Afgesien van enige billike gebruik vir die doel van navorsing, kritiek of resensie soos toegelaat onder die Wet op Outeursreg, mag geen gedeelte van hierdie boek in enige vorm of op enige manier elektronies of meganies, insluitend fotokopiëring, bandopname, of enige inligtingstoring-en-herwinningstelsel, gereproduseer of versend word sonder die uitgewer se skriftelike toestemming nie.
Daar is gevalle waar ons nie die kopiereghouer kon kontak of opspoor nie. Die uitgewer is bereid om enige foute of weglatings so gou as moontlik reg te stel indien die saak onder ons aandag gebring word.
Alhoewelallesmoontlikisgedoenomteversekerdatdiegepubliseerdeinligtingakkuraatis,aanvaardieskrywer(s),redakteurs,uitgewers,endrukkersgeenaanspreeklikheid of verantwoordelikheid teenoor enige persoon of organisasie vir enige verliese of skade gely weens die gebruik hiervan nie.
Al die antwoorde is die oorspronklike werk van die skrywer en is nie geneem uit die amptelike memorandums van die Departement van Basiese Onderwys nie.
Reaksies in Waterige Oplossing: Interaksie en Effekte van Ione
Reaksies in Waterige Oplossing: Elektroliete, Geleidingsvermoë
Reaksies in Waterige Oplossing: Neerslagreaksies
Reaksies in Waterige Oplossing: Ander reaksietipes
Kwantitatiewe Aspekte van Chemiese Verandering: Atoommassa en Mol
Kwantitatiewe Aspekte van Chemiese Verandering: Molekulêre en Formulemassa en Mol
Kwantitatiewe Aspekte van Chemiese Verandering: Samestelling
Kwantitatiewe Aspekte van Chemiese Verandering: Molêre Volume van Gasse
Kwantitatiewe Aspekte van Chemiese Verandering: Konsentrasie 100
Kwantitatiewe Aspekte van Chemiese Verandering: Stoichiometriese Berekenings 102
MEGANIKA
Vektore en Skalare: Definisies 106
Vektore en Skalare: Vektordiagramme
Beweging in Een Dimensie: Spoed en Snelheid
Beweging in Een Dimensie: Versnelling en Tydtikker Probleme
Beweging in Een Dimensie: Teken (+ of -) van Verplasing, Snelheid en Versnelling
Beweging in Een Dimensie: Verplasing Versus Tyd Grafieke
Beweging in Een Dimensie: Snelheid Versus Tyd Grafieke
Beweging in Een Dimensie: Vernselling Versus Tyd Grafieke
Beweging in Een Dimensie: Bewegingsvergelykings
Energie: Gravitasie Potensiële Energie
CHEMIESE SISTEME
Hidrosfeer: Sametstelling
Hidrosfeer: Interaksie met Ander Wêreldsisteme
MATERIE EN MATERIALE
Oefening 1: Materie en Klassifikasie: Die Materiale Waaruit Voorwerp Saamgestel is
Oefening 2: Materie en Klassifikasie: Elemente en Verbindings
Oefening 3: Materie en Klassifikasie: Name en Formules van Stowwe
Oefening 4: Materie en Klassifikasie: Metale, Metalloïede en Nie-Metale
Oefening 5: Materie en Klassifikasie: Termiese Geleiers en Isolators
Oefening 6: Materie en Klassifikasie: Magnetisme
Oefening 7: Kinetiese Teorie van Materie
Oefening 8: Toestande van Materie en Kinetiese Molekulêre Teorie
Oefening 9: Die Atoom: Basiese Bousteen van Alle Materie
Oefening 10: Atoomstruktuur: Protone, Neutrone en Elektrone
Oefening 11: Atoomstruktuur: Isotope
Oefening 12: Elektronkonfigurasie
Oefening
GOLWE, KLANK EN LIG
Oefening 27: Stroomelektrisiteit:
Oefening 28: Stroomelektrisiteit: Weerstand
CHEMIESE VERANDERING (VERVOLG)
Oefening 29: Reaksies in Waterige Oplossing: Interaksie en Effekte van Ione 171
Oefening 30: Kwantitatiewe Aspekte van Chemiese Verandering: Atoommassa en Mol 173
Oefening 31: Kwantitatiewe Aspekte van Chemiese Verandering: Mol 174
Oefening 32: Kwantitatiewe Aspekte van Chemiese Verandering: Samestelling 175
Oefening 33: Kwantitatiewe Aspekte van Chemiese Verandering: Molêre Volume van Gasse 176
Oefening 34: Kwantitatiewe Aspekte van Chemiese Verandering:Konsentrasie 176
Oefening 35: Kwantitatiewe Aspekte van Chemiese Verandering: Stoichiometriese Berekenings 178
MEGANIKA
Oefening 36: Vektore en Skalare: Definisies 180
Oefening 37: Vektore en Skalare: Vektordiagramme 181
Oefening 38: Beweging in Een Dimensie: Posisie, Verplasing en Afstand 181
Oefening 39: Beweging in Een Dimensie: Spoed en Snelheid 182
Oefening 40: Beweging in Een Dimensie: Versnelling en Tydtikker Probleme 183
Oefening 41: Beweging in Een Dimensie: Verplasing Versus Tyd Grafieke 183
Oefening 42: Beweging in Een Dimensie: Snelheid Versus Tyd Grafieke 185
Oefening 43: Beweging in Een Dimensie: Versnelling Versus Tyd Grafieke 188
Oefening 44: Beweging in Een Dimensie: Bewegingsvergelykings 188
Oefening 45: Energie: Gravitasie Potensiële Energie 190
Oefening 46: Energie: Kinetiese Energie 191
Oefening 47: Energie: Meganiese Energie 191
CHEMIESE SISTEME
Oefening 48: Die Hidrosfeer 195
VAARDIGHEDE VIR FISIESE WETENSKAPPE LEERDERS
Wetenskaplike Notasie
Baie groot of baie klein getalle word verkieslik in die wetenskaplike notasie geskryf, bv. lading van 0,0000000326 C kan as 3,26 x 10–8 C geskryf word of druk van 350625 Pa word as3,51 x 105 Pa geskryf.
In die wetenskaplike notasie word die getal geskryf as die produk van twee getalle – die eerste getal is tussen 1 en 10 en die tweede as 10n
Die eerste getal word gewoonlik afgerond tot twee desimale syfers.
Maak asseblief seker dat jy weet hoe om met getalle met eksponente te maal en deel en hoe om jou sakrekenaar te gebruik as jy met eksponente werk.
Omskakeling van Eenhede
Die 7 basiese SI eenhede:
Massa (m)word in kilogram(kg)gemeet
Tyd (t) word in sekonde (s) gemeet
Lengte ( ) word in meter (m) gemeet
Elektriese stroomsterkte (I) word in ampere (A) gemeet
Hoeveelheid stof (n) word gemeet in mol
Temperatuur(T)word gemeet in kelvin(K)
Ligintensiteit word gemeet in candela (cd)
Alle antwoorde moet verskaf word in SI eenhede, behalwe as dit anders gespesifiseer word.
Massa word dikwels in gram gegee.
Om dit na kg om te skakel, is dit nuttig om te weet dat ‘kilo’ beteken ‘1000’ of103
Dus1 kg = 103 g en1 g = 10–3 kg.
Tyd word dikwels in uur (h) gegee. Onthou dat 1 h = 60 minute en 1 minuut = 60 sekondes.
Dus is 1 h = 3600 s of3,6 x 103 s en1 s = 1/(3,6 x 103) h
Lengte word soms in millimeter(mm) of sentimeter (cm) of desimeter (dm) of kilometer(km) gegee.
Om dit om te skakel van een na die ander, is dit nuttig om die volgende diagram te verstaan:
Vir elke spasie wat jy regs gaan, moet jy 10 of x10–1, bv. 5 mm = 5 x 10–1 cm = 5 x 10–2 dm
= 5 x 10–3 m = 5 x 10–6 km, ens.
Vir elke spasie wat jy links gaan, moet jy x10, bv.5 m = 5 x 10 dm = 5 x 102 cm
= 5 x 103 mm, ens.
As die omskakeling vir oppervlakte is, wat gemeet word in m2, dan vir elke spasie wat jy regs gaan, moet jy 102 ofx10–2 , bv.5 cm2 =5 x 10–2 dm2 = 5 x 10–4 m2, ens.
Vir elke spasie wat jy links gaan, moet jyx102, bv.6 km2 = 6 x 106 m2 = 6 x 108 dm2 = 6 x 1012 mm2, ens.
As die omskakeling vir volume is, wat in m3 gemeet word,dan vir elke plek wat jy regs gaan, moet jy 103 ofx10–3 , bv.250 cm3 = 250 x 10–3 dm3 = 250 10–6 m3, ens.
Vir elke spasie wat jy links gaan, moet jy x103, bv.1 km3 = 1 x 109 m3 = 1 x 1015 cm3, ens.
Elektriese stroom word soms aangedui as mikro-ampere ( A) ofmilli-ampere (mA). ‘Mikro’ beteken een miljoenste, of 10–6 en‘milli’ beteken een duisendste, of 10–3 .
Die wetenskaplike temperatuurskaal wat in Fisiese Wetenskappegebruik word, is die kelvin-skaal, maar die celsius-skaal is gewild vir alledaagse gebruik. Om van celsius na kelvin om te skakel, en vice versa, kan die volgende vergelyking gebruik word:
T = t + 273, waar T die temperatuur in kelvin en t die temperatuur in celsius is.
Wat is ‘Tempo’?
Tempo is die verandering van hoeveelheid per sekonde
Bv. drywing is die tempo waarteen arbeid verrig word of die hoeveelheid arbeid verrig per sekonde, d.w.s. (arbeid verrrig)/sekonde
Stroom is die tempo waarteen lading vloei of die hoeveelheid lading wat verby punt vloei per sekonde, d.w.s. (hoeveelheid lading)/sekonde.
Direk en Omgekeerd Eweredig
As ons sê dat A direk eweredig is aan B, beteken dit dat as A verdubbel, sal Book verdubbel; as A10 keer toeneem, sal Book 10 keer toeneem, as A halveer, sal B ook halveer, ens.
Dit word geskryf as A B, wat ons lees as “A is direk eweredig aan B”.
Om dit in wiskundige vergelykingte verander, skryf ons dit as A = kB, waar k konstante is.
Voorbeeld: Die vergelyking spoed = afstand/tyd of v = kan geskryf word as Dit beteken dat as ons die afstand afgelê deur verskillende mense vir dieselfde tyd, sê 10 s,meet,dan vind ons hoe groter die spoed van die persoon, hoe groter is die afstand afgelê deur die persoon.
D v, wat geskryf kan word as D = kv, waardie konstante k die tyd is – die vergelyking word dan
Die grafiek van twee groothede wat direkeweredig is, is altyd reguit lyn deur die oorsprong.
As ons sê dat P omgekeerd eweredig is aan Q, beteken dit dat as P 2 maal toeneem, neem Q 2 maal af; as p 10 maal toeneem, neem q 10 maal af, ens.
Dit word geskryf as P 1/Q, wat ons lees as “P is omgekeerd eweredig aan Q”.
Om dit in wiskundige vergelyking te verander, skryf ons dit as P = k/Q, waar k konstante is en PQ = k.
Die grafiek vir twee groothede wat omgekeerd eweredig is, is hiperbool.
Grafiek van A en B, wat Grafiek van P en Q, wat Direk eweredig is omgekeerd eweredig is
Ratio’s (Verhoudings)
In Fisiese Wetenskappe moet ons dikwels grootheid verdeel in verhoudings (ratio’s).
Veronderstel drie werkers, X, Y en Z moet die wins van besigheid verdeel in verhouding 1:3:5. Dit beteken vir elke R1 wat X verdien, verdien Y R3 en Z verdien R5, d.w.s. elke (R(1 + 3 + 5) = R9 word verdeel in R1, R3 en R5. Dus verdien X 1/9 van die wins, Y verdien 3/9 en Z verdien 5/9.
