Georgy Flyorov la. fluere = vloeien gr. fosforus = lichtdragend naar la. Francia = Frankrijk naar Johan Gadolin naar la. Gallia = Frankrijk naar la. Germania = Duitsland la. aurum = goud; os. Gold = geel naar la. Hafnia = Kopenhagen naar la. Hassium = Hessen, Duitsland

uraanertsen bauxiet, veldspaten 239 Pu (2n, c) 241Pu " 241Am gedegen, antimoniet lucht, bronwater operment, arsenopyriet U- en Th-ertsen bariet/zwaarspaat 241 Am (a, 2n) 243Bk beril (smaragd/aquamarijn) gedegen, bismutiet 209 Bi (54Cr, n) 262Bh borax zeewater, zoutlagen zinkmineralen o.a. cadmia/galmei kalksteen (diverse vormen), schelpen 242 Cm(a, n) 245Cf cerietaarden o.a. monaziet

komt voor in … /bereiding

gr. aktinos = stralen: radioactieve straling la. alumen = bitter/aluin naar Amerika (analoog aan iso-elektronisch Eu) la. stibium, ar. al-uthmud = spiesglans gr. argos = inactief gr. arsenikon = geel operment gr. astatos = onstabiel gr. barus = zwaar naar Berkeley, Californië gr. berullos = zeegroen (vgl. bril) du. Wismut = weisse Masse = witte massa naar Niels Bohr en. boron = samentrekking borax en carbon gr. bromos = stank naar Kadmeia, streek in stroomgebied Nijl la. calx = kalk naar Californië naar planetoïde Ceres: ontdekt in 1801

herkomst van de naam

40

vervolg

1868 Lockyer/Janssen; 1895 Ramsay/Travers 1878 Delafontaine/Soret; 1879 Cleve oudheid 1863 Reich/Richter; 1867 Winkler 1804 Tennant 1811 Courtois 1736 Duhamel du Monceau; 1807 Davy; Gay Lussac/Thenard kobalt 1735 Brandt koolstof oudheid koper oudheid krypton 1898 Ramsay/Travers kwik oudheid lanthaan 1839 Mosander lawrencium 1959 Ghiorso e.a., Berkeley lithium 1817 Arfvedson; 1818 Brandé/Davy livermorium 2000 team van het JINR, Dubna lood oudheid lutetium 1907 Urbain/Auer von Welsbach/James magnesium oudheid; 1755 Black; 1808 Davy mangaan 1740 Pott; 1774 Scheele/Bergman/Gahn meitnerium 1982 Armbruster e.a., Darmstadt mendelevium 1955 Ghiorso e.a., Berkeley molybdeen 1778 Scheele; 1781 Hjelm natrium oudheid; 1807 Davy neodymium 1841 Mosander; 1885 Auer von Welsbach neon 1898 Ramsay/Travers neptunium 1940 McMillan/Abelson nikkel oudheid; 1751 Cronstedt; 1775 Bergman niobium 1801 Hatchett; 1866 Blomstrand nobelium 1958 Ghiorso e.a., Berkeley osmium 1804 Tennant palladium 1803 Wollaston platina 1735 de Ulloa; 1750 Watson; 1803 Wollaston plutonium 1940 Seaborg e.a., Berkeley polonium 1898 Marie Curie-Sklodowska praseodymium 1885 Auer von Welsbach promethium 1942 Wu/Segrè/Bethe protactinium 1913 Fajans/Gahring; 1917 Russell; Hahn/Lise Meitner radium 1898 Becquerel/Marie en Pierre Curie radon 1900 Dorn; 1902 Rutherford/Soddy; 1910 Ramsay

helium holmium ijzer indium iridium jood kalium

9 · 10–11 4 · 10–17 uraanertsen uraanertsen

2 · 10–14 8,2 · 10–4

1,5 · 10–7 1,0 · 10–6 5 · 10–7

7,5 · 10–3 2,0 · 10–3

1,5 · 10–4 2,4 2,8 · 10–3 5 · 10–7

1,3 · 10–3 5,0 · 10–5 2,3 0,095

2,0 · 10–3

la. radius = straal gr. rados = straal

2,5 · 10–3 0,020 5,5 · 10–3 1 · 10–8 8,0 · 10–6 3,0 · 10–3

8 · 10–7 1,2 · 10–4 5,6 1,0 · 10–5 1 · 10–7 5,0 · 10–5 2,1

1,4 · 10–10

lucht, aardgasvelden monazietaarde ijzerertsen zinkblende, indiet, aardolie iridosmium, osmiridium zeewater, planten, jodyriet veldspaat, silicaten, slakken

Kobold = berggeest kobaltertsen, mangaanknollen la. carbonium = steenkool diamant, grafiet, organische verbindingen naar gr. Kupros = Cyprus gedegen, koperertsen gr. kruptos = verborgen lucht en. quick silver = gr. hudrargurum = watervlug zilver gedegen, kwikertsen gr. lanthanon = verborgen monazietaarde, lanthaniet 250 naar Ernest O. Lawrence Cf (10B, 2n) 258Lr gr. lithos = steen minerale wateren, as van tabak naar Lawrence Livermore, National laboratory Californië 248Cm(48Ca, 3n) 293Lv kt. loud = roodachtig; la. plumbum loodertsen, menie naar la. Lutetia = Parijs monazietaarde naar Magnesia,Thessalië zeewater, planten, bitteraarde gr. magnes = magneet mangaanertsen 209 naar Lise Meitner Bi (58Fe, n) 266Mt 253 naar Dmitri Ivanovitsj Mendelejev Es (a, n) 256Md gr. molubdaina = op lood gelijkend erts molybdeenglans, wulfeniet ar. natron = (element in) soda zeewater, steenzout, albiet gr. neos didumos = nieuwe tweeling monazietaarde gr. neos = nieuw lucht 238 naar de planeet Neptunus U (n, c) 239U " 239Np du. Nickel = berggeest nikkelertsen, nikkelien, Mn-knollen naar Niobe, dochter van Tantalus columbiet, tantalieten 246 naar Alfred Nobel Cm (12C, 4n) 254No gr. osme = reuk/stank gedegen, in erts van Pt-metalen en Au naar de planetoïde Pallas, ontdekt in 1802 gedegen, nikkelertsen sp. plata = zilver, geld, rijkdom gedegen, nikkelertsen 238 naar de planeet Pluto U (2H, 2n) 238Np " 238Pu naar la. Polonia = Polen uraanertsen, pekblende gr. praseodidumos = groene tweeling monazietaarde naar de titaan Prometheus uraanertsen gr. proton actinium = stamvader van actinium uraanertsen

