VOORWOORD
Die doel van hierdie boek is tweërlei van aard en is ‘n uitvloeisel van die opdrag aan die skrywer tydens sy aanstelling by Hoërskool Raslouw – kweek ‘n liefde vir wetenskap by die leerlinge en berei hulle voor vir studie volgens die Cambridge International Examination leerplan. Verder is dit die gevolg van ‘n lang gekoesterde ideaal om aan hoërskoolleerlinge inligting en kennis, wat deur jarelange ondervinding opgedoen is, in hul moedertaal aan te bied en hulle sodoende in te lei in die geheimenisse van ‘n wonderlike en interessante vakgebied. Hierdie boek dien as inleiding tot basiese chemiese en fisiese beginsels vir hoërskoolleerlinge en bevat ‘n beknopte oorsig oor onderwerpe wat die boustene van Chemie en Fisika vorm. Dit bevat ook heelwat voorbeelde en die vrae oor die inhoud van elke module dien om begrip van die beginsels finaal vas te lê. ‘n Deeglike kennis van die inhoud van hierdie boek dien as stewige fondament vir verdere studie in die fisiese wetenskappe. Die skrywer betuig hiermee sy opregte dank en waardering aan lede van Indicato, Mnre Leonard van der Dussen, Pieter van der Dussen en Andries Buys, vir hul volgehoue aanmoediging, raad en ondersteuning, Me Bianca Tromp vir haar deeglike taalversorging en Mnr Windsor Lobai vir sy uitstekende grafika en ontwerp. Sonder die professionele insette van dié persone sou hierdie boek definitief nie die lig gesien het nie. Ten slotte, die skrywer hoop van harte dat leerlinge net soveel genot daaruit sal put om deur die inhoud van hierdie boek te werk en kennis van basiese wetenskaplike beginsels te verkry as wat hy dit geniet het om die boek saam te stel. Die volledige vakproduksiespan is: Skrywer/samesteller:
Dr Abie van Wyk
Redakteur:
Andries Buys
Grafika en ontwerp:
Windsor Lobai
Taalversorging:
Bianca Tromp
Uitvoerende vervaardiger:
Pieter van der Dussen
November 2014
CHEMIE INLEIDING
1
MODULE 1: MATERIE 1.1
Definisie
3
1.2
Vorms van materie
3
1.3
Omskakeling van materie van een vorm na ‘n ander
4
1.4
Partikelteorie
7
MODULE 2: MENGSELS EN SKEIDING VAN MENGSELS 2.1
Mengsels
15
2.2
Skeidingstegnieke
17
2.3
Skeiding van mengsels
20
MODULE 3: ELEMENTE EN ATOME 3.1
Elemente
25
3.2
Atome
26
3.3
Samestelling van die atoom
26
3.4
Atoomgetal en massagetal
27
3.5
Ione
27
3.6
Isotope
28
3.7
Relatiewe atoommassa
28
3.8
Rangskikking van elektrone in ‘n atoom
29
MODULE 4: DIE PERIODIEKE TABEL VAN ELEMENTE 4.1
Agtergrond
37
4.2
Periodes in die Periodieke Tabel
39
4.3
Groepe in die Periodieke Tabel
39
4.4
Metale en nie-metale
40
MODULE 5: VERBINDINGS EN MOLEKULE 5.1
Verbindings
43
5.2
Molekule
43
5.3
Hoekom verbindings vorm
43
5.4
Oordrag van elektrone en die vorming van ione
44
5.5
Ioniese bindings en ioniese verbindings
44
5.6
Deling van elektrone, kovalente bindings en kovalente verbindings
46
5.7
Relatiewe formule- en molekulêre massas
48
5.8
Persentasie-samestelling van verbindings
48
5.9
Verskille tussen mengsels en verbindings
49
FISIKA INLEIDING
53
MODULE 1: WISKUNDIGE AGTERGROND 1.1
Eksponensiële skryfwyse
55
1.2
Wetenskaplike notasie
56
1.3
Gemiddelde
57
MODULE 2:
METINGS
2.1
Afstand/lengte
59
2.2
Volume
60
2.3
Massa
60
2.4
Tyd
60
2.5
Temperatuur
60
METINGS - PRAKTIES MODULE 3:
66
DIGTHEID
3.1
Definisie
69
3.2
Berekening van digtheid
70
3.3
Berekening van massa (digtheid en volume bekend)
72
3.4
Berekening van volume (digtheid en massa bekend)
72
DIGTHEID - PRAKTIES
77
MODULE 4: SPOED 4.1
Definisie
79
4.2
Berekening van spoed
79
4.3
Berekening van die afstand afgelê in ‘n sekere tyd
80
4.4
Berekening van die tyd geneem om ‘n sekere afstand af te lê
81
4.5
Grafiese voorstellings
81
BIBLIOGRAFIE
87
INLEIDING Chemie is die studie van materie, die veranderinge wat materie ondergaan en die verklaring/redes vir die veranderinge.