Nou is dit maklik om elkeen se deel vir enige wins te bereken, bv. as die wins R1800 is: X verdien 1/9(R1800) = R200; Y verdien 3/9(R1800) = R600 enZ verdien 5/9(R1800) = R1000
Voorbeeld: Potensiaalverskil van 24 V verdeel in verhouding van 2:2:4 oor resistors P, Q en R.
Potensiaalverskil oor P: 2/(2 + 2 + 4) = 2/8 2/8(24 V) = 6 V
Potensiaalverskil oor Q: 2/(2 + 2 + 4) = 2/8 2/8(24 V) = 6 V
Potensiaalverskil oor R: 4/(2 + 2 + 4) = 4/8 4/8(24 V) = 12 V
Praktiese Ondersoeke
Praktiese ondersoek gaan oor die verwantskap tussen twee groothede. Al die ander groothede moet konstant gehou word.
Die ondersoekende vraag moet altyd die twee hoeveelhede wat ondersoek word, op een of ander wyse in verband bring, bv. veronderstel ons ondersoek die verwantskap tussen temperatuur envolume, dan kan die vraag wees “Wat is die verwantskap tussen temperatuur en volume?” of “Neem volume toe met temperatuur?”, ens.
Die hipotese moet die ‘antwoord’ wees op die ondersoekende vraag, bv. “Volume is direk eweredig aan temperatuur” of “Volume neem toe as temperatuur toeneem”, ens. Die hipotese mag selfs verkeerde stelling wees, maar dit moet die ondersoekende vraag ‘antwoord’. Die resultate moet aangeteken wordin tabel metbehoorlike opskrifte wat eenhede bevat, bv. die kolom wat temperatuur gee moet die opskrif“Temperatuur(°C)” hê en die kolom wat volume bevat, moet die opskrif “Volume (cm3)” hê.
Die onafhanklike veranderlike is die hoeveelheid wat jy verander – veronderstel jy besluit om die volume te bepaal by 0 °C, 10 °C, 20 °C,dan is die temperatuur die onafhanklike veranderlike. Die afhanklike veranderlike is die hoeveelheid wat verander as gevolg van die verandering in die een wat jy beheer – in hierdie geval, die volume.
Die konstante veranderlikes is die hoeveelhede wat jy dieselfde moet hou tydens die ondersoek om redelike ondersoek te verseker, d.w.s. daar moet niks wees wat jou lesings kan beïnvloed behalwe die afhanklike en onafhanklike veranderlikes nie. Bv. jy moet met dieselfde stof werk – jy kan nie waterstof in een meting en yster in die volgende gebruik nie. Jy moet ook die massa konstanthou – jy kan nie 10 g waterstof in die een meting en 50 g waterstof in die volgende gebruik nie. Jy sal ookdruk konstant moet hou – een meting kan nie by seevlak en die ander by groot hoogtes geneem word nie, ens.
Die grafiek se twee asse moet altyd volledig benoem wees, met eenhede, soos die tabelasook toepaslike skaal
Die onafhanklike veranderlike moet altyd op die horisontale of X-as en die afhanklike veranderlike op die vertikale of Y-as wees.
Die gevolgtrekking moet die verwantskap tussen die twee veranderlikes stel. Voorsorgmaatreëls moet getref word om gevare en faktore wat die eksperiment kan laat misluk, uit te skakel.
Kwantitatiewe analise behels metings, bv. as jy die verwantskap tussen die volume van gas en temperatuur bepaal, moet die volume en temperatuur gemeet word.
Kwalitatiewe analise behels studie, bv. as jy bepaal watter materiaal gelei elektrisiteit; jy verander slegs die stowwe en neem waar in watter gevalle brand die gloeilamp – geen metings vereis nie.
Grafieke: Gradiënt enArea
In beide Chemie en Fisika sal jy dikwels grafieke teëkom wat jy moet interpreteer. Op hierdie stadium is daar twee belangrike vaardighede wat jy moet bemeester wat baie handig te pas kom:
In ons voorbeeld is dit v x t. Kyk weer of jy vergelyking kan vind wat jy op so wyse kan herrangskik dat dit vt wat verplasing is.
Modelle in Wetenskap
Modelle word gebruik om iets of begrip voor te stel. Dit probeer om moeilike begrip verstaanbaar te maak.
Meeste modelle het tekortkominge, maar namate nuwe ontdekkings gemaak word, word die model meestal verbeter.
Hoe om Probleme in Fisiese Wetenskappe Op te Los
Soos jy deur die vraag lees, maak lys van wat gegee word en baie belangrik, wat gevra word. Soek vergelyking onder die betrokke afdeling op die Inligtingsblad, wat die gegewe en gevraagde hoeveelhede bevat.
Vervang die waardes wat gegee is in die vergelyking, maar maak eers seker dat jou eenhede korrek is.
Gewoonlik moet jy SI-eenhede gebruik, maar soms moet jy ander eenhede gebruik, bv. in n = m/M, moet die massa nie in die SI-eenheid kilogram wees nie, maar in gram!
Kyk na die gradiënt van die grafiek en die area ingesluit deur die grafiek en die asse. In enige grafiek is die gradiënt . Dit beteken die gradiënt sal wees wat ookal op die Y-as voorgestel word gedeel deur watookalop die Xas voorgestel word.
Vervolgens soek jy op die inligtingsblad vir vergelyking wat hierdie twee groothede bevat en herskryf die vergelyking sodat die linkerkant van die vergelyking dieselfde uitdrukking het as die gradiënt.
Sample
Voorbeeld: In snelheid versus tyd grafiek is die gradiënt dan Soek nou vergelyking wat die twee veranderlikes, v en t, bevat en kyk of jy die vergelyking kan herskryf op so wyse dat v/t die onderwerp is –die res van die vergelykingverteenwoordig die gradiënt. In ons voorbeeld vind ons a = dus verteenwoordigdie gradiënt a.
Wat die gradiënt ookal doen, versnelling doen presies dieselfde – die eerste deel van die grafiek het konstante en negatiewe gradiënt, dus is die versnelling ook konstant en negatief. In die tweede deel van die grafiek is die gradiënt konstant en positief, dus is die versnelling ook konstant en positief. In enige grafiek word die area ingesluit deur die grafiek bereken as lengte vermenigvuldig met breedte.
MATERIE EN MATERIALE
Materie en Klassifikasie: Die Materiale Waaruit Voorwerp Saamgestel is
Materie is enigiets wat ruimte beslaan en wat massa besit.
Materie kan op veskeie wyses geklassifiseer word. In hierdie hoofstuk kyk ons na verskillende wyses waarop materie geklassifiseer word.
Materie kan geklassifiseer word op grond van eienskappe.
Die fisiese eienskappe van stof is die eienskappe wat kan verander sonder verandering in die chemiese samestelling van die stof.
Die fisiese eienskappe van materie wat jy in graad 9 bestudeer het, is:
Sterkte
Termiese geleiding
Elektriese geleidingsvermoë
Brosheid (verkrummel wanneer geslaan word), pletbaar (kan in dun plate geslaan word) of smeebaar (kan in dun draad uitgerek word)
Magneties of nie-magneties
Digtheid (verhouding van massa tot volume of d = m/V)
Smelt- en kookpunte
Materie en Klassifikasie: Mengsels
Mengsel van materie kan ook geklassifiseer word volgens die tipe mengsel wat dit is.
Eienskappe van mengsel:
Die komponente van mengsel kan in enige verhouding wees.
Die eienkappe van elke komponent bly behoue.
Die komponente kan geskei word deur middel van fisiese metodes (bv. mengsel van swawel en ystervylsels kan met behulp van magneet geskei word).
Homogene mengsel het deeltjies van eenvormige samestelling en daarom in dieselfde fase, d.w.s. daar kan nie twee verskillende lae of fases onderskei word nie, bv. lug, ink en soutwater.
In gehomogeniseerde melk is die vetdeeltjies afgebreek tot eenvormige grootte, sodat daar min skeiding tussen melk en room is. (‘homo-‘ beteken ‘dieselfde’)
Heterogene mengsel het deeltjies van nie-eenvormige grootte en dus is hulle in verskillende fases of soortgelyke fases wat nie meng nie (bv. water en olie). (‘hetero-‘ beteken ‘verskillend’)
Oefening 1:
1 Gee EEN woord/term vir
1.1 mengsel waarin die deeltjies van eenvormige samestelling is. (1)
1.2 mengsel waarvan die deeltjies in verskillende fases is. (1)
1.3 oplossing waarvan al die komponente in dieselfde fase is. (1)
1.4 die tipe eienskappe waaronder smeltpunte, kookpunte en dighthede geklassifiseer word. (1)
1.5 die tipe mengsel waaronder soutwater geklassifiseer kan word. (1)
1.6 die fisiese eienskap wat verduidelik waarom olie op water dryf. (1)
2 Klassifiseer elk van die volgende stowwe as homogene of heterogene mengsel. Verduidelik jou keuse in elke geval.
2.1 Kraanwater 2.2 Bloed
2.3 Voedselkleursel en water 2.4 Druiwesap
2.5 Mengsel van sand en water 2.6 Koffie
2.7 Jodium opgelos in etanol 2.8 Jodium wat nie in water oplos nie (16)
3 Dit is somtyds nodig om mengsels in hulle komponente te skei.
Metode C: Skeiding van swawel en ystervylsels deur gebruikmaking van magneet.
Metode D: Verdamping van natriumchloriedoplossing.
Metode E: Skeiding van water-sonneblomolie mengsel deur skeitregter te gebruik.
3.1 Is die skeidingsmetodes hierbo fisiese of chemiese prosesse? Verduidelik. (2)
3.2 Noem DRIE noodsaaklike stukke apparaat wat jy sal benodig om metode A uit te voer. (3)
Hieronder is vyf voorbeelde van skeidingstegnieke.
Metode A: Filtrasie van sand-water mengsel
Metode B: Distillasie van water-etanol mengsel om water te verwyder.
Etanol kook teen 78 ºC en water teen 100 ºC by seevlak.
Distillasie is die proses waartydens vloeistofoplossing verhit word om damp te vorm wat dan gekondenseer word.
3.3.2 Vereis kondensasie verhitting of afkoeling? (1)
3.3.3 Watter komponent het die sterkste intermolekulêre kragte – water of etanol? Gee rede vir jou antwoord. (2)
3.3.4 Op watter eienskap van verbindings berus distillasie? (1)
3.3.5 Sekere whiskey is trippel gedistilleer. Waarom vind gebruikers van alkohol dit aantreklik?(1)
3.4 Skryf die gebalanseerde chemiese vergelyking vir die reaksie wanneer mengsel van swawel en ystervylsels verhit word om yster(II)sulfied te vorm. (2)
3.5 Skryf die chemiese formule vir natriumchloried neer. (1)
3.6 Oorweeg metode E: Die sonneblomolie het laer dightheid as water.
3.6.1 Watter vloeistof sal die boonste laag vorm in die water-sonneblomolie-mengsel? (1)
3.6.2 Watter vloeistof sal groter massa hê: 250 m water OF 250 m sonneblomolie?
Verduidelik jou antwoord. Gebruik die definisie van dightheid in jou verduideliking. (4)
3.7 Klassifiseer elk van die volgende mengsels as heterogeen of homogeen:
3.7.1 Sand en water (1)
3.7.2 Etanol en water (1)
3.7.3 Water en sonneblomolie. (1)
3.8 Oorweeg metode C: Watter eienskap van die komponente in hierdie mengsel maak hierdie skeidingsmetode moontlik? (2)
4 Leerder ondersoek die skeiding van mengsels in verskillende komponente.
Tydens sy ondersoek kom hy die terme en skeidingstegnieke wat in die tabel getoon word teë.