gr. helios = zon naar la. Holmia = Stockholm kt. isarno = kracht; la. ferrum indigo: spectraallijn gr. iris = regenboog gr. ioeides = violet/vioolkleurig ar. kali = K2CO3, alkali = de as

Elementen 40

Ontdekking, herkomst naam en natuurlijk voorkomen B

vervolg

Engels Spaans

os Saksisch du Duits

zw Zweeds fr Frans

ss kt

Sanskriet Keltisch

2,7 · 10–4 0,014 0,14 1,5 · 10–4 3 · 10–9 3,0 · 10–4 3,3 · 10–3 7,0 · 10–6 7,0 · 10–3 0,017 46 0,026

243 284 Am(48Ca,3n)288Uup Uut + a uraanertsen, pekblende vanadiniet water, organische verbindingen wolfraamertsen lucht monazietaarde monazietaarde, yttriumspaat gedegen, zilverertsen zinkblende, galmei zirkoon, zirkoonaarde lucht (ook ozon), silicaten , carbonaten vulkaanafzettingen, zoutkoepels, gips

"

1 · 10–7 9,0 · 10–5 4,5 · 10–5 9,6 · 10–4 4,8 · 10–5 2,0 · 10–4 0,57

lucht, salpeter, eiwitten strontianiet, coelestien in ertsen samen met Nb splijtingsproduct van U, S-sterren als element, pyriet, telluriet monazietaarde vliegas bij roosten van ZnS en PbS uraanertsen, thorianiet, thoriet monazietaarde stanniet en andere ertsen silicaten, titaniet

2,0 · 10–4 0,037 2,0 · 10–4

5,0 · 10–6 28

6,0 · 10–4 2,2 · 10–3

9,0 · 10–3 1 · 10–7

5 · 10–7 1 · 10–7

% in lithosfeer

Ontdekking, herkomst naam en natuurlijk voorkomen

en sp

zie voetnoot tabel 40A naar de planeet Uranus, ontdekt in 1781 naar Vanadis: godin van schoonheid la. hydrogenium = watervormer Wolf Rahm = wolfschuim; tungsten = zware steen gr. xenos = gast naar Ytterby, Zweden naar Ytterby, Zweden la. argentum = helder wit = od. silbar od. Zinke = scherpe punt: kristalvorm ar. zargun = goudkleurig la. oxygenium = zuurvormer la. sulfur ss. shulbari os. sweval = koper‘vijand’

la. nitrogenium = salpetervormer; ‘stik’stof naar Strontian, Schotland naar Tantalus: zoutvorming bleek ‘kwelling’ gr. technetos = kunstmatig naar Tellus, godin van de aarde naar Ytterby, Zweden gr. thallos = spectraallijn naar Thor, Scandinavische god van de oorlog naar la. Thule = Noorderland, Scandinavië od. Zin = staafje; la. stannum = Ag/Pb-alliage naar de Titanen

pyriet, berzelianiet zand, kwarts, kiezel

platinaertsen Pt- en Ni-ertsen 209 Bi(64Ni, n) 272Rg zeewater, lithiumertsen, polluciet gedegen met Pt, Pt-ertsen 242 Pu (22Ne, 4n) 260Rf/249Cf (12C, 4n) 257Rf monazietaarde, samarskiet monazietaarde 249 Cf (18O, 4n) 263Sg/206Pb (54Cr) 260Sg

komt voor in … /bereiding

B

n Gebruikte afkortingen od oud-Duits la ar Arabisch gr

ununtrium uraan vanadium waterstof wolfraam xenon ytterbium yttrium zilver zink zirkonium zuurstof zwavel

stikstof strontium tantaal technetium telluur terbium thallium thorium thulium tin titaan

gr. Selene = maan la. silex = kiezel/vuursteen

naar la. Rhenus = Rijn gr. rhodoeis = rooskleurig naar Wilhelm Röntgen la. rubidus = donkerrood: spectraallijn (vgl. robijn) naar la. Ruthenia = Rusland naar Ernest Rutherford naar Samarski naar la. Scandia = Scandinavië naar Glenn T. Seaborg

