Wat meer over scheikunde

In de vijverhobby wordt vaak met scheikundige begrippen en scheikundige formules omgegaan als we spreken van watersamenstelling en chemische processen in het water. Dit is niet voor iedereen éénvoudige materie. Dit artikel zal je wegwijs maken in de wereld van de scheikunde zodat artikels over watersamenstelling en processen met een verstaanbare achtergrond gelezen kunnen worden.

De drie basisbegrippen van de scheikunde zijn:

• moleculen
• atomen
• ionen

Een molecuul

Als we nu een willekeurige stof nemen en we verkleinen die altijd maar opnieuw dan zal op een zeker moment het niet meer mogelijk zijn nog verder te verkleinen zonder de eigenschappen van de stof te veranderen. Wanneer dat punt bereikt is spreekt men van een MOLECUUL. Een molecuul is dus het allerkleinste deeltje van een willekeurige stof met nog alle aanwezige eigenschappen.

Er bestaan honderdduizenden verschillende moleculen. In de scheikunde wordt een molecuul weergegeven door de lettersymbulen van de aanwezige atomen en de hoeveelheid van de aanwezige atomen die het molecuul bezit in één woord te schrijven.

Een voorbeeld om dit te verduidelijken. Een molecuul zuurstof wordt gevormd door twee zuurstofatomen. In de scheikunde wordt zuurstof dan ook geschreven als O2 Een zuurstofatoom met als symboul O en nog een zuurstofatoom O vormt samen O2 .Nog een voorbeeld dat wij als vijverliefhebber zeker zouden moeten weten is water. Eén watermolecuul bestaat uit twee waterstof atomen (H) en 1 zuurstofatoom (O). Water wordt dan scheikundig voorgesteld door H20.

Een atoom

Een molecuul kan men met verschillende scheikundige methodes toch nog verkleinen. Hierbij gaan de eigenschappen van de oorspronkelijke stof wel verloren. Het kleinste deeltje dat men kan bereiken met scheikundige methodes noemt men een ATOOM.

Er zijn ongeveer 100 verschillende atomen. Elk atoom heeft een symboul en één of twee letters. Een atoom koolstof heeft bijvoorbeeld als symboul C en een atoom waterstof heeft als symboul H. Zo zijn er nog 98 andere atomen en symbulen die voorgesteld worden in de welbekende tabel van Mendelejeff.

Zeer kleine krachten doen verschillende atomen samenklonteren die zo een geheel vormen totdat een MOLECUUL ontstaat. Een molecuul kan tienduizenden tot honderdduizenden atomen omvatten.

Een ion

Atomen of moleculen die in water zijn opgelost en een elektrische lading hebben worden IONEN genoemd. Er zijn zowel negatief als positief geladen ionen die in droge vorm tot elkaar aangetrokken worden en zo ontstaat het begrip IONBINDING.

Zouten hebben in droge vorm ionbindingen. Als zouten weer in water (H20) worden opgelost dan valt de ionbinding uitéén en gaan de ionen in oplossing.

Er zijn goed oplosbare en minder goed oplosbare zouten. Hiermee wordt bedoeld dat wanneer zouten in oplossing wordt gebracht op een bepaald moment een verzadiging wordt gevormd. Dit is het punt wanneer ionen niet meer in oplossing kunnen gaan en wanneer weer een ionbinding ontstaat. Zo is keukenzout (NaCl = NatriumChloride) een goed oplosbaar zout. We kunnen meer dan 350 gram keukenzout in een liter water doen alvorens een verzadiging wordt bereikt. Van kalk (CaCO3 = Calcium Carbonaat) is geweten dat het slecht oplost. Bij slecht oplosbare zouten kunnen we misschien maar enkele grammen in een water oplossen tot wanneer een verzadiging optreedt. In oververzadiging vormen ionen terug ionbindingen. Het zout slaat dan weer neer op de bodem. Een goed voorbeeld is kalksteen.

Zout heeft steeds dezelfde hoeveelheid van zowel negatief als positief geladen ionen. We illustreren dit met het voorbeeld van maagzout, in de scheikunde natriumbicarbonaat genoemd en voorgesteld als NaHCO3. In droge vorm (het witte poeder) houdt het positief geladen natrium Na+ het negatief geladen bicarbonaat HCO3- vast.

Brengen we het natriumbicarbonaat nu in oplossing dan gaat de ionbinding uitéén vallen en de ionen gaan in oplossing tot het punt van verzadiging. Bij oververzadiging slaan de ionen weer neer op de bodem als zout. We krijgen een onevenwichtige toestand tussen opgeloste stof en droge stof. In de scheikunde ziet men dan zo:

NaHCO3 Na+ + HCO3-

Postitief geladen ionen worden voorgesteld door een + teken rechtsboven het atoomsymboul. Negatief geladen ionen worden voorgesteld door een – teken rechtsboven het atoomsymboul.

Bij het natriumbicarbonaat zijn er in oplossing evenveel positief geladen als negatief geladen ionen. Wordt deze oplossing weer gedroogd dan ontstaat weer het oorspronkelijke zout.

Omzettingen

Stoffen kunnen van eigenschap veranderen doordat atomen of moleculen van de ene stof een binding aangaan met atomen of moleculen van een andere stof. Door deze binding ontstaan er één of meerdere andere stoffen met totaal verschillende eigenschappen dan de oorspronkelijke stoffen waaruit ze zijn ontstaan. In de chemie wordt een dergelijke binding van stoffen weergegeven in een REACTIEVERGEliJKING.

Een voorbeeld van een reactievergelijking is de volgende

C6H1206 + 6 O2 -> 6 H20 + 6 CO2

Bovenstaande reactievergelijking toont aan dat bij de verbranding van een molecuul suiker (C6H1206) er 6 moleculen zuurstof nodig zijn. Bij verbranding ontstaan er dan 6 moleculen water en tevens 6 moleculen koolstofdioxide. De oorspronkelijke eigenschappen zijn dus totaal verloren gegaan. Twee nieuwe stoffen hebben de plaats in genomen onder de vorm van water en koolstofdioxide.

Deze omzettingen van stoffen gebeurt overal en altijd. Wij ademen zuurstof in en in ons lichaam wordt zuurstof omgezet in koolstofdioxide wat we dan weer uitademen.

Ook in het vijverwater vinden talloze omzettingen plaats en worden stoffen omgezet in eventuele tussenstoffen en weer in andere stoffen. Bij omzettingen van stoffen verschijnen en er voortdurend atomen, ionen en moleculen. Bij dergelijke omzettingen kan het ook zijn dat er giftige tussenstoffen ontstaan die zo snel mogelijk moeten worden omgezet in minder schadelijke stoffen.Daarvoor is een perfecte waterkwaliteit en goed onderhoud van de vijver zo belangrijk.