Chemie word in die volgende onderafdelings verdeel:
Organiese Chemie – chemie van koolstofverbindings
Anorganiese Chemie – chemie van alle ander verbindings
Fisiese Chemie – chemie van fisiese verskynsels
Analitiese Chemie – metodes vir analise van materie
Chemici moet metings kan doen, ‘n goeie kennis van Wiskunde hê, syfervaardig wees en logies kan dink.
1
2
MODULE 1
MATERIE 1.1 DEFINISIE Materie is enigiets wat ruimte beslaan en dus volume en massa besit.
1.2 VORMS VAN MATERIE Materie kan in die volgende drie vorms (fisiese toestande/fases) voorkom:
Vaste stowwe, byvoorbeeld grond, staal, hout, ens.
Vloeistowwe, byvoorbeeld water, alkohol, gesmelte staal, ens.
Gasse/dampe, byvoorbeeld waterdamp, lug, suurstof, ens.
Hierdie drie fases is afhanklik van temperatuur en druk. Wanneer die temperatuur verhoog word, neem die volume van al drie fases toe (uitsetting) en wanneer die temperatuur verlaag, neem die volume van al drie fases af (inkrimping). Wanneer die druk toeneem, neem die volume van ‘n gas af – gasse is dus baie saampersbaar. Vloeistowwe is slegs effens saampersbaar en vaste stowwe is glad nie saampersbaar nie. Onderstaande tabel som die verskille in sommige eienskappe van die drie fases van materie op:
FASE
VOLUME
DIGTHEID
VORM
VLOEIBAARHEID
Vaste stof
Vaste volume
Hoog
Definitiewe vorm
Nie vloeibaar nie
Vloeistof
Vaste volume
Matig tot hoog
Geen definitiewe vorm, neem die vorm van die houer aan
Vloei normaalweg maklik
Gas/damp
Geen vaste volume, vul die houer
Laag
Geen definitiewe vorm, neem die vorm van die houer aan
Vloei maklik
3
1.3 OMSKAKELING VAN MATERIE VAN EEN VORM NA ‘N ANDER 1.3.1
Fisiese verandering
Materie kan van een vorm na ‘n ander omgeskakel word bloot deur die temperatuur daarvan te verhoog of te verlaag (temperatuurveranderings). Omskakeling van een vorm van materie na ‘n ander is ‘n faseverandering. ‘n Faseverandering is ‘n fisiese verandering. ‘n Fisiese verandering vind plaas wanneer geen nuwe stowwe gevorm word nie en is normaalweg omkeerbaar. Voorbeeld: Omskakeling van ys na water na stoom en die omgekeerde daarvan (die omskakeling van stoom na water na ys) bloot deur temperatuurveranderinge.
1.3.2
Smeltpunt
Wanneer suiwer ys (vaste stof) verwarm, smelt dit en word na suiwer water (vloeistof) omgeskakel – dit vind plaas by die smeltpunt van ys (0 0C). Smeltpunt is dus die temperatuur waar ‘n vaste stof na ‘n vloeistof omgeskakel word en elke suiwer vaste stof het ‘n spesifieke smeltpunt waaraan dit geïdentifiseer kan word.
1.3.3
Vriespunt
Wanneer suiwer water (vloeistof) afgekoel word vries dit en word na suiwer ys (vaste stof) omgeskakel – dit vind plaas by die vriespunt van water (0 0C). Vriespunt is dus die temperatuur waar ‘n vloeistof na ‘n vaste stof omgeskakel word en elke suiwer vloeistof het ‘n spesifieke vriespunt waaraan dit geïdentifiseer kan word. Vries is dus die teenoorgestelde proses van smelt. Let op dat die smeltpunt van suiwer ys en die vriespunt van suiwer water dieselfde temperatuur is: 0 0C.