herkomst van de naam

Elementen

Latijn Grieks

1925 Walther en Ida Noddack/Berg 1803 Wollaston 1994 Hofmann, Darmstadt 1860 Bunsen/Kirchhoff 1828 Osann; 1844 Klaus 1964 Flerov e.a.; 1969 Ghiorso e.a., Berkeley 1879 Boisbaudran; 1901 Demarçay 1879 Nilson; 1881 Cleve 1974 Ghiorso e.a., Berkeley; Flerov e.a., Dubna 1817 Berzelius/Gahn oudheid; 1823 Berzelius; 1854 Sainte ClaireDeville 1772 Rutherford; 1850 Lavoisier e.a. 1790 Crawford; 1793 Klaproth; 1808 Davy 1802 Ekeberg; 1866 de Marignac 1937 Perrier/Segrè 1782 Müller v. Reichenstein; 1798 Klaproth 1843 Mosander 1861 Crookes/Lang; 1862 Lamy 1828 Berzelius 1879 Cleve oudheid 1791 Gregory; 1795 Klaproth; 1825 Berzelius 2009 Dubra Livermore 1789 Klaproth; 1841 Péligot 1801 del Rio; 1831 Sefström 1766 Cavendish; 1789 Paets v. Troostwijk 1779  Woulfe; 1781 Scheele/Bergman 1898 Ramsay/Travers 1878 de Marignac/Auer von Welsbach 1843 Mosander; 1935 West/Hopkins oudheid 13e eeuw, China; 1746 Marggraf 1789 Klaproth; 1824 Berzelius 1598 Drebbel; 1774 Priestley; Scheele oudheid

renium rhodium roentgenium rubidium ruthenium rutherfordium samarium scandium seaborgium

seleen silicium

jaartal en ontdekker

naam

40

Molaire iongeleidbaarheden

in 10–3 X–1 m2 mol–1 bij T = 298 K; in waterige oplossing H+ Li+ Na+ K+ NH4+ Ag+ 1 2+ 2 Mg 1 2+ Ca 2 1 2+ 2 Sr 1 2+ 2 Ba 1 2+ 2 Pb

34,965 3,866 5,008 7,348 7,35 6,19 5,30 5,947 5,94 6,36 7,1

OH– F – Cl– Br– I– NO3– CH3COO– ClO4– 1 2– 2 SO4

19,8 5,54 7,631 7,81 7,68 7,142 4,09 6,73 8,00

41

42

Smelt- en kookpunten

A

Anorganische verbindingen in K bij p = p0 smeltpunt AgBr Ag2CO3 AgCl AgI AgNO3 Ag2O AlBr3 AlCl3 AlF3 Al2O3 Al2(SO4)3 BaCO3 BaCl2 Ba(NO3)2 BaO BaSO4 CO CO2 COCl2 CS2 CaCO3 CaC2 CaCl2 CaF2 CaO Ca(OH)2 CaS CaSO4 Cl2O CoCl2 CrCl3 Cr2O3 CuBr2 CuCl2 CuO Cu2O Cu(OH)2 CuS CuSO4 FeCO3 FeCl2 FeCl3 FeO Fe2O3 Fe(OH)2

703 491 728 831 483 473 371 466 2327 1313 1653 1234 863 2246 1853 68 145 161 973-1173 2573 1048 1691 2886 853 2797 1733 153 1010 1425 2593 771 871 1500 1517

kookpunt 1775 2

1820 1779 713 528 1549 3250

1

2 2

1833 2

82 195 281 319

1

2

2208 2773 2

275 1322 1573 3273 1173 1266 2073 2

780 833

2

2

2 2

950 581 1650 1812

1296 589

2

3

2

2

2

smeltpunt FeS HBr HCN HCl HF HI HNO3 H2O H2O2 H3PO4 H2S H2SO4 HgCl2 HgO KBr KBrO3 KCN K2CO3 KCl KClO3 K2CrO4 K2Cr2O7 KF KHCO3 KHSO4 KI KIO3 KMnO4 KNO2 KNO3 K2O KOH KSCN K2S K2SO4 MgBr2 MgCO3 MgCl2 MgO Mg(OH)2 MgS MgSO4 MnCO3 MnSO4 MnS

1461 186 260 159 190 222 232 273 273 316 188 283 550 773 1007 707 895 1172 1044 630 1247 671 1131 373 473 954 833

kookpunt 2

207 299 188 293 238 356 373 423 680 214 610 577 2

1708 2

2

2

773 1775

2

2 2

1596 2 2

711 607 1013 679 446 1221 1342 984 1263 987 3098 1263 2499 1410 >473 973 1883

810 673 1600 773

3 2

2

2

1685 3873 2

2

1123

2

vervolg

smeltpunt NH3 NH4Br NH4Cl NH4NO3 (NH4)2SO4 NO NO2 N2O N2O4 NaBr Na2CO3 NaCl NaF NaHCO3 NaI NaNO2 NaNO3 NaN3 Na2O NaOH Na3PO4 Na2S Na2SO4 PCl3 PCl5 PH3 P2O3 1 2 3

sublimatiepunt ontleedt explodeert

195

443 553 110 264 182 264 1020 1129 1074 1269 323 934 557 580 573 1407 596 1856 1445 1157 180 139 297

kookpunt 240 669 611

1 1 3

2

121 294 185 294 1663 2

1738 1977 2

1577 593

2

2

1661

349 433 185 446

1

Smelt- en kookpunten

42

Anorganische verbindingen

A

smeltpunt P2O5 PbCO3 PbCl2 PbCrO4 Pb(NO3)2 PbI2 PbO PbO2 Pb3O4 PbSO4 SO2 SO3 SOCl2 SiC SiH4 SiO2 SnCl2 SnCl4 SnO SnO2 SnS SnS2 ZnBr2 ZnCO3 ZnCl2 ZnO ZnSO4