Terme Skeidingstegnieke
Verbindings
Suiwer stowwe
Homogene mengsels Verdamping Distillasie
Filtrasie
Magnetiese skeiding Kristallisasie
4.1 Definieer elk van die volgende terme:
4.1.1 Suiwer stof (2)
4.1.2 Homogene mengsel (2)
4.2 Gee voorbeeld van :
4.2.1 Suiwer stof (1)
4.2.2 Homogene mengsel (1)
4.3 Die leerder skryf die volgende in sy boek: Metale en nie-metale is verbindings. Klassifiseer sy stelling as WAAR of VALS. (2)
4.4 Kies uit die lys van skeidingsmetodes in die tabel hierbo die tegniek wat die beste sal wees om elk van die volgende mengsels te skei:
4.4.1 Olie en water (1)
4.4.2 Koper- en staalspykers (1)
4.4.3 Suiker en water (1)
4.4.4 Water en alkohol (1)
4.5 Watter EEN van die metodes wat in die tabel hierbo genooem is, sal jy gebruik om sand en suiker te skei?
Beskryf kortliks die stappe wat jy sal volg tydens hierdie skeiding. (4)
Materie en Klassifikasie: Suiwer Stowwe: Elemente en Verbindings
Suiwer stof is element of verbinding met bepaalde samestelling.
Suiwer materie kan geklassifiseer word as elemente en verbindings Elemente en verbindings kan mikroskopies soos in die diagramme voorgestel word:
Element is stof wat nie in eenvoudiger stowwe opgebreek kan word nie, d.w.s. dit bestaan uit slegs een soort atoom. (Diagramme 1 en2).
Diagram 1 Diagram 2
3
1 Gee EEN woord/term vir
Oefening 2:
1.1meer as een soort verbinding gemeng. (1)
1.2 stof wat van slegs een soort atoom gemaak is. (1)
1.3 chemiese kombinasie van twee of meer elemente. (1)
Element bestaande uit enkel atome
Element bestaande uit molekule van dieselfde atome
Verbinding bestaande uit molekules saamgestel uit verskillende atome
Let op dat sommige elemente as enkele atome bestaan (diagram 1)en sommige slegs as molekule van dieselfde atome (diagram 2). Verbinding is chemiese kombinasie van twee of meer verskillende elemente (diagram 3), d.w.s. dit kan chemies opgebreek word in twee of meer verskillende elemente. Let asseblief op dat indien meer as een element kombineer, word verbinding gevorm. Maar as meer as een atoom kombineer, word molekule gevorm. In die diagram kan mens sien dat verbinding betaan uit versameling moleules, wat weer saamgestel is uit verskillende atome.
Element bestaan uit versameling identiese atome of molekules wat bestaan uit identiese atome. Suiwer stof bestaan uit slegs een tipe atoom (d.w.s. een element), bv. swawel (S), soos in diagram 1 of suurstof (O2) soosin diagram 2, ens. OF een tipe verbinding, bv. slegs water (H2O) of slegs soutsuur (HC ),soos in diagram 3,ens.
Onsuiwer stof bestaan uit mengsel van meer as een tipe atoom, bv. yster (Fe) en swawel (S) of stikstof (N2) en suurstof (O2), ens. OF mengsel van meer as een soort verbinding, bv.soutwater, wat sout (NaC ) in water (H2O) is of sodawater, wat koolstofdioksied (CO2) in wateris.
Die suiwerheid van stof kan bepaal word deur gebruik te maak van sy fisiese eienskappe, bv. deur vas te stel of sy kook- en smeltpunt of sy digtheid is wat dit behoort te wees. Bv. die digtheid van suiwer wateris1 g cm-3. As ons egter vind dat die digtheid van watermonster meer as 1 g cm-3 is, kan mens aanneem dat die water onsuiwer is – iets is in die water opgelos. Daar kan ook vasgestel word of stof suiwer is deur dit te probeer skei in sy verskillende komponente, bv. deur gebruik te maak van chromatografie. Chromatografie kan bv. op die volgende wyse gebruik word om aan te toon dat water-oplosbare ink mengsel van kleure is:
Sny filtreerpapier in repe en trek dik streep met elke kleur inkpen op afsonderlike strokies ongeveer 5 cm van die bopunt van die strokie. Plaas die bopunt van die strokie in beker gevul met water en laat die ander ent teen die buitekant van die bekerafhang. Na rukkie sal die enkele kleur in verskillende kleure skei omdat die deeltjies van die verskillende kleure verskillende groottes het en die die kleiner deeltjies vinniger deur die filtreerpapier kan beweeg terwyl die groter deeltjies agter raak.
Wat ons sover geleer het, kan in die volgende diagram opgesom word:
Strokies filtreerpapier Materie
Suiwer stowwe Mengsels
Elemente Verbindings Homogene mengsels Heterogene mengsels 4
Inkstreep op filtreerpapier
Sample
1.4 samestelling van twee of meer atome as eenheid. (1)
2 Water kan die beste geklassifiseer word as A element. B verbinding. C homogene mengsel. D heterogene mengsel. (2)
3 Watter EEN van die volgende is NIE element NIE?
H2 B Na C A D CO2 (2)
4 Watter van die volgende stellings is korrek?
I Alle elemente bestaan uit enkele atome. IISommige elemente bestaan uit molekules. IIIAlle verbindings bestaan uit molekules. A I B II C I en II D I enIII (2)
5 Watter van die volgende stowwe is suiwer stowwe? Gee rede vir jou antwoord in elke geval.
5.1 Seewater 5.2 Tee 5.3Tafelsout 5.4Koper
5.5Brons 5.6Lug 5.7 Stikstof 5.8Staal
5.9 Koeldrank soosCoca Cola. (16)
Materie en Klassifikasie: Name en Formules van Stowwe
Materie kan ook volgens naam geklassifiseer word, bv. die karbonate, die sulfate, die hidroksiede, ens. Die Periodieke Tabel (agter in die boek) gee lys van al die elemente bekend aan die mens. Die elemente is gerangskik in volgorde van toenemende atoomgetal of aantal protone.
Elke kolom word groep genoem - elemente in dieselfde groep het soortgelyke chemiese eienskappe. Elke ry word periode genoem.
Jy moet minstens die name en simbole van die volgende elemente ken:
Die wetenskaplike naam van verbinding dui die name aan van die elemente waaruit dit saamgestel is, bv.: Waterstofchloried (HC ) is saamgestel uit waterstof (H) en chloor (C ) Kalsiumoksied (CaO) is saamgestel uit kalsium (Ca) en suurstof (O), ens.
Metale word altyd eerste genoem, gevolg deur die nie-metaal, bv. magnesiumoksied (MgO).
In die geval van twee nie-metale, word die element links op die Periodieke Tabel eerste genoem, bv. silikondioksied (SiO2) en waterstofbromied (HBr).
Indien die twee nie-metale in dieselfde groep is, word die een verder ondertoe eerste genoem, bv. swaweldioksied (SO2).
Bestudeer die deel van die golfpatroon deur hierdie golf gevormen beantwoorddie vrae wat volg.
14.1 Skryf letter neer wat trog voorstel.
14.2Skryf die amplitude van die golf neer.
14.3Verduidelikhoe jy jou antwoordop die vorige vraag verkry het.
14.4Berekendie spoedvan diegolf.
15 Leerder wek een transversale golfin tou op elke 0,8 s deur die een punt vining en reëlmatig op en af te beweeg.
Die grafiektoon die WERKLIKE BEWEGING VAN DIE TOU op bepaalde oomblik. Elke blokkie stel 20 cm x 20 cm voor.
15.1Definieer transversale golf. (2)
15.2Hoeveel ossilasies het die leerder in die tou gemaak? (1)
15.3Na hoeveel sekonde is hierdie patroon van die tou waargeneem? (1)
Verdigting in longitudinale golfis waar diedeeltjies van diemediumnaaste aan mekaar is. Verdunning in longitudinale golfis waar die deeltjies van diemediumverste van mekaar is.
Die golflengte ( ) van longitudinale golfis die afstandtussentweeopeenvolgendeverdigtings of verdunnings en word in meter (m) gemeet.
Die amplitude (A) van longitudinale golfis die maksimum verplasingvan deeltjie (spiraal) van sy ewewigsposisie en word gemeet in meter(m).
Die periode(T) van longitudinale golfis die tyd wat dit neem vir een volledige golf (eenverdigtingen eenverdunning) om verby vaste punt te beweeg en word gemeet in sekonde (s).
15.4Wat is die amplitude (in meter) van dieopgewektegolf? (1)
15.5Wat is die golflengte(in meter) van dieopgewekte golf? (1)
15.6Berekendie spoedwaarteen die golf beweeg. (3)
15.7S en T is deeltjies van die medium waardeur die golf beweeg.
Hoeveel ossilasies het deeltjie S vir hierdie beweging van die tou ondergaan? (1)
15.8In watter rigting gaan deeltjie T nou beweeg? Skryf slegs OP of AF of LINKS of REGS. (1)
16 Leerder wek transversale golfopin veerdeur die die veervining en reëlmatig op en af te beweeg. Dieverplasing-tyd grafiekonder toon deel van die medium waardeur die golf beweeg. P, Q, R en S is punte op die golf.
16.1Definieerdie term transversale golf. (2)
16.2Skryf die aantal volledige golwe voorgestel deur die deel van die medium, neer. (2)
16.3Berekendie:
Die frekwensie(f) van longitudinale golfis die aantal volledige golwe wat verby vastepuntbeweeg per sekonde en word gemeet in hertz (Hz).
T = 1/f (op inligtingsblad) of f = 1/T. Dus1 Hz = 1 s-1
Die golfvergelyking om die spoedvan golfte bepaal, , kan vir longitudinale golwe gebruik word. Twee punte op golf is in fase as hulle dieselfde verplasing en dieselfde snelheid op bepaalde oomblik het, bv. twee verdigtings of tweeverdunnings.
1 Gee EEN woord/term vir
Oefening17:
1.1 golfwaarin die deeltjies se versteuring parallel is aan die rigting van voortgang van die golf.(1) 1.2die gebied in klankgolf waar die deeltjies die naaste aan mekaar is. (1) 1.3die afstand tussen enigetwee opeenvolgendeverdigtings in longitudinale golf. (1)
2 Wat is die frekwensievan longitudinale vibrasie met golflengte0,25 m, wat deur staal beweeg teen spoedvan5 060 m s-1? (3) Klankgolween Klank
Klankgolwe ontstaan deur vibrasies in medium in die rigting van voortplanting, dus isdie bron van enige klank vibrerende voorwerp. Die vibrasies veroorsaak reëlmatige drukverandering in die medium.
16.3.2Frekwensievan diegolf
16.3.1Periodevan die golf (2)
16.3.3Spoedwaarteen die golfbeweeg as sy golflengte50 cm is. (4)
16.4Skryf die letters (P, Q, R, S) neer wat twee punte in fase voorstel. (2)
16.5In watter rigting gaan punt P nou beweeg? (2)
Longitudinale Golwe
Longitudinale golf is golfin waarin die bewegingvan diedeeltjies van diemedium parallel is aan die rigting van voortplanting van die golf. In veerkan longitudinale golfgeskep word deur die een punt afwisselend saam te druk en uit te rek.
Reeks verdigtings (gebiede waar die spirale naby aan mekaar is) en verdunnings (gebiede waar die spirale ver van mekaar is) beweeg voort deur die veer. verdigting verdunning
Rigting van beweging van golf
Bewegingsrigting van deeltjies (spirale)
Sample
Klankgolweis longitudinale golwe want soos wat die vibrerende voorwerp vorentoe en terug beweeg, druk dit eers die molekules van die medium waarin dit is (bv. lug) saam en veroorsaak verdigting, gevolg deur verdunning. Dit is dan waaruit longitudinale beweging bestaan.
Klankgolweis drukgolwe, dus hoe nader die molekulesvan medium aan mekaar is (soos in vastestof), hoe vinniger beweeg die golf deur die medium en in medium met deeltjies ver van mekaar (soos in gas), beweeg dit stadiger.
Die spoedvanklank kan berekenword deur die golfvergelyking v = f te gebruik.