1.3.4
Verdamping
Wanneer water (vloeistof) aan die atmosfeer blootgestel word, verdamp dit en word na waterdamp omgeskakel. Dié proses is verdamping en vind vanaf die oppervlakte van die vloeistof plaas. Verdamping vind oor ‘n temperatuurgebied plaas en hoe hoër die temperatuur, hoe vinniger vind verdamping plaas.
1.3.5
Kondensasie
Wanneer stoom (gas/damp) afgekoel word, kondenseer dit en word na water (vloeistof) omgeskakel. Dié proses is kondensasie en dit vind oor ‘n temperatuurgebied plaas. Kondensasie is dus die teenoorgestelde proses van verdamping.
1.3.6
Kookpunt
Wanneer ‘n vloeistof verhit word, word dit uiteindelik warm genoeg vir ‘n gas/damp om binne die vloeistof gevorm te word en nie net op die oppervlakte nie. Dié proses is kook en die spesifieke temperatuur waarby dit plaasvind is die kookpunt. Kookpunt is dus die temperatuur waar ‘n vloeistof na ‘n gas/damp omgeskakel word en elke suiwer vloeistof het ‘n spesifieke kookpunt waaraan dit geïdentifiseer kan word. Die kookpunt van ‘n vloeistof is afhanklik van die druk en word gewoonlik by die lugdruk by seespieël (standaarddruk) aangegee. Hoe hoër die druk hoe hoër die kookpunt en hoe laer die druk hoe laer die kookpunt. 4
Die kookpunt van suiwer water by seespieël is 100 0C, maar in Pretoria is dit laer (ongeveer 94 0C). Die druk in ‘n drukkoker is hoër as standaarddruk en die kookpunt van water daarin is ongeveer 120 0C. Voedsel word dus gouer gaar in ‘n drukkoker.
1.3.7
Sublimasie
Wanneer sommige vaste stowwe verhit word, sublimeer dit en word direk na ‘n gas/damp omgeskakel – dié proses is sublimasie en dit vind by die sublimasiepunt plaas. Sublimasiepunt is dus die temperatuur waar ‘n vaste stof direk na ‘n gas/damp omgeskakel word en suiwer vaste stowwe, wat sublimeer, het ‘n spesifieke sublimasiepunt waaraan dit geïdentifiseer kan word. Wanneer sommige gasse/dampe afgekoel word, sublimeer dit en word direk na ‘n vaste stof omgeskakel – dié proses is ook sublimasie en dit vind by die sublimasiepunt plaas. Sublimasiepunt is dus ook die temperatuur waar ‘n gas/damp direk na ‘n vaste stof omgeskakel word en suiwer gasse/dampe, wat sublimeer, het ‘n spesifieke sublimasiepunt waaraan dit geïdentifiseer kan word. Droë ys (vaste koolstofdioksied) is ‘n voorbeeld van ‘n vaste stof wat sublimeer en dit vind by -78 0C plaas. Koolstofdioksiedgas sublimeer by -78 0C om droë ys te vorm. Let op dat die sublimasiepunt van suiwer droë ys (vaste koolstofdioksied) en die sublimasiepunt van suiwer koolstofdioksiedgas dieselfde temperatuur is: -78 0C. Faseveranderinge van water kan soos volg voorgestel word: kook
vries
tof
smelt
vloeis
vaste stof
gas
kondenseer
Van die voorafgaande prosesse kan soos volg skematies voorgestel word: Toenemende temperatuur → VASTE STOF
VLOEISTOF SMELTPUNT/VRIESPUNT
1.3.8
GAS KOOKPUNT
← Afnemende temperatuur
Temperatuurverandering tydens faseveranderinge van materie
Wanneer ‘n vaste stof smelt, bly die temperatuur konstant totdat die vaste stof volledig gesmelt het. Wanneer ‘n vloeistof vries, bly die temperatuur konstant totdat die vloeistof volledig gevries het. Wanneer ‘n vloeistof kook, bly die temperatuur konstant totdat die vloeistof volledig verdamp het. Wanneer ‘n gas afgekoel word en kondenseer, bly die temperatuur konstant totdat die gas volledig na ‘n vloeistof omgeskakel is.