835 588 774 1117 743 683 1160 563 1103 1360 198 335 172 3103 88 846-1995 520 239 1353 1903 1154 873 675 413 563 2247 953

kookpunt 878 2

1224

1145 2 2

263 349 161 3223 896 387 2

1483 2

943 2

1005 2

2

42

Smelt- en kookpunten

B

Organische verbindingen in K bij p = p0 smeltpunt kookpunt • alkanen methaan ethaan propaan butaan (n-butaan) 2-methylpropaan (isobutaan) pentaan (n-pentaan) 2-methylbutaan 2,2-dimethylpropaan hexaan (n-hexaan) 2-methylpentaan 3-methylpentaan 2,2-dimethylbutaan 2,3-dimethylbutaan heptaan (n-heptaan) • cycloalkanen cyclopropaan cyclobutaan cyclopentaan cyclohexaan • alkenen etheen propeen but-1-een cis-but-2-een trans-but-2-een cis-1,2-dichlooretheen trans-1,2-dichlooretheen pent-1-een hex-1-een • alkynen ethyn (acetyleen) propyn but-1-yn but-2-yn pent-1-yn hex-1-yn • aromatische koolwaterstoffen benzeen tolueen [methylbenzeen] ethylbenzeen 1,2-dimethylbenzeen 1,3-dimethylbenzeen 1,4-dimethylbenzeen

91 90 86 135 114

112 185 231 273 261

143 113 257 178 120 110 174 145 183

309 301 283 342 333 336 323 331 372

146 182 180 280

240 286 322 354

104 88 88 134 168 193 223 108 133

169 225 267 277 274 333 322 303 337

170 147 241 183 141

188 250 281 300 313 344

279 178 178 248 225 286

353 384 409 418 412 411

1

smeltpunt kookpunt • alcoholen en fenolen methanol ethanol (alcohol) propaan-1-ol propaan-2-ol butaan-1-ol butaan-2-ol 2-methylpropaan-1-ol 2-methylpropaan-2-ol pentaan-1-ol 2-methylbutaan-1-ol 2-methylbutaan-2-ol 3-methylbutaan-1-ol 3-methylbutaan-2-ol hexaan-1-ol ethaan-1,2-diol (glycol) propaan-1,2,3-triol (glycerol) fenol [benzenol] 2-methylfenol 3-methylfenol 4-methylfenol fenylmethanol • ethers methoxymethaan methoxyethaan ethoxyethaan (ether) 1-methoxybutaan methoxybenzeen (anisol) • aldehyden en ketonen methanal ethanal propanal butanal 2-methylpropanal fenylmethanal propanon (aceton) butanon pentaan-3-on • carbonzuren methaanzuur (mierenzuur) ethaanzuur (azijnzuur) propaanzuur butaanzuur (boterzuur) 2-methylpropaanzuur [mono]chloorethaanzuur

176 159 149 185 185 185 171 299 196

226 260 291 314 304 285 308 258

338 351 370 355 391 373 381 356 411 401 376 404 386 431 470 563 455 464 475 475 478

132 160 157 157 236

248 281 308 343 427

181 150 193 176 207 247 178 187 234

254 293 321 348 338 452 329 353 375

281 290 253 268 227 336

374 391 414 437 428 462

264 156

vervolg

Smelt- en kookpunten

42

Organische verbindingen

B

smeltpunt kookpunt dichloorethaanzuur trichloorethaanzuur aminoethaanzuur (glycine) 2-hydroxypropaanzuur (melkzuur) hexadecaanzuur (palmitinezuur) octadecaanzuur (stearinezuur) cis-octadec-9-eenzuur (oliezuur) cis,cis-octadeca-9,12-dieenzuur (linolzuur) benzeencarbonzuur (benzoëzuur) ethaandizuur (oxaalzuur) • esters methylmethanoaat methylethanoaat methylpropanoaat ethylethanoaat (ethylacetaat) ethylpropanoaat ethylbutanoaat • nitrillen ethaannitril propaannitril butaannitril • aminen en ammoniumzouten methaanamine [methylamine] ethaanamine [ethylamine] propaan-1-amine propaan-2-amine (isopropylamine) butaan-1-amine butaan-2-amine dimethylamine [N-methylmethaanamine] trimethylamine [N,N-dimethylmethaanamine]

1 2

sublimatiepunt ontleedt

287 331 563 326

467 470 2

376

336

625

342

623

287

633

266

502

396

522

430

1

463

174 175 186 189 199 175

305 330 353 350 372 394

229 180 161

355 370 391

180 193 188 178

267 290 320 305

224 201 181

350 336 280

156

276

2

2

smeltpunt kookpunt benzeenamine (aniline) methaanaminiumchloride [methylammoniumchloride] ethaanaminiumchloride [ethylammoniumchloride] benzeenaminiumchloride • nitroverbindingen nitromethaan nitroëthaan nitrobenzeen • halogeenverbindingen chloormethaan broommethaan joodmethaan chloorethaan broomethaan joodethaan 1-chloorpropaan 2-chloorpropaan 1-broompropaan 2-broompropaan 1-joodpropaan 2-joodpropaan 1-chloorbutaan 1-broombutaan dichloormethaan dibroommethaan trichloormethaan (chloroform) tribroommethaan tetrachloormethaan (tetra) tetrabroommethaan dichloordifluormethaan (freon-12) chloorbenzeen broombenzeen

267 501

457

383 474

518

245 184 279

374 387 484

175 179 207 135 155 162 150 156 163 184 172 183 150 161 176 221 210

249 277 316 285 312 345 320 309 344 333 376 363 352 375 313 370 334

282 251

422 350

365 116

463 243

228 242

405 429

43

Dichtheden en molariteiten

A

Veel gebruikte oplossingen bij 298 K massaprocent dichtheid % zwavelzuur98,0 oplossing 17,5 9,26 4,77 0,976 0,490 zoutzuur 36,0 13,7 7,06 3,60 0,364 salpeterzuur65,0 oplossing 22,4 11,9 6,12 0,628 azijnzuur100 oplossing 85,0 23,4 5,97 0,601