Die spoedvanklankword deur slegs twee faktore bepaal:
Die materiaal – die digtheid en elastisiteit van die medium
Die temperatuur van die medium – hoe hoër die temperatuur, hoe hoër die spoed.
Die toonhoogte verwys na of dit hoë klankis soos kind se stemof lae een, soos mansstem.
Die fisiese hoeveelheid wat toonhoogte bepaal, is die frekwensie – hoe hoër die frekwensie, hoe hoër die toonhoogte.
Die kwaliteit (toon) van klank hang af van die vorm van die golf. Mens kan maklikonderskei tussen dieselfde noot, gespeel met dieselfde hardheid, op twee verskillende instrumente. Die golflengteen amplitude van diegolwegeproduseer deur die twee instrumente is dieselfde, maar die vorm van die golwe, d.w.s. die kwaliteit, is verskillend.
Hardheid van klank hou verband met die energie in die klankgolf, wat die amplitude van die golf bepaal. Die menslike oor is meer sensitief vir sekere frekwensies as ander, dus hang die waargenome hardheid ook af van of die die frekwensie in gebied lê waar die oor meer of minder sensitief is. Vir sagter klanke is ons ore minder sensitief vir hoë en lae frekwensies relatief tot middel-frekwensies.
Klankgolfkan op die skerm van ossiloskoop voorgestel word as kruine en trôe, waar kruin verdigtingen trog verdunningvoorstel.
Klankgolweondergaan weerkaatsing vanaf harde gladde oppervlakke, maar word deur sagte oppervlakke geabsorbeer.
Weerkaatse klankgolwe word eggo’s genoem.
Verplasin g Tyd Verplasing + 0 –
As jy die afstand vanaf die weerkaatsende oppervlak moet bereken deur die tyd te gebruik wat dit neem om die eggo te hoor, onthou dat die berekende afstand na en terug van die oppervlak is, d.w.s. 2x die afstand na die weerkaatsende oppervlak.
As die tydsverloop tussen die oorspronklike klank en die eggo ongeveer 0,1 s of meer is, kan die oor onderskei tussen twee afsonderlike klanke, maar minder as 0,1 s word as een klank waargeneem. Indien die mure van saal glad en hard is, hoor mens die oorspronklike klank sowel as die eggo’s, wat baie verwarrend kan wees. As die tydsverloop tussen die klank en die eggo minder as 0,1 s is, word die klank waargeneem as een klank en klink ryk – dan sê ons die akoestiek van die saal is goed.
Oefening18:
1 Voltooi die volgende stellings:
1.1 Hoë noot het ... frekwensie. (2)
1.2Die spoedvanklankin medium wordbepaaldeur ... en ... (2)
2 Die volgende patroon van klankgolf geassosieer met menslike spraak, het frekwensie 500 Hz:
2.1Skryf die letters neer van opeenvolgendepunte op die golf wat in fase is. (2)
2.2Berekendie periodevan hierdie golf. (3)
2.3Berekendie spoedvan hierdie golf. (4)
3 Die golfpatrone (A en B) is verkry op die skerm van ossilloskoop vir klanke van verskillende hardheid. Een van die golfpatrone is deur fluister en een deur normale gesprek veroorsaak. Watter patroon verteenwoordig die normale gesprek? Gee redevir jou antwoord. (3)
4 Twee kinders maak tuisgemaakte “telefoon” deur 8,4 m lang aluminiumdraad aan die bodem van twee papierglase vas te maak. As die tou gerek word en kind praat in een van die glase, kan die klank in die ander glas gehoor word. Die spoed van klank deur aluminium is 5 100 m s-1
4.1Verduidelikhoe die klankgolf van een glas na die ander beweeg. (2) 4.2Bepaaldie tyd benodig vir die klank om van die een glas na die ander te beweeg. (3) 4.3Hoe vergelyk dit met die tyd vir klank om dieselfde afstand deur lug te beweeg? (1)
5 Berekendie golflengtes in lug vir klanke in die gebied vir maksimum gehoor van die mens, d.w.s. 10 Hz tot 20000 Hz. Aanvaar die spoed van klank deur lug as 340 m s-1. (4)
6 Persoon slaan staalreling met stok. Oomblik later word twee afsonderlike klanke, 1,4 s uitmekaar, gehoor van die impak: een deur die lug en een deur die staal. Aanvaar die spoedvanklankin lugis 330 m s-1 en in staal 5 000 m s-1 Hoe ver weg het die impak plaasgevind? (6)
7 Geraaskontrole is vandag belangrike doel.Dit kan bereik word deur die vibrerende area van lawaaierige masjiene te verminder, bv. deur dit so klein as moontlik te hou of om dit van die vloer en mure te isoleer (akoesties). Tweede metode is om die oppervlak van dikker materiaal te maak. Verduidelik hoe elk van hierdie die geraasvlak verlaag. (4)
8 Treindrywer van bewegende trein sien obstruksie voor op die spoortoe die trein in posisie 1 is soos in die diagram. Hy druk die toeter by posisie 1 en ontvang eggo 2 s later in posisie 2. Die afstandtussenposisie 1 en2 is 272 m. As die spoed van klank in lug 340 m s-1 is,berekendie afstand tussen die treinin posisie 2 en die obstruksie (6)
Sample
Posisie 1 Posisie 2 2 s
272 m Afstand?
9 Stapper bepaal die lengte van meer deur te luister na die eggo van haar skree wat deur krans aan die oorkant van die meer weerkaats word. Sy hoor die eggo 1,5 s na haar skree. Bereken die benaderde lengte van die meer. Aanvaar die spoed van klank in lugis 340 m s-1. (4)
10Die snaar van tjello vibreer teen frekwensie van 64 Hz. As die golflengte van die golwe 180 cm is, wat is die golfspoed? (4)
11Berekenhoe ver jy van donderstormaf is as jy die donderslag hoor 6 s nadat jy die weersligstraal gesien het. Aanvaar die spoed van klank in lug is 340 m s-1. (4)
12Iemand slaan teen heiningpaal terwyl jy jou oor teen ander heiningpaal, 100 verder aan, hou. Die spoed van klank deur die draad is 5 000 m s-1 en deur lug is 330 m s-1 .
12.1Hoe gou hoor jy die klank deur die draad? (3)
12.2Hoeveel later hoor jy die klank deur die lug? (3)
12.3Sal die klank in die draad langer of korter golflengte hê as die golwe in die lug? Gee rede(3)
13Verduidelikwaarom dowe mense somtyds kan hoor deur klein apparaatjie wat teen die been agter hulle ore druk. (3)
14.1 Wat is eggo? (1)
14.2 Wat is die kortste afstand wat mens van krans af moet wees om die eggo van enkele skree te hoor? Motiveer jou antwoord. Aanvaar die spoed van klank in lug is 340 m s-1. (3)
14.3Hoekom kan die weerkaatste klank in groot saal hinderlik wees? (2)
14.4Wat kan gedoen word om weerkaatsing te voorkom? (1)
15 Klavier speel noot met golflengte0,33 m.
Berekendie toonhoogte van die noot as die spoedvanklankin die lug330 m s-1 is. (3)
Ultraklank
Die menslike oor kan reageer op frekwensies in die gebied van ongeveer 20 Hz tot 20000 Hz (20 kHz). Klankmetfrekwensies hoër as 20 kHz tot ongeveer 100 kHz word ultraklank genoem. Ultraklankkan gebruik word as Sonar (Sound navigation and ranging) of eggo-klank.
Skepe en bote kan die diepte van water bepaal en skole visse kan ook deur eggo-klank opgespoor word.
Sommige diere, bv. dolfyne, vlermuise en walvisse gebruik ultraklank om te kommunikeer en navigeer. Die afstand van voorwerp vanaf weerkaatsende oppervlak kan bepaal word deur die tyd te neem vir klankgolf om na en van die reflekterende oppervlak te beweeg. Uit die vergelyking v = D/ t, D = v t, waar v die spoed van klank in die medium en D die totale afstand afgelê is, wat na die oppervlak en terug is, d.w.s. 2x die afstand van die voorwerp. Dus is die afstand tussen die voorwerp en weerkaatsende oppervlak D/2.
Wanneer ultraklankgolfbeweeg binne voorwerp, wat uit verskillende materialebestaan, soos in die menslike liggaam, sal dit telkens wanneer dit grens teekom(bv. tussen been en spier of spier en vet), deels geabsorbeer en deels weerkaats word en deels deurgelaat word. Die weerkaatste deel word opgespooren word gebruik om beeld van die voorwerp te rekonstrueer.
Daar is talle gebruike vir ultraklankmaar paar van die mediese voordele en gebruike van ultraklank is bv.
Ultraklank is nie-indringende metode om die liggaam inwendig te ondersoek.
Opsporing van gewasse, abnormale groeisels, sakke met vloeistof.
Ondersoek van die werking van die hart en die ontwikkeling van fetus.
Verkryging van inligting van verskeie organe, bv. die brein, hart, lewer en niere.
Vernietiging van ongewenste weefsel, bv. nierstene en gewasse deur uiters hoë intensiteit ultrasoniese golwe te gebruik.
Fisiese terapie om lokale verhitting te verskaf aan beseerde spiere.
Oefening19:
1 Gee EEN woord/term vir
1.1klankmet frekwensiegroter as 20000 Hz. (2)
2 Vlermuise is bykans blind. Om te voorkom dat hulle in voorwerpe vasvlieg en om hulle te help jag vir kos, stuur hulle hoë frekwensie piepgeluide uit. Hulle voel die tyd aan wat dit die eggo neem om na hulle terug te keer nadat die golf weerkaats is vanaf voorwerp in sy pad. As vlermuis voorwerp nader, stuur hy piepgeluide uit met korter duur en met korter tydsverloop tussen piepgeluide.
2.1 Stilstaande vlermuis maak piepgeluid. Dit neem 0,018 s vir die eggo om na die vlermuis terug te keer. Diespoedvanklankin lugis 345 m s-1. Berekenhoe ver is die vlermuis van die voorwerp.(5)
2.2Klankgolweword versteur deur voorwerpe wat vergelykbaar ofgroter as hulle golflengte is. Die maksimum frekwensiewat vlermuise kan uiter, is1,2 x 105 Hz.
Berekendie deursnee (in mm) van die kleinste voorwerp wat vlermuis kan opspoor. (4)
Elektromagnetiese(EM)
Straling
Baie belangrike aspek van elektromagnetiesestraling isdat, anders as ander golwe, het dit nie materiële medium nodig om deur te beweeg nie, maar kan deur vakuum beweeg. Golf-deeltjietweeledigheid: Elektromagnetiesestralinghet tweeledige aard: Sommige aspekte van die gedrag van EM straling (diffraksie eninterferensie) kan beste verklaar word deur golfmodel te gebruik en sommige aspekte (fotoëlektriese effek) kan beste verklaar word deur deeltjiemodel
As die golfmodel van EM straling gebruik word, kan die vergelyking op inligtingsblad) gebruik word as , om die golflengteoffrekwensievanEM golwete bereken, waarc = 3 x 108 m s-1 (op inligtingsblad) diespoedvan dieEM golfis. Uit hierdie vergelyking blyk dat frekwensieengolflengte omgekeerd eweredig is, d.w.s. die EM golwemet die langste golflengtehet die laagste frekwensie.
As die deeltjiemodel vanEM stralinggebruik word, word die energie oorgedra deur die EM golf beskou as oorgedra in kwanta, d.w.s. die energie kom voor in ‘pakkies’. Kwantumlig word foton genoem. Die energievan foton van EM straling kan bereken word deur die vergelyking (op inligtingsblad), waar h = Planck se konstante= 6,6 x 10-34 J s (op inligtingsblad), f = frekwensieen = golflengte.
Produksie vanEM straling: Versnellende lading geeEM straling uit.
VoortplantingvanEM straling:
Veranderende, ossilerende magneetveld produseer veranderende, ossilerende elektrieseveld, wat op sy beurt weer veranderende, ossillerende magneetveldveroorsaaken so aan.