5
1.3.9
Verhittingskurwe van ‘n vaste stof
Die verhittingskurwe van ‘n vaste stof is die grafiek wat die temperatuurverandering van die stof tydens verhitting teen tyd aandui. Onderstaande skets toon die verhittingskurwe van ‘n vaste stof aan:
gas
Temperatuur
B A: Smeltpunt
vloeistof
B: Kookpunt
A
vaste stof
Tyd 1.3.10
Afkoelingskurwe van ‘n gas
Die afkoelingskurwe van ‘n gas is die grafiek wat die temperatuurverandering van die stof tydens afkoeling teen tyd aandui. Onderstaande skets toon die afkoelingskurwe van ‘n gas aan:
Temperatuur
gas A: Kookpunt
A vloeistof
B: Vriespunt
B vaste stof
Tyd
1.3.11
Effek van onsuiwerhede op smeltpunt en kookpunt
Suiwer stowwe het spesifieke, skerp smeltpunte en kookpunte wat aangewend kan word om die stowwe te identifiseer. Onsuiwerhede veroorsaak dat die smeltpunt van ‘n stof daal en die kookpunt styg. Hoe meer onsuiwerhede ‘n stof bevat, hoe groter die daling in smeltpunt en styging in kookpunt. Suiwer water vries by 0 0C en kook by 100 0C by standaarddruk. ‘n Soutoplossing (water waarin sout opgelos is) vries by ongeveer -5 0C en kook by ongeveer 101 0C.
1.3.12
Smeltpunte, kookpunte en sublimasiepunte van ‘n aantal suiwer stowwe
Die volgende tabel toon die smeltpunte, kookpunte en sublimasiepunte van ‘n aantal suiwer stowwe by standaarddruk aan:
6
STOF
FISIESE TOESTAND BY 20 0C
SMELTPUNT (0C)
KOOKPUNT (0C)
Suurstof Stikstof Alkohol Water Swawel Tafelsout Koper
Gas Gas Vloeistof Vloeistof Vaste stof Vaste stof Vaste stof
-219 -210 -117 0 115 801 1 083
-183 -196 78 100 444 1 465 2 600
SUBLIMASIEPUNT (0C) Koolstofdioksied Ammoniumchloried
Gas Vaste stof
-78 340
Die smeltpunt en kookpunt van ‘n stof in vergelyking met kamertemperatuur (ongeveer 20 0C) toon aan of die stof by kamertemperatuur as ‘n vaste stof, vloeistof of gas voorkom.
1.4 PARTIKELTEORIE 1.4.1
Aannames
Alle stowwe bestaan uit partikels (deeltjies).
Daar is ruimte tussen die deeltjies.
Die deeltjies is voortdurend in beweging.
Daar bestaan aantrekkingskragte en afstotingskragte tussen die deeltjies.
1.4.2
1.4.3
Rangskikking van deeltjies in ‘n vaste stof
Deeltjies is dig in ‘n reëlmatige patroon saamgepak.
Sterk aantrekkingskragte hou die deeltjies in vaste posisies en daarom is metale hard.
Die deeltjies vibreer slegs om hulle vaste posisies.
Vaste stowwe kan nie saamgepers word nie omdat daar nie groot ruimtes tussen die deeltjies is nie.
Rangskikking van deeltjies in ‘n vloeistof
Deeltjies is naby mekaar, maar verder van mekaar as in ‘n vaste stof en is nie in ‘n vaste patroon gerangskik nie.
Deeltjies kan rondbeweeg en by mekaar verbybeweeg.
Die aantrekkingskragte wat die deeltjies bymekaar hou is swakker as in vaste stowwe — vloeistowwe is dus vloeibaar (neem die vorm van die houer aan) en net effens saampersbaar.
7
1.4.4
1.4.5
Rangskikking van deeltjies in ‘n gas
Daar is groot ruimtes tussen die deeltjies en die aantrekkingskragte tussen die deeltjies is baie swak – gasse is dus saampersbaar.
Deeltjies beweeg gedurig baie vinnig en onordelik rond en ‘n gas vul dus die houer waarin dit verkeer.
Deeltjies bots gedurig met mekaar en met die wande van die houer waarin dit verkeer.
Verhitting van ‘n vaste stof
Wanneer ‘n vaste stof verhit word, verkry die deeltjies meer energie en vibreer meer (vaste stof sit uit). By die smeltpunt vibreer die deeltjies soveel dat hulle wegbreek van hulle vaste posisies, die vaste stof smelt en word ‘n vloeistof. Dit kan soos volg voorgestel word:
warmte by smeltpunt
warmte
Vaste stof
1.4.6
‘n Vloeistof vorm
Die deeltjies vibreer meer
Verhitting van ‘n vloeistof
Wanneer ‘n vloeistof verhit word, verkry die deeltjies meer energie en beweeg vinniger. Deeltjies bots meer gereeld en beweeg verder weg van mekaar (vloeistof sit uit). By die kookpunt verkry die deeltjies genoeg energie om die aantrekkingskragte tussen hulle te oorkom, die vloeistof verdamp en word ‘n gas.