B

kg L–1 1,832 1,118 1,059 1,029 1,0047 1,0016 1,178 1,065 1,032 1,015 1,002 1,385 1,127 1,064 1,030 1,003 1,044 1,063 1,028 1,006 0,999

molariteit

massaprocent dichtheid

mol L–1 18,32 2,00 1,00 0,500 0,100 0,0500 11,63 4,00 2,00 1,00 0,100 14,29 4,00 2,00 1,00 0,100 17,39 15,05 4,00 1,00 0,100

% 32,0 25,0 7,04 3,47 0,171 13,9 7,42 3,85 0,398 19,1 10,3 5,36 0,558

ammonia

natronloog

kaliloog

Handelsoplossingen bij 293 K

geconcentreerd zwavelzuur geconcentreerd zoutzuur geconcentreerd salpeterzuur azijnzuur (ijsazijn) geconcentreerde ammonia geconcentreerd fosforzuur verzadigd kalkwater geconcentreerd natronloog

massaprocent

dichtheid

molariteit

% 95–98 36–38 65–70 99–100 25 85 0,15 7,5

kg  L 1,8 1,2 1,4 1,0 0,90 1,7 1,0 1,1

mol  L–1 18 12 15 17 13 15 0,020 2,0

–1

kg L–1 0,883 0,904 0,968 0,982 0,997 1,150 1,079 1,040 1,005 1,179 1,092 1,046 1,005

molariteit mol L–1 16,6 13,3 4,00 2,00 0,100 4,00 2,00 1,00 0,100 4,00 2,00 1,00 0,100

Oplosbaarheid van gassen

44

Gassen in water

A

oplosbaarheid in mol per liter water bij p = p0 temperatuur H2 K 273 283 293 298 303 313 323 333 343 353 363 373

–3

10 mol L–1 0,960 0,879 0,817 0,790 0,759 0,732 0,719 0,714

N2

CO

–3

10 mol L–1 1,05 0,830 0,688 0,638 0,598 0,527 0,487 0,455 0,438 0,429 0,424 0,424

–3

10 mol L–1 1,58 1,26 1,04 0,955 0,893 0,790 0,719 0,665 0,643 0,638 0,634 0,629

O2 –3

10 mol L–1 2,18 1,70 1,38 1,26 1,16 1,03 0,933 0,871 0,817 0,786 0,768 0,759

CO2 –3

10 mol L–1 76,3 53,1 38,8 33,5 29,5 23,2 19,2 15,6

Cl2

H2S

–3

10 mol L–1 206 141 103 90,2 80,4 64,3 54,5 45,5 38,4 30,4 17,4 0,0

SO2

HCl

HBr

NH3

mol L–1 3,56 2,53 1,76 1,46 1,18 0,84 0,66 0,54 0,53

mol L–1 22,6 21,1 19,7 19,0 18,3 17,2 16,0 15,1 14,3 13,6 13,3

mol L–1 27,4 26,0 24,4 23,9 23,0 22,0 21,2 20,4 18,5 17,6

mol L–1 52,5 40,0 31,3 27,8 25,1 21,5 19,5 18,5 17,5

–3

10 mol L–1 208 152 115 102 91,1 74,1 62,1 53,1 45,5 41,1 37,5 36,2

n D  e concentratie van het opgeloste gas is evenredig met de partiële druk van het gas (wet van Henry). Dit geldt voor gassen die geen reactie geven met het oplosmiddel.

Zuurstof in chloridehoudend water oplosbaarheid in 10–3  L  O2(g) per liter water; p = p0 concentratie Cl– g L–1 0 5 10 15 20

temperatuur in K 273 49 46 43 41 38

278 43 41 38 36 34

283 38 36 34 32 30

n Gemiddelde samenstelling van onvervuild zeewater: zie tabel 64A.

288 34 32 31 29 27

293 31 29 28 26 25

298 28 26 25 24 23

303 26 24 23 22 21

B

45

Oplosbaarheid van vaste stoffen en vloeistoffen

A

Zouten in water: schematisch overzicht bij kamertemperatuur positieve ionen

negatieve ionen NO3– CH3COO– Cl–

Br–

I–

SO42– F –

S2–

OH–

SO32– CO32– PO43– O2–

Na+ K+ NH4+ Mg2+ Al3+ Fe2+ Zn2+ Fe3+ Cu2+ Ca2+ Ba2+ Hg2+ Pb2+ Hg+(Hg22+) Ag+

g g g g g g g g g g g g g g g

g g g g g g g g g g g m m s s

g g g g g g g r r g g s s s s

g g g g g g g g g m s r s s m

g g r m r s s r s m m s s s s

g g i s s s s s s m g i s i i

g g g m r s s r s s s r s s s

g g g g g g g g g g g g g m m

g g g g g g g g g g g g m s s

g g g s g m g m g s m r m r g

g g r m r s s r s s s s s s s

g g r s s s s s s s s s s s s

r r i s s s s s s r r s s s s

n De waterstofzouten zijn in het algemeen goed in water oplosbaar; veel hydroxidezouten zijn slecht oplosbaar; de zwaar-metaalhydroxiden zijn instabiel (splitsen water af). n Betekenis der symbolen: g = goed oplosbaar in water (meer dan ca. 0,1 mol L–1) m = matig oplosbaar in water (minder dan ca. 0,1 mol L–1 en meer dan ca. 0,01 mol L–1) s = slecht oplosbaar in water (minder dan ca. 0,01 mol L–1) i = instabiel r = reageert in water

B

Zouten in water: kwantitatieve gegevens bij 298 K AgNO3 AlCl3 . 6H2O Al2(SO4)3 BaCl2 Ba(NO3)2 Ba(OH)2 . 8H2O CuSO4 . 5H2O FeCl2 . 4H2O FeSO4 . 7H2O HgCl2 KAl(SO4)2 . 12H2O

mol kg water 1,38 · 101 2,48 1,13 1,78 3,92 · 10–1 2,75 · 10–1 1,22 3,76 1,56 2,69 · 10–1 3,81 · 10–1

g kg water 2,34 · 103 5,98 · 102 3,85 · 102 3,70 · 102 1,03 · 102 8,68 · 101 3,06 · 102 7,44 · 102 4,34 · 102 7,31 · 101 1,81 · 102