Die netto resultaat is golfvan veranderendeelektrieseenmagnetiese velde. Die elektrieseenmagnetiese velde by enige puntisloodreg opmekaar en op die rigting van voortplanting.
Hierdie twee veranderendeveldeis dus wedersyds herskeppend en het nie materiële medium nodig vir voortplanting nie. Die konstante spoedwaarteen hierdie elektromagnetiesegolwedeur vakuum voortplant word aangedui deur c = 3 x 108 m s-1 (op inligtingsblad).
Die deurdringingsvermoë van EM golwe neem toe soos wat die energie toeneem en dus soos wat die frekwensie toeneem. (Uit
Die EM spektrum toon die hele reeks verskillende EM straling gerangskik van die kortste na langste golflengte of van die hoogste na die laagste frekwensie – ken hierdie spektrum!
Sample
Maak altyd dubbel seker of die vraag vra vir toenemende of afnemende f of
Gamma strale X-straleUV ligSigbare ligInfrarooiMikrogolwe Radio en TV golwe
Toenemende frekwensie f
Gammastrale is die gevaarlikste – dit is die mees energieke straling en het die hoogste deurdringingsvermoë wat lewende weefsel ioniseer en kanker veroorsaak. Bestraling: Vernietig bakterië – steriliseer kos en mediese toerusting; kernmedisyne; diagnostiese medisyne; kanker- en stralingsterapie.
X-strale is minder energiek en dus minder gevaarlik maar te veel blootstelling kan lei tot kanker.
Gebruike: Mediese beelde; sekuriteitskontrole by bv. lughawens; ontleed samestelling van stowwe, ens.
Ultraviolet lig is nie vir die menslike oog sigbaar nie.
Te veel blootstelllingaan UV lig veroorsaak sonbrand, velkanker en oog-katarakte.
Dit produseer vitamine D in die vel en word ook gebruik vir sekuriteitskontrole vir kredietkaarte, watermerke op banknote, ens. Ook gebruik in brandopspoorders, sterilisasie en ontsmetting, ens.
Sigbare lig word deur plante gebruik om voedsel te produseer tydens fotosintese, gebruik om voorwerpe te sien, gebruik vir kommunikasie, ens.
Die sigbare spektrum van lig wissel van violet, indigo, blou, groen, geel, oranje, rooi. Rooi het die langste golflengteen laagste frekwensieen violet het die kortste golflengteen hoogste frekwensie. Infrarooi (IR) lig word gebruik in: Verhitting, afstandbeheer, kommunikasie in optiese vesel, ens. Mikrogolwe word gebruik vir kook, kommunikasie via satelliet,afstands-opsporing, radar gebruik in navigasie en spoedlokvalle, ens.
Radio enTV golwe gebruik in radio en TV uitsendings, selfoonkommunikasie, koordlose netwerke, ens. A.g.v. hulle lae energie, word hulle nie maklik geabsorbeer nie en kan dus oor groot afstande beweeg.
Oefening20:
1 Gee EEN woord/term vir
1.1golwevoortgeplantas magnetieseenelektrieseveldewat loodreg met mekaar ossilileer. (1)
1.2elektromagnetiesestralingmet die kortste golflengte. (1)
1.3die soort golwewaarvan radio-golwe voorbeeld is (1)
1.4elektromagnetiesegolwemet die hoogste deudringingsvermoë. (1)
1.5sigbare lig met die hoogste frekwensie. (1)
1.6 versteuring of ossilasie wat deur vakuum kan beweeg en energieoordra maar nie massa nie.(1)
2 Die frekwensievan oranje lig met golflengtevan6 x 10-7 m is
veranderende elektriese veld eseed veranderende magneetveld voortplanting van golf
A 2 x 1014 Hz B 5 x 1014 Hz C 5 x 10-16 Hz D 5 x 1016 Hz (2)
3 Rangskik blou, groen en rooi lig in orde van toenemende frekwensie.
A Groen, blou, rooi B Blou, groen, rooi
C Groen, rooi, blou D Rooi, groen, blou (2)
4Watter EEN van die volgende som die verandering in golfeienskappe van rooi na violet in die ligspektrum, die beste op? (2)
FrekwensieSpoed uum)
ANeem afNeem af
BNeem afBly konstant
CNeem toeBly konstant
DNeem toeNeem toe
5 f
beweeg teen spoed c in vakuum. Watter EEN van die volgende beskryf die golflengte en spoed van liggolwe met frekwensie f/2? (2)
GolflengteSpoed (in vakuum)
6Die energievan ligfotonis direk eweredig aan die ... van die lig.
AspoedBgolflengteCamplitudeDfrekwensie (2)
7 Kwantumvanelektromagnetiesestralingword genoem
Afoton BelektronCprotonDfoto-elektron(2)
8Watter EEN van die volgende stellings rakende elektromagnetiesestralingis NIE WAAR NIE?
ADit vereis nie materiële medium vir voortplantingnie.
BDit kan diffraksie ondergaan.
CDit kan geproduseer word deur wisselstroom wat deur geleidingsdraad vloei.
DDit kan deur elektrieseveldin vakuumgedeflekteer word. (2)
9Watter van die volgende som die eienskappe in golfeienskappe van infrarooi tot ultraviolet in die elektromagnetiese spektrum die beste op? (2)
FrekwensieSpoed (in vakuum)
ANeem afNeem af BNeem afBly konstant
CNeem toeBly konstant
DNeem toeNeem toe
10Watter van die volgende lysdrie gebiede van die elektromagnetiesespektrum in volgorde vantoenemendefrekwensie?
14.1Te veel blootstelling aan ultraviolet lig kan skadelike effekte op mense hê. Noem EEN van die skadelike effekte op mense. (1)
14.2Mediese dokters stel hulle operasie-instrumente bloot aan ultraviolet lig. Gee rede hiervoor.(1)
15.1Die volgende veiligheidsmaatreël is op die ultraviolet ligbron gedruk: TE VEEL BLOOTSTELLING AAN ULTRAVIOLET LIGHOU GESONDHEIDSGEVARE IN Noem EEN gesondheidsgevaar geassosieer met te veel blootstelling aan ultraviolet lig. (1)
15.2Noem EEN soort elektromagnetiesestralingmet hoër frekwensieas die van ultravioletlig. (1)
16Watter deel van dieelektromagnetiesespektrum gebruik ons in radars? (1)
17.1 Watter TWEE soorte elektromagnetiesestralingis baie deudringend? (2)
17.2Skryf die sewe belangrikste areas vanelektromagnetiesestralingin orde van toenemende golflengte neer. (4)
17.3Sal straal elektrone, wat teen konstante snelheid beweeg, elektromagnetiesestralinguitgee? Verduidelik. (2)
18Kopieer en voltooi die volgende tabel:
Jy mag aanneem dat die spoedvanradiogolwe3 x 108 m s-1 is. (6)
StasieGolflengte
Radio 1 97,6
Radio 31 500
Radio 4693
Frekwensief (mHz)
Radio 2 92,4
Sample
13.1Berekendie frekwensievan elektromagnetiesegolfmet periodevan2 x 10-15 s. (3)
13.2Wat is die golflengtevan elektromagnetiesegolfmet frekwensievan5 x 1014 Hz? (3)
13.3Berekendie energievan fotonvan dieelektromagnetiesestralingin die vorige vraag.(3)
MATERIE EN MATERIALE (VERVOLG)
Deeltjies Waarvan StowweGemaak is
Die enigstestowwein atomiese vorm onder gewone omstandighede is die edelgasse (groep VIII of 18) – alle anderstowwekom voor in molekulêre of ioniese vorm.
Atomekan kombineer om molekules te vorm.
Die atomekombineer in definitiewe verhoudings.
Die kragte binne die molekulewat die atome bymekaarhou, word intramolekulêrekragte genoem (bv.kovalentebindings).
Atome van element word deur atomevan anderelementaangetrek deur relatiewe sterk kragte of bindingsom molekules van verbinding te vorm.
Voorbeeld: Atomevan die element waterstofkombineer metatomevan dieelement suurstofom molekules van dieverbindingwaterte vorm.
Ons bestudeer molekulêre en ioniese stowwewat beide verbindingsis, maar met verskillende chemiesebinding – molekulêrestowweis a.g.v. kovalentebindingenioniesestowwea.g.v. ioniese binding.
Molekulêreverbindings bestaan uit molekules
Die atomein elkemolekuleword bymekaargehou deur kovalentebindings
Ionieseverbindings (ook soute genoem) bestaan uit ione, bymekaargehou deur ioniesebinding
Metale bestaan uit metaalatome en word bymekaar gehou deurdie metaalbinding
Molekulêrestowweis bykans altyd saamgestel uit nie-metaal elemente.
Kovalentemolekulêrestrukture bestaan uit struktuursaamgestel uit aparte molekules.
Ioniesestowweis gewoonlik saamgestel uit metaal element (wat die positiewe ioon vorm) en niemetaal element (wat die negatiewe ioon vorm).
In die vastestof fase gelei ioniesestowwenie elektrisiteit nie, want die ione word in posisie gehou deur sterk elektrostatiesekragte. In die vloeistof fase (gesmelt of opgelos) gelei dit wel elektrisiteit, want nou is die ione vry om te beweeg en gelei so die elektrisiteit.
Tafelsoutkristal kan verteenwoordig word deur kubiese struktuur met ione in rooster
Paar voorbeelde van die reëlmatige rangskikking van aparte molekules in die kovalente molekulêre struktuur.
Kovalentenetwerk strukture bestaan uitreuse herhalende netwerke van kovalent-gebonde atome, bv. diamant, grafiet, SiO2, sommige boorverbindings, ens. Ditkan voorgestel deurhulle empiriese formules, d.w.s. C vir diamant en grafiet, SiO2 vir kwarts, glas of sand, ens.
Netwerk vanatome wat reëlmatige netwerk vorm, word gevorm.
Allotrope is stowwemet dieselfde chemieseformule, maar met verskillende strukturele formule.
Daar is 3 allotrope van koolstof, naamlik diamant, grafiet en‘bucky-ball’.
In die geval van diamant deel elke koolstof elektrone met vier ander koolstowwe en vorm driedimensionele struktuur.
In die geval van grafiet word laag molekulesgevorm waar drie van die vier elektrone gedeel word met ander koolstofatome. Hierdieplateword bymekaargehou deur intermolekulêrekragte.
Die vierde elektron vorm deel van gedelokaliseerde elektrone wat vry is om te beweeg – hierdie vrye elektrone is verantwoordelik vir die hoë elektriese geleidingsvermoë van grafiet.
Diamant, wat bestaan uit netwerk van kovalentgebonde C atome
Grafiet, wat bestaan uit lae netwerk van kovalentgebonde C atome verteenwoordigSi
SiO2, wat kwarts, sand of glas is en bestaan uit netwerk kovalentgebonde Si en O atome
verteenwoordig Si verteenwoordig O
k l t bi di
Die kragte binne die molekules wat die atomebymerkaarhou, d.w.s. die kovalentebindings, word intramolekulêrekragte genoem. (Intra beteken binne.)
Die kragte tussen die molekules, wat die molekules of atome in die netwerk bymekaarhou, word intermolekulêrekragte genoem. (Inter beteken tussen, bv. interskool sport – tussen skole.)
Intermolekulêrekragte in stofbepaal sy fisiese eienskappe, bv.smelt- en kookpunte, hardheid, ens.
IonieseStowwe
Ioniesestof bestaana.g.v.ioniesebinding: Ioniesebindingword gevorm wanneerdie elektrone vanatome oorgedra word van een atoom (gewoonlik metaal) na ander atoom (gewoonlik nie-metaal) om positiewe ione (katione) en negatiewe ione (anione) te vorm.
Die elektrostatieseaantrekkingtussendiepositiewe ennegatiewe ione word ioniesebinding genoem.
In die vastestof fase rangskik die positiewe ennegatiewe ione in reëlmatige patroon, genoem die kristalrooster
Die gevormde vastestof word ioniesestof of sout ofionieseverbindinggenoem.