warmte
warmte by kookpunt
Dit kan soos volg voorgestel word:
Stadig bewegende deeltjies in vloeistof
Die deeltjies beweeg vinniger
Die deeltjies het genoeg energie om te ontsnap
Sommige deeltjies in ‘n vloeistof het meer energie as ander en het selfs genoeg energie om te ontsnap en ‘n gas te vorm (verdamp) by temperature laer as die kookpunt van die vloeistof. Dit is hoekom reënwaterpoele in die son opdroog.
1.4.7
Afkoeling van ‘n gas
Wanneer ‘n gas afgekoel word, verloor die gasdeeltjies energie en beweeg al stadiger. Wanneer hulle dan teen mekaar bots het hulle nie genoeg energie om weg te bons nie. Hulle bly naby aan mekaar en vorm ‘n vloeistof (kondenseer). 8
1.4.8
Afkoeling van ‘n vloeistof
Wanneer ‘n vloeistof afgekoel word, beweeg die vloeistofdeeltjies al stadiger. Uiteindelik hou hulle op beweeg, vibreer net om vaste posisies en vorm ‘n vaste stof (vries).
afk oe
l
Die voorgaande faseveranderinge met temperatuurverandering en die gepaardgaande energieverandering kan soos volg voorgestel word:
kondenseer
Temperatuur
oel afk
kook
vries smelt
GAS
VLOEISTOF ver
hit
VASTE STOF r
ve
hit
Energie
1.4.9
Diffusie van gasdeeltjies
Diffusie van gasdeeltjies is die verspreiding van die deeltjies van een gas in die deeltjies van ‘n ander gas om ‘n mengsel te vorm. Wanneer brood gebak word versprei die reuk van die brood deur die hele huis. Dit is as gevolg van diffusie van die gasdeeltjies van die gebakte brood. Hierdie deeltjies beweeg tussen die lugdeeltjies deur en vermeng met die lugdeeltjies totdat hulle deur die hele huis versprei het. Die diffusiesnelheid van ‘n gas hang af van die massa van die gasdeeltjies en die temperatuur. Hoe hoër die massa van die gasdeeltjies hoe stadiger diffundeer die gas en hoe laer die massa van die gasdeeltjies hoe vinniger diffundeer die gas. Hoe hoër die temperatuur hoe vinniger diffundeer ‘n gas en hoe laer die temperatuur hoe stadiger diffundeer ‘n gas. Die geur van blomme versprei vinniger in ‘n kamer op ‘n warm somersdag as op ‘n koue wintersdag. Die rede hiervoor is dat die gasdeeltjies vinniger diffundeer by die hoër temperatuur.
9
VRAE 1.
Wat is materie?
2.
Noem die drie fases waarin materie kan voorkom.
3.
Skryf die ontbrekende gegewens in die onderstaande tabel teenoor die toepaslike letters:
FASE
VOLUME
DIGTHEID
VORM
VLOEIBAARHEID
Vaste stof
a
Hoog
b
Nie vloeibaar nie
c
Vaste volume
Matig tot hoog
d
e
Gas/damp
f
g
Geen definitiewe vorm, neem die vorm van die houer aan
h
Voltooi onderstaande sinne: 4.
Die omskakeling van een vorm van materie na ‘n ander is ‘n _____
5.
‘n Fisiese verandering vind plaas _____ en is normaalweg _____
6.
Vries is die teenoorgestelde proses van _____
7.
Kondensasie is die teenoorgestelde proses van _____
8.
Die temperatuur waar ‘n vaste stof na ‘n vloeistof omgeskakel word, is die _____
9.
Die temperatuur waar ‘n vloeistof na ‘n vaste stof omgeskakel word, is die _____
10.
Die temperatuur waar ‘n vloeistof na ‘n gas omgeskakel word, is die _____
11.
Die proses wanneer ‘n vloeistof na ‘n gas omgeskakel word, is _____
12.
Die proses wanneer ‘n gas na ‘n vloeistof omgeskakel word, is _____
13.
Die proses wanneer ‘n vaste stof direk na ‘n gas omgeskakel word, is _____
14.
Die proses wanneer ‘n gas direk na ‘n vaste stof omgeskakel word, is _____
15.
Watter prosesse word in die onderstaande skets verteenwoordig?
a
b gas
c
10
vloeistof
vaste stof
d
16.