KBr KCN K2CO3 KCl KClO3 KF K3Fe(CN)6 K4Fe(CN)6 . 3H2O KHCO3 KHSO4 KI

mol kg water 5,70 1,10 · 101 8,06 4,77 7,03 · 10–1 1,75 · 101 1,48 8,31 · 10–1 3,62 3,72 8,92

g kg water 6,78 · 102 7,18 · 102 1,11 · 103 3,55 · 102 8,61 · 101 1,02 · 103 4,88 · 102 3,51 · 102 3,62 · 102 5,06 · 102 1,48 · 103

vervolg

KNO3 KOH KSCN K2SO4 MgCl2  . 6H2O MgSO4. 7H2O NH4Cl NH4NO3 (NH4)2SO4 NaBr Na2CO3 . 10H2O NaCl

Oplosbaarheid van vaste stoffen en vloeistoffen

45

Zouten in water: kwantitatieve gegevens

B

mol kg water

g kg water

3,79 2,15 · 101 2,45 · 101 6,88 · 10–1 3,60 2,16 7,39 2,65 · 101 5,78 9,19 1,90 6,15

3,83 · 102 1,21 · 103 2,38 · 103 1,20 · 102 7,31 · 102 5,32 · 102 3,96 · 102 2,13 · 103 7,64 · 102 9,46 · 102 8,29 · 102 3,60 · 102

NaHCO3 NaHSO4 NaI NaNO2 NaNO3 NaOH Na2S Na2SO4 . 10H2O Na2S2O3 . 5H2O Pb(NO3)2 ZnSO4 . 7H2O

mol kg water

g kg water

1,22 5,26 1,23 · 101 1,23 · 101 1,07 · 101 2,50 · 101 2,64 1,46 3,37 1,80 2,46

1,03 · 102 6,32 · 102 1,84 · 103 8,48 · 102 9,12 · 102 1,00 · 103 2,06 · 102 4,70 · 102 8,35 · 102 5,97 · 102 7,09 · 102

n De gegeven waarden betreffen de oplosbaarheid per totale hoeveelheid water. Bij een hydraat moet de som van het kristalwater en het toegevoegde oploswater worden genomen.

In verschillende oplosmiddelen bij kamertemperatuur

water propanon (aceton) ethanol (alcohol) ethoxyethaan (ether) fosfor rood fosfor wit jood koolstofdisulfide paraffine octadecaanzuur (stearinezuur) zwavel (rombisch)

propanon (aceton)

ethanol (alcohol)

koolstofdisulfide m

m – s s 2 s – – –

– s g s g s

– s g 1 m s g s

n betekenis der symbolen: – onoplosbaar s slecht oplosbaar m matig oplosbaar g goed oplosbaar in alle verhoudingen mengbaar 1 2

ethoxyethaan (ether)

meest gebruikte oplosmiddel(en) goed oplosbaar in een kaliumjodideoplossing onder vorming van I3–-ionen

– m g

– g g

m g 1 s

g 1 m g 1

1

C

46

Oplosbaarheidsproducten bij 298 K

AgBr AgCl Ag2CO3 Ag2CrO4 AgI Ag3PO4 Ag2S AgSCN Ag2SO4 Al(OH)3 AlPO4 BaCO3 BaCrO4 BaSO4 CaCO3 CaC2O4 CaF2 Ca(OH)2 CaSO4 Cr(OH)3 CuI Cu(OH)2

oplosbaarheidsproduct Ks

pKs

5,4 · 10–13 1,8 · 10–10 8,5 · 10–12 1,1 · 10–12 8,5 · 10–17 8,9 · 10–17 8  · 10–51 1,0 · 10–12 1,2 · 10–5 3  · 10–34 9,8· 10–21 2,6 · 10–9 1,2 · 10–10 1,1 · 10–10 4,7 · 10–9 2,3 · 10–9 3,5 · 10–11 5,0 · 10– 6 4,9 · 10–5 6  · 10–31 1,3 · 10–12 1,6 · 10–19

12,27 9,74 11,07 11,96 16,07 16,05 50,1 12,00 4,92 33,50 20,01 8,59 9,92 9,96 8,33 8,64 10,46 5,30 4,31 30,2 11,89 18,80

Cu2O CuS Fe(OH)2 Fe(OH)3 FeS HgS MgCO3 Mg(OH)2 MnS PbBr2 PbCl2 PbCO3 PbCrO4 PbI2 Pb(OH)2 PbS PbSO4 SnS SrSO4 ZnCO3 Zn(OH)2 ZnS

oplosbaarheidsproduct Ks

pKs

2  · 10– 15 8  · 10– 37 4,9 · 10–17 2,8 · 10–39  8  · 10–19  1  · 10–53 6,8 · 10– 6 5,6 · 10–12 3  · 10–14 6,6 · 10– 6 1,7 · 10–5 7,4 · 10–14 3  · 10–13 9,8 · 10–9 1,4 · 10–20 3  · 10–28 2,5 · 10– 8 1  · 10–25 3,4 · 10–7 1,5 · 10–10 3  · 10–17 3  · 10–23

14,7 36,1 16,31 38,55 18,1 53,0 5,17 11,25 13,50 5,18 4,77 13,13 12,5 8,01 19,85 27,5 7,60 25,0 6,47 9,82 16,5 22,5