Sample
Metale
verteenwoordig Na+ ioon verteenwoordig Cioon
Metale word bymekaargehou deur die metaalbinding: Metaalbindingword gevorm wanneermetaalatome hulle buitenste elektroneverloor en rooster van reëlmatig gespasieerde positieweione vorm terwyl die buitenste elektrone gedelokaliseerde ‘see’ van elektrone vorm wat die positiewe ione omring. Die resulterende versameling ione en gedelokaliseerde elektrone word metaal genoem.
Metale gelei elektrisiteit a.g.v. hierdie vrybewegende gedelokaliseerde elektrone wat as draers van elektrisiteit optree.
Voorbeelde van metaalkristalle: Stukkie koper, sink, yster, natrium, kalium, ens.
Verteenwoordig positiewe metaal-ioon.
“See” van negatiewe elektrone beweeg in die ruimtes tussen die ione en hou die positiewe ionebymekaar.
1.2die tipe binding wat die deeltjies in diamant bymekaar hou. (1)
1.3stowwemet dieselfde chemieseformule, maar verskillende struktuurformule. (1)
1.4die tipe binding gevorm wanneer atome elektrone deel. (1)
1.5die term wat stowwe beskryf wat deur chemiese prosesse in meer as een element opgebreek kan word. (1)
2Watter EEN van die volgende stowwe bestaan nie uit molekules nie?
ASwawelBTafelsoutCYs DJodium (2)
3In watter vastestof sal jy slegs kovalentebindingsvind?
AMg BNaC (s)CDiamantDCO2(s) (2)
4Die deeltjies van diamantkristal word bymekaar gehou deur Aioniesebinding. Bkovalentebinding. Cwaterstofbinding. Ddatiefkovalentebinding. (2)
5Die smeltpunt van twee vastestowwe X en Y is 940ºC en925ºC respektiewelik. By temperatuur van 900ºC,gelei X elektrisiteit, maar Y nie. By temperatuur van 950ºC gelei albei elektrisiteit. X en Y kan respektiewelik ... stof wees. (2)
As etanol en metoksimetaan by dieselfde temperatuur is,
Ihet etanol sterker intermolekulêrekragteas metoksimetaan. IIis die gemiddelde kinetiese energie van die molekules dieselfde. Watter van die bostaande is waar?
ASlegs IBSlegs II CI en IIDNie een nie(2)
7Ioniesebindingsvorm a.g.v. baie sterk aantrekkingskragtetussenteenoorgesteld-gelaaide ione. Hieruit kan ons aflei dat ionieseverbindings…
Aelektries neutraal is. Bhoë smeltpunte het. Celektrisiteit gelei. Dgasagtige verbindingsis. (2)
8Lys A bevat vier verskillende beskrywings of eienskappe van vastestowwe, terwyl lys B die name van ses verskillende stowwe bevat. Skryf langs elk slegs die letter A tot F wat die beskrywing beste pas.
Kiesdie stof/stowwewat elk van die volgende beskrywings die beste pas by kamertemperatuur.
10In die onderstaande tabel word die smeltpuntvan diamant, tetrachloormetaan(CC 4) ensoutsuur (HC ) gegee.Voltooi die tabel deur die intramolekulêrekragtewat tussendie deeltjies bestaan waaruit die verskillende verbindingssaamgestel is, en die tipe vastestof wat dit is (bv. netwerk, molekulêre, ioniese, ens.) langs die ooreenstemmende nommer neer te skryf.
11Gee, vir swawel, die naam van die tipe kragte wat tussen die individuele atome bestaan.(2)
12Kaliumnitraatis wit, kristallyne verbindingwat in sommige kunsmisstowwe gebruik word. Oorweegdie intermolekulêrekragteteenwoordig. Watter soort vastestofis kaliumnitraat? (2)
13In die ioniesebindingnatriumkarbonaat, identifiseerdie positieweennegatieweione. (2)
14Oorweegdie volgendestowwe:
Watter EENvan hierdiestowwe
14.1is die bestegeleier vanelektrisiteitbykamertemperatuur? (1) 14.2is swakgeleier vanelektrisiteitin die vastefasemaar geleielektrisiteitindie gesmelte toestand? (1)
15Inligting aangaande vier stowweword in die tabel hieronder verskaf. Sê watter eenis ionies, watter eenmetaal, watter eenhet kovalentemolekulêrestruktuuren watter een kovalentenetwerk struktuur. Verduidelikjou keusein elke geval. (8)
StofSmeltpunt ºC Kookpunt ºC
Elektriese geleiding VastestofVloeistof
A 1 083 2 567 Goed Goed
B –182 –164 Swak Swak
C 1 723 2 230 Swak Goed
D 993 1 695 Swak Swak
16Oorweegdie volgendelys van bindingskragte: AKovalentebinding BIoniesebinding
Noem die tipe intramolekulêrekragteteenwoordig in deeltjies van elk van dievolgende stowwe: (Skryf slegs die nommer van die korrekte antwoordlangs die vraagnommer neer.)
16.1Vastestofnatriumjodied(NaI) (1)
16.2Chloroform (CHC 3) (1)
16.3Water (H2O) (1)
17Gebruikdie volgendesleutel om die vrae wat volg te beantwoord:
19In die onderstaande tabel word die smeltpunte enkookpuntevan verskillende stowweby standaarddruk gegee. Gebruik die inligting om vrae 19.1 en 19.2 te beantwoord.
Stof Smeltpunt (ºC) Kookpunt (ºC)
He –272 –269
NaC 800 1 413
CC 4 –23 77
CO2 Sublimeer by–79 CH4 –184 –162
19.1In watter eenvan diestowweis die swakste intermolekulêrebindingskragteteenwoordig in die vastestoffase? (2)
20.2Hoekom word diamant gebruik in gereedskap vir snywerk, maar grafiet word gebruik in potlode?(2)
20.3Waarom dink jy is die smeltpunte van beide diamant en grafiet bykans 4 000 °C? (2)
21In die jaar 2099 het wetenskaplikes daarin geslaag om klein meteoriet wat die aarde getref het, te ontleed. Onbekende verbinding wat daarin ontdek is, is deeglik nagevors en dit is bevind dat dit ioniese kalsiumverbinding is. Die onbekende element aan kalsium verbind is mitium genoem en die simbool M gegee. Die kalsium en mitium ione in die verbinding het in 1:2 verhouding voorgekom. Die relatiewe formule-massa van die verbinding is 580 endie atoomgetal van mitium is 117. Slegs een isotoop van mitium is gevind.
21.1Wat beteken die term isotoop? (2)
21.2Beantwoorddie volgende vrae aangaande die element M.
21.2.1Tot watter Groep in die Periodieke Tabel behoort M? (1)
21.2.2Wat is die relatiewe massa van M atoom? (2)
21.2.3Hoeveel bindingselektrone het atoom van M? (1)
21.3Gebruik Lewisstrukture om te toon hoe die binding tussen natrium en mitium vorm. (4)
22Oorweegdie verbindingboorchloried, BC 3
22.1Watter tipe binding bestaan tussen boor en chlooratome? Verduidelikjou antwoord. (2)
22.2Gebruik die pyl-in-die-blok-notasie om die elektronstrukture van die twee elemente te illustreer.(5)
23Die kook-en smeltpunte van stowwe is maatstaf van die sterkte van hulle intermolekulêrekragte. Die tabel toon die smelt-en kookpunte van die hidriede van Groepe 14 (IV) en 16 (VI).
Hidriede van Groep 14 (IV) Smeltpunt (ºC) Kookpunt (ºC) Hidriede van Groep 16 (VI) Smeltpunt (ºC) Kookpunt (ºC) CH4 –182 –164
23.1Teken twee watermolekules.
Gebruik jou diagram om die verskil aan te dui tussenintermolekulêreenintramolekulêrekragte. (4)
23.2Verwys na die kookpunte van CH4 enSiH4. Watter hidried het sterker intermolekulêrekragte? (2)
23.3Molekulêregrootte neem toevan bo na onder in groep.
Wat is die verwantskap tussenkookpunten molekuulgrootte in Groep 14 (IV)? (2)
23.4Volg die kookpunte van die hidriede in Groep 16 (VI) dieselfde patroon as die kookpunte van die hidriede van Groep 14 (IV)? Verduidelikjou antwoord. (3)
Sample
23.5Skryf die fase van elke hidried van Groep 16 (VI) neer by kamertemperatuur(25 ºC). (4)
23.6Water het verskil van 100 ºC tussensy smelt- en kookpunt.
Verduidelikhoe hierdie eienskap baie nuttig is in onderhouding van lewe op aarde. (2)
Tydens fisieseverandering word die molekules slegs herrangskik, gewoonlik a.g.v. verandering in die intermolekulêrekragte – die chemiese aard van diemolekules self bly onveranderd (geen nuwe chemiesestowweword gevormnie).
Eienskappevanfisieseverandering:
o Die chemieseeienskappe bly onveranderd.
o Die massa en die aantal van elke atoom per molekulebly onveranderd, d.w.s. die rangskikking van atomein die molekules bly onveranderd.
o Die aantalmolekules bly dieselfde.
o Die molekules kan van mekaar geskei word, bv. aswater verdamp om waterdamp te vorm.
o Die rangskikking van diemolekules kan verander van ordelik na wanordelik, bv. wanneer ys smelt a.g.v. die breek van intermolekulêre kragte.
o Klein hoeveelheid energie word vereis vir fisiese verandering – klein in vergelyking met die energie vereis vir chemieseverandering.
o Dit is tydelike verandering.
o Dit is maklik omkeerbaar.
Die smelt- en kookpunte van stowwe is aanduiding van die sterkte van die intermolekulêre kragtewat die stof bymekaar hou – hoe hoër die smelt- en kookpunte, hoe sterker die kragte. Dus, stowwe wat gasse is by kamertemperatuur, het swakintermolekulêrekragteenstowwewat vastestowwe is by kamertemperatuurhet gewoonlik sterk intermolekulêrekragte.
Sommige fisieseveranderinge verduidelik deur die Kinetiese Molekulêre Teorie te gebruik: As vastestof verhit word, neem die temperatuur toe, d.w.s. die gemiddeldekinetieseenergie van diemolekules neem toetotdat dit smeltpuntbereik. Die warmte-energie word nou gebruik om die deeltjies in die rooster te skei, sodat die vastestof vloeistof word waar die deeltjies vrylik rondbeweeg in die vloeistof. Tydens die smeltproses bly die kinetiese energie en dus die temperatuur konstant, wantal die energie word gebruik om die deeltjies te skei en niks om kinetiese energie te vermeerder nie.
Eers as al die deeltjies geskei is, sal die vloeistof se temperatuur weer begin toeneem, totdat die kookpunt bereik word, waar al die energie wat voorsienword gebruik word om aantrekkingskragte te oorkom en die molekules verder van mekaar te skei sodat hulle uit die vloeistof kan ontsnap en verander in die damp- of gasfase.
Tydens chemieseverandering verander die samestellingvan die molekules – dit behels die verandering van een of meer stowwe na een of meer nuwe stowwe – nuwechemiesestowweword gevorm.
Voorbeeld:
Die reaksie tussen stikstof (N2) enwaterstof(H2) om ammoniak (NH3) te vorm word in die diagram voorgestel.
o Nuwe stof ofstowwe, met nuwechemiese eienskappe word gevorm.
(Die eienskappevan stikstof enwaterstofis totaal verskillend van die van ammoniak.)
o Die massa bly dieselfde. (Wet van Behoud van Massa/Materie.)
o Die totale aantalvan elke atoom bly dieselfde. (Let op dat voor die reaksie was daar 6 H atomeen2 N atomeen na die reaksie is daar steeds 6 H atome en 2 N atome.
o Die aantalmolekules verander. (Voor die reaksie was daar 4 molekules – 3 H2 en1 N2 enna die reaksie was daar 2 NH3 molekules.
o Die hoeveelheid energie betrokke bychemieseveranderingis baie groter as by fisiese verandering, bv. waterstofword as brandstof in vuurpyle gebruik.
o Dit is permanente verandering.
o Dit is nie maklik omkeerbaar nie.