Onderstaande tabel toon die smeltpunte en kookpunte van ‘n aantal suiwer stowwe by standaarddruk aan:
STOF
FISIESE TOESTAND BY 20 0C
SMELTPUNT (0C)
KOOKPUNT (0C)
Suurstof Stikstof Alkohol Water Swawel Tafelsout Koper
1 2 3 4 5 6 7
-219 -210 -117 0 115 801 1 083
-183 -196 78 100 444 1 465 2 600
a.
Toon die fisiese toestand van elke stof by 20 0C in die bostaande tabel aan.
b.
Watter vloeistof is oor die kleinste temperatuurgebied ‘n vloeistof?
c.
Watter vloeistof is oor die grootste temperatuurgebied ‘n vloeistof?
d.
Watter vaste stof is oor die grootste temperatuurgebied ‘n vloeistof?
e.
Watter gas is oor die kleinste temperatuurgebied ‘n vloeistof?
f.
Watter twee stowwe is gasse by -100 0C?
g.
Watter twee stowwe is vloeistowwe by 1 200 0C?
h.
Watter stof het die laagste vriespunt?
i.
Watter stof het die hoogste vriespunt?
j.
Watter stof het die hoogste kookpunt?
k.
Watter stof het die laagste kookpunt?
l.
Watter stof is ‘n vloeistof by 400 0C?
m.
‘n Swawelmonster smelt by 110 0C. Waarop dui dit?
n.
‘n Watermonster vries by -3 0C. Waarop dui dit?
o.
‘n Watermonster kook by 103 0C. Waarop dui dit?
11
17.
Onderstaande skets toon die verhittingskurwe van ‘n vaste stof aan:
Temperatuur
B
A
Tyd
Temperatuur A is 115 0C en temperatuur B is 444 0C. Dui die fisiese toestande van die stof op die skets aan: Wat is die smeltpunt van die stof?
b.
Wat is die kookpunt van die stof?
c.
Wat gebeur met die temperatuur terwyl die stof van fase verander?
d.
Is die stof water? Gee redes.
e.
Gebruik die tabel in Vraag 16 om die stof te identifiseer.
Onderstaande skets toon die afkoelingskurwe van ‘n gas aan:
Temperatuur
18.
a.
A
B
Tyd
Temperatuur A is -183 0C en temperatuur B is -219 0C. Dui die fisiese toestande van die stof op die skets aan.
12
a.
Wat is die kookpunt van die stof?
b.
Wat is die vriespunt van die stof?
c.
Wat gebeur met die temperatuur terwyl die stof van fase verander?
d.
Gebruik die tabel in Vraag 16 om die stof te identifiseer.
Is die volgende stellings 19 tot 38 WAAR of VALS? 19.
Alle stowwe bestaan uit deeltjies.
20.
Die deeltjies in ‘n stof beweeg nie.
21.
Daar is ruimtes tussen die deeltjies in ‘n stof.
22.
Deeltjies is nie in vaste posisies in ‘n vaste stof gerangskik nie.
23.
Daar bestaan sterk aantrekkingskragte tussen die deeltjies in ‘n vaste stof.
24.
Vaste stowwe is saampersbaar.
25.
Deeltjies is nie in ‘n vaste patroon in ‘n vloeistof gerangskik nie.
26.
Aantrekkingskragte tussen deeltjies in ‘n vloeistof is sterker as in ‘n vaste stof.
27.
Deeltjies in ‘n vloeistof is nader aan mekaar as deeltjies in ‘n vaste stof.
28.
Daar is groot ruimtes tussen die deeltjies in ‘n gas.
29.
Aantrekkingskragte tussen die deeltjies in ‘n gas is sterker as in ‘n vloeistof.
30.
Aantrekkingskragte tussen die deeltjies in ‘n gas is swakker as in ‘n vaste stof.
31.
Gasse is saampersbaar.
32.
Die deeltjies in ‘n gas beweeg ordelik.
33.
Die deeltjies in ‘n gas bots nie met mekaar nie.
34.
Wanneer ‘n stof verhit word verkry die deeltjies van die stof meer energie.
35.
Hoe meer energiedeeltjies hulle het, hoe vinniger beweeg hulle.
36.
Die reuk van gebakte brood versprei deur die hele huis as gevolg van die diffusie van gasdeeltjies.
37.
Hoe hoër die digtheid van ‘n gas hoe vinniger diffundeer die gas.