Dissociatieconstanten van complexe ionen bij 298 K Bij deeltjes zonder toestandsaanduiding moet steeds (aq) worden gelezen. evenwichtsreactie

1

–

Ag(CN)2 AgCl2– Ag(NH3)2+ Ag(S2O3)23 – Al(OH)4– AlF63– Co(NH3)62+ Co(NH3)63+ CuCl42– Cu(NH3)42+ Fe(CN)64 – Fe(CN)63 – FeSCN2+ HgI42– I3– Pb(OH)42– Zn(NH3)42+ Zn(OH)42–

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

dissociatieconstante Kd –

AgCN(s) + CN AgCl(s) + Cl– Ag+ + 2 NH3 Ag+ + 2 S2O32– Al(OH)3(s) + OH– Al3++ 6 F– Co2+ + 6 NH3 Co3+ + 6 NH3 Cu2+ + 4 Cl– Cu2+ + 4 NH3 Fe2+ + 6 CN– Fe3+ + 6 CN– Fe3+ + SCN– HgI2(s) + 2 I– I2 + I– Pb(OH)2(s) + 2 OH– Zn2+ + 4 NH3 Zn(OH)2(s) + 2 OH–

– 6

4  · 10 2  · 104 5,9 · 10– 8 1  · 10–13 2,5 · 10–2 2  · 10–20 1,3 · 10–5 10–33 2,4 · 10– 6 7,1 · 10–14 10–24 10–31 1,1 · 10–3 1,0 · 10– 6 1,4 · 10–3 1  · 101 2,6 · 10–10 1  · 10–1

pKd 5,4 – 4,3 7,23 13,0 1,60 19,7 4,89 33 5,62 13,15 24 31 2,96 6,00 2,85 –1,0 9,59 1,0

EDTA-complexen Y4 – = EDTA = ethyleendiaminetetraäcetaat [ethyleendinitrilotetraëthanoaat] AgY3 – AlY– BaY2– CaY2– CuY2– FeY2– FeY– MgY2– PbY2– ZnY2– 1

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

Ag+ Al3+ Ba2+ Ca2+ Cu2+ Fe2+ Fe3+ Mg2+ Pb2+ Zn2+

+ Y4 – + Y4 – + Y4 – + Y4 – + Y4 – + Y4 – + Y4 – + Y4 – + Y4 – + Y4 –

4,8 · 10– 8 7,4 · 10–17 1,7 · 10– 8 2,0 · 10–11 1,6 · 10–19 4,7 · 10–15 7,9 · 10–26 2,0 · 10–9 9,1 · 10–19 3,2 · 10–17

In deze reactievergelijkingen zijn de eventuele H2O-liganden steeds weggelaten.

7,32 16,13 7,76 10,70 18,80 14,33 25,10 8,69 18,04 16,50

47

48

Standaardelektrodepotentialen in V bij T = 298 K en p = p0 De reacties vinden plaats in oplossing; alle ionen zijn gehydrateerd. De concentraties van de opgeloste deeltjes zijn steeds 1,00 mol L–1. Bij deeltjes zonder toestandsaanduiding moet steeds (aq) worden gelezen. oxidator F2(g) + 2 e– O3(g) + 2 H+ + 2 e– H2O2 + 2 H+ + 2 e– N2O(g) + 2 H+ + 2 e– Ce4+ + e– PbO2(s) + SO42– + 4 H+ + 2 e– 2 HClO + 2 H+ + 2 e– 2 NO(g) + 2 H+ + 2 e– MnO4– + 8 H+ + 5 e– Au3+ + 3 e– Mn2O3(s) + 6 H+ + e– PbO2(s) + 4H+ + 2 e– ClO3– + 6 H+ + 6 e– Cl2(g) + 2 e– Cr2O72– + 14 H+ + 6 e– O3(g) + H2O(l) + 2 e– O2(g) + 4 H+ + 4 e– MnO2(s) + 4 H+ + 2 e– Br2 + 2 e– Br2(l) + 2 e– AuCl4– + 3 e– HNO2 + H+ + e– NO3– + 4 H+ + 3 e– H2O2 +2 e– NO3– + 3H+ + 2 e– Hg2+ + e– Cu2+ + I– + e– Hg2+ + 2 e– Ag+ + e– Hg+ + e– NO3– + 2 H+ + e– Fe3+ + e– O2(g) + 2 H+ + 2 e– MnO4– + 2 H2O(l) + 3 e– MnO4– + e– I2 + 2 e– I2(s) + 2 e– I3– + 2 e– Cu+ + e– NiO(OH)(s) + H2O(l) + e– NiO2(s) + 2 H2O(l) + 2 e– O2(g) + 2 H2O(l) + 4 e– Fe(CN)63 – + e– Cu2+ + 2 e–

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

reductor

standaardelektrodepotentiaal

2 F – H2O(l) + O2(g) 2 H2O(l) N2(g) + H2O(l) Ce3+ PbSO4(s) + 2 H2O(l) Cl2(g) + 2 H2O(l) N2O(g) + H2O(l) Mn2+ + 4 H2O(l) Au(s) 2 Mn2+ + 3 H2O(l) Pb2+ + 2 H2O(l) Cl– + 3 H2O(l) 2 Cl– 2 Cr3+ + 7 H2O(l) 2 OH– + O2(g) 2 H2O(l) Mn2+ + 2 H2O(l) 2 Br– 2 Br– Au(s)+ 4 Cl– NO(g) + H2O(l) NO(g) + 2 H2O(l) 2 OH– HNO2 + H2O(l) Hg+ 1 CuI(s) Hg(l) Ag(s) Hg(l) 3 NO2(g) 2 + H2O(l) Fe2+ H2O2 MnO2(s) + 4 OH– MnO42– 2 I– 2 I– 3 I– Cu(s) Ni(OH)2(s) + OH– Ni(OH)2(s) + 2 OH– 4 OH– Fe(CN)64 – Cu(s)