Voorbeelde van tipes chemiese veranderinge:
o Ontbinding (opbrekings-) reaksies:
Voorbeeld: Waterstofperoksiedontbinden vorm water enwaterstof.
2Watter EENvan dievolgendeis korrekte voorbeeldvan diewet van veelvoudige verhoudings?
ACuO enCuCO3
BH2O enH2O2
CMgO enMgCO3 DH2 en H2O (2)
3Ammoniak, bestanddeel in huishoudelike skoonmaakmiddels, kan opgebreek word in een deel stikstof (N) en drie dele waterstof (H). Dit beteken dat ammoniak ...
A kleurlose gas is. Bnie verbindingis nie. Cnie elementkan wees nie. Ddie formule N3Hhet. (2)
4.1Berekendie massaverhouding van dieelementewaaruit ammoniak(NH3)saamgestel is.(3)
4.2Berekendie massawaterstofin 51 g ammoniak. (3)
verteenwoordig suurstof en verteenwoordig waterstof
2H2O2 2H2O + O2
Dit beteken elke 2 H2O2 molekules vorm2 H2O molekules en een O2 molekule.
Die eienskappevanwaterstofperoksied is totaal verskillend van die van water en waterstof.
Tel die aantal atome aan elke kant en tel dan die aantal molekules aan elke kant:
Volgens die diagram is daar 12 suurstofatomeen12 waterstofatomelinksen12 suurstofatome en12 waterstofatomeregs – aantalatomebly dieselfde.
Daar is 6 molekules linksen9 molekules regs – aantalmolekules verander.
Volgensdie vergelyking is daar 4 H en4 O atomebeide links en regs.
Maar daar is 2 molekules linksen3 molekules regs.
Die vergelykinggee die eenvoudigste verhouding van die molekules van reaktant en produk.
verteenwoordig suurstof en verteenwoordig waterstof
2H2 + O2 2H2O
Dit beteken elke 2 H2 molekules reageer met1 O2 molekuleom 2 H2O molekules te vorm.
molekulesreageermet 1 O molekule o
Die eienskappevanwaterstofensuurstofis totaal verskillend van die van water.
Tel die aantal atome aan elke kant en tel dan die aantal molekules aan elke kant. Die Wet van Konstante Verhoudings (of Samestelling) stel dat enige suiwer stof altyd dieselfde elemente in dieselfde massaverhouding sal bevat.
Voorbeeld: Watermolekule, H2O, bestaan altyd uit 2 waterstofatomeen1 suurstofatoom. Ons kan nie die atome sien nie en kan dit dus nie tel nie, maar ons kan die relatiewe atoommassas gebruik. In een watermolekuleis daar twee waterstofatome(relatiewe massa 2 x 1 = 2) en een suurstofatoom(relatiewe massa 16). Dus sal die verhouding van die massa waterstofensuurstofin die watermolekulealtyd2:16of1:8wees. Dit beteken dat in enige watermonster sal die massa suurstof altyd 8 keer die massa van die waterstof wees, bv. in 9 g watersal1 g waterstofen8 g suurstofwees.
Oefening22:
1 Gee EEN woord/term vir
1.1die wet wat stel dat atome en molekules behoue bly tydens chemiese reaksie. (1)
1.2 reaksiewaartydens reaktanttwee of meer produktevorm. (1)
1.3die proses waaronder die suurword van melk geklassifseer sal word (fisieseofchemiese). (1)
1.4die wet waarvolgens water altyd sal bestaan uit tweewaterstofatomeen een suurstofatoom, ongeag waar dit voorkom. (1)
4.3Berekendie massa stikstofin 34 g ammoniak. (3)
5.1Berekendie massakalsiumin 50 g kalsiumkarbonaat(CaCO3). (5)
5.2Berekendie massa suurstofin 200 g kalsiumkarbonaat. (5)
6.1Definieerdie term kookpunt (2)
6.2Is ‘kook’ chemieseoffisieseverandering? Gee rede vir jou antwoord. (2)
6.3Twee leerders voer ondersoek uit. Hulle som hulle bevindinge op in die tabel:
Molekulêregrootte Kookpunt(ºC)
CH4 –162
CH3CH3 –88
CH3CH2CH3 –45
CH3CH2CH2CH3 –0,5
CH3CH2CH2CH2CH3 36
CH3CH2CH2CH2CH2CH3 69
CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3 98
CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3 126
6.3.1Skryf vir hierdie ondersoek die volgende neer:
6.3.2Skryf vir die leerders se ondersoek die volgende neer:
6.3.2.1Ondersoekende vraag. (2)
6.3.2.2Hipotese (2)
6.3.3Kiesdie verbindingin die lys wat die laagste kookpunthet. Verduidelikhoekom dit die laagste kookpunthet. (3)
6.3.4Skryf die molekulêreformulevan dieverbindingmet kookpuntvan–0,5 ºC.(2)
6.3.5Die leerders word gevra om die gevolgtrekking vir hulle ondersoek te stel. Skryf neer wat hulle gesê het. (2)
7Asstowweverander word, kan dieveranderingfisies ofchemies wees. Oorweegdie volgendeveranderingevoorgestel deurdie letters A enB respektieweliken beantwoord dan die vrae wat volg.
A: H2O(s) H2O( ) B: NH4NO3(s) N2O(s) + 2H2O(g)
7.1 Skryf neerwatter eenvan dietweereaksies is: (Skryfslegs die letter langs die vraagnommer neer.)
7.1.1 Fisieseverandering (1)
7.1.2 Chemieseverandering (1)
7.2 Skryf neer TWEE verskille tussen fisiese en chemiese veranderinge.
Kopieer die tabel en gebruik dit om die vraag te beantwoord. (4)
8 Kopieer die tabel hieronder en skryf elk van die items onder die korrekte opskrif:
Fermentasie van miliemeel
Kook van water
Bak eier
Verbranding van brandstof
Sublimasie van droë ys. (5)
FISIESE VERANDERING CHEMIESE VERANDERING
9 Gaskoeldrank en sodawater bevat koolsuur (H2CO3). As blikkie gaskoeldrank oopgemaak word, word water en koolstofdioksiedgas vrygestel. Vereenvoudigde vergelyking wat hierdie reaksie verteenwoordig, is:
H2CO3(aq) H2O( ) + CO2(g)
9.1 Is hierdie reaksie sintese- of ontbindingsreaksie? (1)
9.2 Gebruik hierdie vergelyking en verduidelik hoekom gaskoeldrank winderigheid veroorsaak. (2)
9.3 Sommige mense beweer dat gaskoeldrank skadelike effek het op tande en tandbederf veroorsaak.
Hoe sou jy hierdie bewering ondersoek? Sluit die volgende in jou verslag in:
Die ondersoekende vraag
Hoe sou jy die ondersoek uitvoer (Metode)
Waarvoor sou jy soek (Resultate)
Hoe sou jy jou resultate interpreteer.
10 Tydens demonstrasie om die verskil tussen chemiese en fisiese verandering te illustreer, is die volgende eksperimente uitgevoer:
Eksperiment A: Suiker word in kookwater opgelos.
Eksperiment B: Suiker word op die stoof verhit totdat bruin stroop vorm.
10.1 Klassifiseer elk van die veranderinge tydens bogenomede eksperimente as fisies of chemies. (2)
10.2 Gee EEN rede vir jou antwoord. (2)
10.3 In die noordelike Kalahari is die mees algemene gif gebruik vir die pyle van die San gemaak van die larwes en papies van chrisomelied kewers. Die inhoud van die larwes/papies is direk op die pyle gedruk. Die pyle is dan oor vuur gedroog.
Is dit voorbeeld van chemiese of fisiese verandering? (2)
11 Die reaksie van metale met suurstof, soos die roes van yster, is ongewenste chemiese reaksie.
Jaarliks word baie geld bestee om staalstrukture te beskerm teen roes.
Roes is yster(III)oksied, gevorm wanneer yster met die suurstof in die lug reageer.
Buiten suurstof, is vog nodig vir die roesproses.
11.5 Alhoewel Suid-Afrika ryk is aan ystererts, moet ons steeds produkte wat van yster gemaak is, teen roes beskerm. Die beskikbare bronne sal nie vir ewig hou nie en as dit nie beskerm word nie, mag ons onsself weer terug bevind in die Steentydperk.
Stel TWEE maniere voor hoe ons ons ysterprodukte teen roes kan beskerm. (2)
12 Silikon is een van die volopste materiale in die aardkors. Silikon is een van die materiale wat die revolusie in die rekenaar-industrie veroorsaak het. Redelik suiwer silikon kan op groot skaal berei word in reeks stappe wat begin by die verhitting van suiwer silika-sand (SiO2) met gesuiwerde kooks tot ongeveer 3 000 °C.
Sample
11.1 Skryf gebalanseerde chemiese vergelyking vir die reaksie van yster en suurstof om yster(III)oksied te vorm. (3)
11.2 Klassifiseer die reaksie in die vorige vraag as sintese- of ontbindingsreaksie. (2)
11.3 Gebruik relatiewe atoommassas en bereken die massa van die reaktante en die produkte.
Skryf observasie omtrent hierdie massas neer. (4)
11.4 Noem die wet geïllustreer in die vorige vraag. (2)
Kooks is grys, poreuse vastestof wat verkry word uit die distillasie van steenkool. Die reaksie word voorgestel deur die volgende ongebalanseerde vergelyking:
12.1 Herskryf die vergelyking en gee die chemiese formules van die produkte. Toon die fases van die produkte in die vergelyking en balanseer die vergelyking. (4)
12.2 Gee TWEE redes waarom hierdie proses skadelik vir die omgewing is. (2)
13 Chemiese wapens is deur die Geneva Protokol verban in 1925. Volgens hierdie protokol mag geen wapens wat verstikkende en giftige gasse vrystel, as wapens gebruik word nie.
Wit fosfor, baie reaktiewe allotroop van fosfor, is onlangs tydens militêre aanval gebruik. Fosfor brand heftig in suurstof. Baie mense het ernstige brandwonde opgedoen en sommige het selfs gesterf as gevolg hiervan.
Die vergelyking vir hierdie spontane reaksie is as volg: P4(s) + O2(g) P2O5(s)
13.1 Balanseer die chemiese vergelyking. (2)
13.2 Bewys dat die wet van behoud van massa is tydens die chemiese reaksie gehoorsaam is. (5)
13.3 Noem die produk gevorm tydens die reaksie. (2)
13.4 Klassifiseer die reaksie as sintese- of ontbindingsreaksie.
Gee rede vir jou antwoord. (3)
13.5 Was wit fosfor as chemiese wapen gebruik? Gee rede vir jou antwoord. (3)
13.6 Watter effek kan die onverantwoordelike gebruik van fosfor op mense en die omgewing hê? (4)
14 Oorweeg die veranderinge voorgestel deur die letters A tot C hieronder.
A: Appel word in kwarte gesny en dan gebak tot bruin.
B: Koper(II)karbonaat ontbind in koper(II)oksied en koolstofdioksied as dit verhit word.
C: Koper(II)sulfaat los op in water.
14.1 Watter van die letters (A, B of C) verteenwoordig FISIESE veranderinge? Gee rede. (3)
14.2 Watter van die letters (A, B of C) verteenwoordig CHEMIESE veranderings? Gee rede. (3)
14.3 Skryf gebalanseerde vergelyking vir die verandering voorgestel deur B. (4)
15 Bestudeer die volgende chemiese vergelyking: Fe2O3(s) + C(s) Fe(s) + CO(g)
15.1 Kopieer bostaande vergelyking en balanseer dit. (2)
15.2 Verduidelik kortliks die betekenis van die (s) in bostaande vergelyking. (1)
15.3 Stel die Wet van Behoud van Massa in woorde. (2)
15.4 Toon deur middel van berekeninge dat die Wet van Behoud van Massa gehoorsaam word tydens hierdie chemiese reaksie. (3)
Wet van Behoud van Materie of Massa: Die totale massa van die reaktante is gelyk aan die totale massa van die produkte.