38.
Die geur van reukwater versprei stadiger in ‘n vertrek op ‘n warm somersdag as op ‘n koue wintersdag.
39.
Onderstaande skets toon die faseveranderinge wat ‘n stof met verandering in temperatuur en energie ondergaan: afk oe
l
oel afk
Temperatuur
2 1 h ver
v
h er
it
it
4
3 Energie
a.
Benoem die verskillende fases van die stof in die skets.
b.
Watter prosesse, wat tydens faseveranderinge plaasvind, word by die pyle 1 tot 4 in die skets aangetref?
c.
By watter temperatuur verander die vaste stof in ‘n vloeistof?
d.
By watter temperatuur verander die vloeistof in ‘n vaste stof?
e.
By watter temperatuur verander die vloeistof in ‘n gas? 13
14
MODULE 2
MENGSELS EN SKEIDING VAN MENGSELS 2.1 MENGSELS 2.1.1
Definisie
‘n Mengsel word gevorm wanneer twee of meer stowwe met mekaar gemeng word en nie chemies reageer om nuwe stowwe te vorm nie.
2.1.2
Homogene en heterogene mengsels
In ‘n heterogene mengsel kan die stowwe in die mengsel duidelik van mekaar onderskei word. Voorbeelde: Sand en sout, ystervylsels en swawel (‘n geel poeier). In ‘n homogene mengsel kan die stowwe in die mengsel nie van mekaar onderskei word nie. Voorbeelde: ‘n Oplossing van sout in water, ‘n oplossing van alkohol in water.
2.1.3
Mengsels bestaande uit vaste stowwe
Homogeen: Vlekvrye staal (allooi van yster en chroom), brons (allooi van koper en sink). Heterogeen: Sand en sout, ystervylsels en swawel (‘n geel poeier).
2.1.4
Mengsels bestaande uit vaste stowwe en vloeistowwe
Homogeen: Oplossing van sout in water. Water is die oplosmiddel en sout is die opgeloste stof. Die konsentrasie van ‘n oplossing is ‘n aanduiding van die hoeveelheid stof wat in ‘n spesifieke volume oplosmiddel opgelos is. ‘n Oplossing bevattende 2 g sout in 500 cm 3 oplossing is meer gekonsentreerd as ‘n oplossing bevattende 1 g sout in 500 cm3 oplossing. ‘n Verdunde oplossing bevat minder opgeloste stof in ‘n spesifieke volume oplosmiddel as ‘n gekonsentreerde oplossing. ‘n Verdunde oplossing kan verkry word deur ‘n gekonsentreerde oplossing te verdun, met ander woorde deur nog oplosmiddel by die gekonsentreerde oplossing te voeg.
15
‘n Versadigde oplossing is ‘n oplossing wat so gekonsentreerd is dat nog opgeloste stof wat by die oplossing gevoeg word, nie meer sal oplos nie. ‘n Onversadigde oplossing is ‘n oplossing waarin nog opgeloste stof wat by die oplossing gevoeg word, sal oplos. Hoe hoër die temperatuur, hoe meer vaste stof los gewoonlik in ‘n oplosmiddel op. By ‘n hoër temperatuur is die konsentrasie van ‘n versadigde oplossing van ‘n spesifieke opgeloste stof dus hoër as by ‘n laer temperatuur. Heterogeen: Sand en water, ystervylsels en alkohol. ‘n Suspensie word verkry wanneer onoplosbare fynverdeelde deeltjies van ‘n vaste stof in ‘n vloeistof versprei is. Die deeltjies sal mettertyd uitsak as die mengsel toegelaat word om te staan. Meel en water vorm ‘n suspensie en so ook fynverdeelde sand en water.
2.1.5
Mengsels bestaande uit vaste stowwe en gasse
Homogeen: Kom nie voor nie. Heterogeen: Word verkry wanneer gasdeeltjies in ‘n vaste stof vasgevang word. Voorbeelde is polistireen, skuimrubber en brood.
2.1.6
Mengsels bestaande uit vloeistowwe
Homogeen: Oplossing van alkohol in water. Water is die oplosmiddel en alkohol die opgeloste stof. Water en alkohol is mengbaar en homogene oplossings word verkry wanneer mengbare vloeistowwe bymekaar gevoeg word. Heterogeen: Water en chloroform. Dié twee vloeistowwe meng nie en is dus nie-mengbaar. Heterogene oplossings word verkry wanneer nie-mengbare vloeistowwe bymekaar gevoeg word.