+2,87 +2,08 +1,78 +1,77 +1,72 +1,69 +1,61 +1,59 +1,51 +1,50 +1,49 +1,46 +1,45 +1,36 +1,36 +1,24 +1,23 +1,22 +1,09 +1,07 +1,00 +0,98 +0,96 +0,95 +0,93 +0,92 +0,85 +0,85 +0,80 +0,80 +0,80 +0,77 +0,70 +0,60 +0,56 +0,54 +0,54 +0,54 +0,52 +0,52 +0,49 +0,40 +0,36 +0,34

vervolg

Standaardelektrodepotentialen oxidator HgCl(s) + e– AgCl(s) + e– SO42– + 4 H+ + 2 e– Cu2+ + e– Mn(OH)3(s) + e– MnO2(s) + H2O(l) + e– 2 NO2– + 3 H2O(l) + 4 e– Sn4+ + 2 e– S(s) + 2 H+ + 2 e– S4O62– + 2 e– N2(g) + 6 H+ + 6 e– HCOOH + 2 H+ + 2 e– NO3– + H2O(l) + 2 e– 2 H+ + 2 e– SO42– + 2 H+ + 2 e– Pb2+ + 2 e– Sn2+ + 2 e– Ni2+ + 2 e– Co2+ + 2 e– H3PO4 + 2 H+ + 2 e– PbSO4(s) + 2 e– Cd2+ + 2 e– Fe2+ + 2 e– S(s) + 2 e– 2 CO2(g) + 2 H+ + 2 e– Ni(OH)2(s) + 2 e– Cr3+ + 3 e– Zn2+ + 2 e– Cd(OH)2(s) + 2 e– 2 H2O(l) + 2 e– SO42– + H2O(l) + 2 e– Zn(OH)42– + 2 e– Al3+ + 3 e– Al(OH)4– + 3 e– Mg2+ + 2 e– Mg(OH)2(s) + 2 e– Na+ + e– Ca2+ + 2 e– Ba2+ + 2 e– K+ + e– Li+ + e–

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

reductor

standaardelektrodepotentiaal

Hg(l) + Cl– 4 Ag(s) + Cl– SO2 + 2 H2O(l) 5 Cu+ Mn(OH)2(s) + OH– MnO(OH)(s) + OH– N2O(g) + 6 OH– Sn2+ H2S(g) 2 S2O32– 2 NH3 H2CO + H2O(l) NO2– + 2 OH– H2(g) SO32– + H2O(l) 5 Pb(s) Sn(s) Ni(s) Co(s) H3PO3 + H2O Pb(s) + SO42– Cd(s) Fe(s) S2– H2C2O4 Ni(s) + 2 OH– Cr(s) Zn(s) Cd(s) + 2 OH– H2(g) + 2 OH– SO32– + 2 OH– 5 Zn(s) + 4 OH– Al(s) Al(s) + 4 OH– Mg(s) Mg(s) + 2 OH– Na(s) Ca(s) Ba(s) K(s) Li(s)

+0,27 +0,22 +0,17 +0,15 +0,15 +0,15 +0,15 +0,15 +0,14 +0,10 +0,09 +0,08 +0,01 0 –0,09 –0,13 –0,14 –0,26 –0,28 –0,28 –0,36 –0,40 –0,45 –0,48 –0,49 –0,72 –0,74 –0,76 –0,81 –0,83 –0,93 –1,20 –1,66 –2,33 –2,37 –2,69 –2,71 –2,87 –2,91 –2,93 –3,04

n D  e vermelde waarden kunnen in enkele gevallen vrij sterk afwijken van gegevens uit andere bronnen. Meestal is de keuze van het milieu de oorzaak. 1 2 3 4 5

eigenlijk: 2 Hg2+ + 2 e– d Hg22+ Er stelt zich een evenwicht in: N2O4(g) d 2 NO2(g). eigenlijk: Hg22+ + 2 e– d 2 Hg(l) eigenlijk: Hg2Cl2(s) + 2 e– d 2 Hg(l) + 2 Cl– SO42– is alléén oxidator in warm, geconcentreerd H2SO4 volgens: H2SO4(l) + 2 H+ + 2 e– d SO2(g) + 2 H2O(l).

48

49

Zuur- en baseconstanten in water als oplosmiddel; T = 298 K zuur HClO4 HI HBr HCl H2SO4 HNO3 HClO3 H3O+ CCl3 – COOH H2CrO4 HIO3 H2C2O4 CHCl2 – COOH H3PO3 SO2 + H2O (H2SO3) HOOCCH=CHCOOH (cis) HClO2 HSO4– H3PO4 H3AsO4 NH3+ – CH2  – COOH H2Te CH3 – CHCl – COOH Fe(H2O)63+ HOOCCH2COOH CH2Cl – COOH HOOCCH=CHCOOH (trans) H3C6H5O7 (citroenzuur, H3Cz) HF HNO2 HCOOH HC2O4– Cr(H2O)63+ CH3CHOHCOOH H2Se CH2Cl – CH2 – COOH H2C6H6O6 (ascorbinezuur, H2Az) C6H5  – COOH CH2=CH−COOH HOOCCH=CHCOO− (trans) CH3 – COOH H2C6H5O7− (H2Cz−) CH3CH2CH2COOH CH3 – CH2 – COOH C6H5 – NH3+ Al(H2O)63+ HOOCCH2COO− HOOCCH=CHCOO− (cis) CO2 + H2O (H2CO3) HC6H5O72− (HCz2−) HCrO4–

zuurconstante Kz

pKz

>>1 >>1 >>1 >>1 >>1 >>1 >>1