Linkerkant van die vergelyking is die reaktante (stowwe voor reaksie plaasvind).
Regterkant van die vergelyking is die produkte (stowwe nadat reaksie plaasgevind het).
Reaktante en produkte saam vorm die reagense, d.w.s. al die stowwe betrokke in die reaksie.
Pyl dui die chemiese verandering aan wat plaasvind.
Die fases van beide die reaktante en die produkte word as volg aangedui:
(s) vir vastestof, ( ) vir vloeistof, (g) vir gas en(aq) vir waterige oplossing (opgelos in water).
Voorbeeld:
Een stikstofmolekulereageer metdriewaterstofmolekules en produseer tweeammoniakmolekules.
N2 + 3H2 2NH3
Om aan te dui dat die stikstof, asook die waterstofenammoniak in die gasfase is, word die vergelyking geskryf as Let op dat daar 2 stikstofatomelinksen2 stikstofatomeregsis, seswaterstofatomelinksen ses waterstofatomeregs, d.w.s. atomebly behoue.
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
Die relatiewe massalinksis 2(14) + 3(1 + 1) = 34.
Die relatiewe massaregsis 2(14 + 3) = 34, d.w.s. massa bly behoue
Nog voorbeeld:
Eensuurstofmolekulereageer met tweewaterstofmolekules en vorm tweewatermolekules.
Metode om chemiesevergelykingte balanseer, bv. C3H8(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(g)
Kyk na die vergelykingom te sien watter elementenie gebalanseerd is nie.
Dit is gewoonlik goeie idee om waterstofensuurstofte laat totdat jy die ander klaar gebalanseer het. In hierdie vergelykingis daar driekoolstofatomelinksen een regs.
Korrigeer dit deur koëffisiënt van 3 voor die CO2 te plaas.
C3H8(g) + O2(g) 3CO2(g) + H2O(g)
Daar is 8 waterstofatomelinksen2 regs – sit 4 voor die H2O, wat 8 H atomeregsgee.
C3H8(g) + O2(g) 3CO2(g) + 4H2O(g)
Maar nou balanseer die suurstofatomenie – daar is 2 suurstofatomelinksen10 suurstofatomeregs.
Om 10 suurstofatomelinkste kry, plaas koëffisiënt van 5 voor die suurstof. Onthou, koëffisiënteis vermenigvuldigers, dus 4H2O beteken dit 4(2) = 8 waterstofatomeen4(1) = 4suurstofatome.
C3H8(g) + 5O2(g) 3CO2(g) + 4H2O(g)
Hierdievergelykingis nougebalanseerd.
Elke kant van dievergelykinghet3 atomevanC,8 atomevan H en10 atomevan O.
o Wenke: Moenie die onderskrif in molekule verander om dit te balanseer nie – sodoende verander jy die stof! Jy mag slegs die koëffisiënte verander.
o As dit gebeur dat die koëffisiënt breuk is, bv. 1½, vermenigvuldig dan al die koëffisiënte in die vergelyking met 2 om dit heelgetalle te maak.
Oefening23:
1 Vyf-en-twintig gram(25 g) vanreaktantP reageer volledig met vyf-en-veertig gram (45 g) van reaktantQ. Watter EENvan dievolgendestellings is KORREK?
A Die totale massa vanproduktesal gelyk wees aan 70 g.
B Die totale massa vanprodukte plus enige ongereageerde reaktantesal 70 gwees.
C Die totale massa vanprodukte plus enige ongereageerde reaktantesal minder as 70 g wees.
D Die totale massa vanprodukte plus enige ongereageerde reaktantesal meer as 70 g wees. (2)
7 Skryf gebalanseerdechemiesevergelyking vir die volgendewoordvergelyking: kalsiumoksied+ swawelsuur kalsiumsulfaat+ water (5)
8 Voedselproduksie vir groeiende wêreldbevolking berus swaar op kunsmisstowwe.
Salpetersuurword gebruik vir die produksie van ammoniumnitraat, kunsmisstof met hoë stikstofinhoud. Woordvergelykings vir drie reaksies tydens die industriële bereiding van salpetersuur word hierondergegee.
Skryf gebalanseerdechemiesevergelykings vir elk van hierdie reaksies.
8.1ammoniak + suurstof stikstofmonoksied + water (3)
8.3 stikstof(IV)oksied+ suurstof+ water salpetersuur (3)
9 Bestudeer die beskrywings of woordvergelykings vir chemiese reaksies hierondergegee. Skryf gebalanseerdevergelykingneer vir elk van hierdiechemiesereaksies.
9.1Die koolstofmonoksiedgas van motorkarenjin kombineer met suurstofgas in die atmosfeer om koolstofdioksiedgaste vorm. (4)
9.2As swaweldioksiedgas met waterdamp in die lug kombineer vorm dit swaweligsuur. (4)
9.3Salpetersuur + sinkoksied sinknitraat+ water (5)
10Ammoniumnitraatword gebruik as plofstof in die mynindustrie. As ammoniumnitraatontplof, ontbind dit in gasvormige stikstof, suurstofen waterdamp.
10.1Gebruikchemieseformules om die gebalanseerdevergelykingvir hierdie ontbindingsreaksiete skryf. (3)
10.2Gee rede waarom hierdie reaksie’n ontploffing veroorsaak. (2)
ELEKTRISITEIT ENMAGNETISME
Magnetisme
Magneetveld is gebied in die ruimte waar ander magneet of ferromagnetiesemateriaal niekontak krag ondervind .
Verskillendestowwereageerverskillend op die teenwoordigheid van magneetveld: Diamagnetiese materiale (meestalnie-metaleenhalfmetale) word effens afgestoot deur magneetvelden die materiaalbehou nie die magnetieseeienskappeas die eksterne veld verwyder word nie.
Paramagnetiese materiale (meestalmetale, Fe, Co, Niuitgesluit) word effens aangetrek deur magneetvelden die materiaalbehou nie die magnetieseeienskappeas die eksterne veld verwyder word nie.
Ferromagnetiese materiale (bv. Fe, Co, Ni)vertoon sterkaantrekkingnamagneetvelde en is in staat om die magnetieseeienskappete behou as die eksterne veld verwyder word.
Domeinteorie: Die atomebinne enige voorwerp besit magneetvelde wat met hulle geassosieerword.
In meeste materialewys hierdie veldein alle rigtings en kanselleer mekaar uit, sodat die nettoveld zerois – ons noem hulle nie-magnetiese materiale.
In ferromagnetiese materialeis daar domeine, wat gebiede is waarbinne die magneetvelde van aantal atome saamwerk om nettomagneetveld inelke domein te vorm. Die magneetvelde vandie domeine is in verskillende rigtings, maar kan in dieselfde rigting wys as die stof gemagnetiseerd is.
In permanente magnete wys baie domeine in dieselfde rigting, met al die N-pole in een rigting en al die S-pole in die teenoorgestelde rigting. Daar is slegs netto N-pool by een punt en netto S-pool by die ander punt – die magneetvelde op ander plekke kanselleer.
Magneet het twee teenoorgestelde pole, genoemdie noord-pool (N) en die suid-pool (S). Selfs as magneet in klein stukkies gebreek word, sal elke stukkie steeds N- en S-pool hê. Dit is nie moontlik om geïsoleerde noord- of suid-pool te hê nie, d.w.s. magnetiesemonopool bestaan nie.
Soortgelyke magnetiesepolestoot af (N en N; S en S) en teenoorgestelde poletrek aan (N enS).
Dustweemagnete salafstoot as hulle soortgelyke pole na mekaar gebring word en aantrek as hulle teenoorgestelde polena mekaar gebring word.
Magneetveldlyne is denkbeeldige lyne wat so getrek kan word dat hulle die veld verteenwoordig.
Die digtheid van die veldlyne by punt in die veld gee aanduiding van die sterktevan dieveld in daardiepunt – hoe nader aan mekaar, hoesterker die veld.
Pyle op die veldlyne dui die rigting van die veld aan – buite die magneet is die rigting van die veld weg van N na die S-pool van die magneet.
Veldlyne kruis nooit
Veldlynekan in drie dimensies geteken word, maar vir vereenvoudiging toon ons net twee dimensies.
Magneetveld om staafmagneet
Sample
Magneetveld van twee magnete met hulle noord-pole by mekaar.
Die patroon sal presies dieselfde wees met twee suid-pole by mekaar, behalwe vir die pyle wat in die teenoorgestelde rigting sal wees.
Magneetveld van twee magnete met hulle noord-en suid-pole by mekaar.
Moenie die verskillendeveldeverwar nie!
Elektrieseveld is gebied in die ruimtewaar elektrieselading elektriesekrag ondervind. Gravitasieveld is gebied in die ruimtewaar massa gravitasiekragsal ondervind. Magneetveldeis verskillend vangravitasie-enelektrieseveldein die sin dat hulle nie met enkele deeltjie soos massa of lading geassosieer word nie.
Kompas word gebruik om die rigting van magneetveldaan te dui.Ditbestaan uit klein liggewig magneet gebalanseerop bykans wrywinglose spil. Een punt is gemerk met N, wat in die rigting van die magneetveld wys, d.w.s. dit wys weg van die N-pool van die magneet na die S-pool. In die afwesigheid van ander magneetvelde, sal die N van diekompasnaald in die rigting van die aarde se geografiese noord-pool wys. Maar aangesien die naald altyd weg van die magnetiese noord-na magnetiese suid-pool wys, beteken dit dat die aarde se magnetiese suid-pool ongeveer by die geografiese noord-pool is en vice versa. Dit is asof die aarde groot magneet het met sy S-pool by die geografiese noord. Die geografiese noord-en suid-pole is die mees noordelike en mees suidelike punte van die aarde se rotasie-as. Die hoek tussen die meridiaan (lyn) wat die magnetiese N-en Spole verbind en die meridiaan wat die geografiese N-en S-pole verbind, word die magnetiese deklinasiehoek genoem.
Verskynsels wat deur die aarde se magneetveldgeaffekteer word:
Aurora Borealis (Noorderligte). Die son gee hoë energie ioon-deeltjies uit. Wolk bestaande uit ioon-deeltjies, genoem plasma of sonwind, werk op die aarde se magneetveldin en sommige van diedeeltjies word daardeur vasgevang en magneties afgetrek in die ionosfeer in, bo die aardoppervlak.Die deeltjies bots met die gasse in die ionosfeer en produseer die kleure en die verskynsel genoem Aurora Borealis.
Magnetiesestorms kom voor wanneer energieke deeltjies van sonwind met die ionosfeer en magnetosfeer bots en so stroom energieke deeltjies veroorsaak wat die atmosfeer se magnetiese enelektriesestrome versteur. Dit kan ontwrigting in kommunikasie-en navigasie-sisteme veroorsaak, intense auroras, skade aan satelliete, en tydens die meer intense storms, strome in kraglyne en pype induseer wat kragonderbrekings en korrosie veroorsaak.
Sonwind dra ongeveer een miljoen ton warm plasma teen temperatuur van ongeveer 105 K weg van die son elke sekonde. Die wisselwerking van die aarde se magneetveldmet deeltjies in die magnetosfeer verskaf beskerming van sonwind-plasma –dit beskerm die atmosfeer, die watervoorraaden die inwoners van die verskroeiende effek van die sonwind se geïoniseerde gasse.
N N S N
N S
• Al die nodige eksamenvoorbereiding vir f isika en chemie opgedeel in klein stukkies maklik verstaanbare “kwanta”.
• Elke les bevat ’n opsomming, wenke en ’n oefening.
• Die oefeninge dek verskillende tipiese eksamenvrae om vaardighede te oefen en kennis en redeneervermoë te toets.
• Bevat stap-vir-stap bewerkings en antwoorde.
• Bevat ’n handige opsomming van vaardighede wat nodig is om fisiese wetenskappe suksesvol aan te pak.
• Sluit formuleblaaie en opsommings van def inisies en wetenskapwette in.