2.1.7
Mengsels bestaande uit vloeistowwe en gasse
Homogeen: Sodawater (oplossing van koolstofdioksiedgas in water). Hoe hoër die temperatuur, hoe minder gas los in ‘n oplosmiddel op. Heterogeen: Skuim (waspoeier, skeerroom en skuim op ‘n koeldrank).
2.1.8
Mengsels bestaande uit gasse
Homogeen: Lug (mengsel van hoofsaaklik stikstof, suurstof, koolstofdioksied en waterdamp). Heterogeen: Gasse meng altyd (diffundeer) om homogene mengsels te vorm.
16
2.2 SKEIDINGSTEGNIEKE 2.2.1
Algemene beginsel
Stowwe in ‘n mengsel kan van mekaar geskei word deur die eienskappe van die stowwe wat in die mengsel teenwoordig is, te benut. Verskille in partikelgrootte, magnetiese eienskappe, digtheid, oplosbaarheid, kookpunt en sublimasiepunt is die eienskappe wat meestal benut word om stowwe in ‘n mengsel van mekaar te skei.
2.2.2
Sifting
Wanneer ‘n fynverdeelde vaste stof (sand) en ‘n growwe vaste stof (gruis) of ‘n onoplosbare vaste stof (sand of gruis) en ‘n vloeistof (water) gemeng is, kan siwwe met gepaste grootte openinge gebruik word om die mengsels te skei.
2.2.3
Magnetisme
Wanneer twee vaste stowwe gemeng is en slegs een van die vaste stowwe is magneties, kan ‘n magneet gebruik word om die mengsel te skei.
2.2.4
Dekantasie
Wanneer ‘n onoplosbare vaste stof met hoë digtheid en ‘n vloeistof gemeng is, kan die vloeistof gedekanteer (versigtig afgegiet) word. Wanneer twee nie-mengbare vloeistowwe met verskillende digthede gemeng is, kan die vloeistof met laer digtheid gedekanteer word en sodoende word die twee vloeistowwe deur dekantasie geskei.
2.2.5
Sentrifugering
Wanneer ‘n onoplosbare vaste stof en ‘n vloeistof ‘n suspensie gevorm het, kan die vaste stof vinnig van die vloeistof geskei word deur middel van sentrifugering. ‘n Sentrifugeerder word vir dié doel gebruik. ‘n Sentrifugeerder is ‘n elektriese apparaat waarin buise bevattende die mengsel in houers in die apparaat geplaas word. Wanneer die krag aangeskakel word roteer die houers teen ‘n baie hoë spoed. Dit veroorsaak dat die vaste stof onder in die buise versamel. Nadat die krag afgeskakel is en die houers nie meer roteer nie, kan die vloeistof en vaste stof in die buise deur dekantasie of filtrasie geskei word.
2.2.6
Verskille in digtheid
Wanneer twee vaste stowwe met verskillende digthede gemeng is, kan ‘n vloeistof met digtheid hoër as die een vaste stof en laer as die ander vaste stof gebruik word om die vaste stof met digtheid laer as dié van die vloeistof te laat dryf op die vloeistof. Die vaste stof wat dryf kan dan afgeskep en sodoende van die ander vaste stof geskei word. Wanneer twee nie-mengbare vloeistowwe met verskillende digthede gemeng is, vorm twee lae en die vloeistof met laer digtheid dryf op die vloeistof met hoër digtheid. ‘n Skeitregter (peervormige glasfles met ‘n kraantjie) kan gebruik word om die twee vloeistowwe te skei. Plaas die mengsel in ‘n skeitregter en tap eers die onderste vloeistoflaag versigtig in ‘n houer uit. Tap dan die oorblywende vloeistoflaag in ‘n ander houer uit. Sodoende word die twee vloeistowwe met verskillende digthede van mekaar geskei. Wanneer ‘n mengsel van twee nie-mengbare vloeistowwe met verskillende digthede gemeng en die mengsel geskud word, word ‘n emulsie verkry. Mettertyd sal twee lae uitskei as die mengsel toegelaat word om te staan. ‘n Voorbeeld hiervan is ‘n slaaisous (mengsel van olyfolie en asyn). ‘n Emulsie kan vinnig in twee lae geskei word deur sentrifugasie. 17
2.2.7
Filtrasie
Wanneer ‘n onoplosbare vaste stof (sand) en ‘n vloeistof (water) of soutoplossing gemeng is, kan filtrasie gebruik word om die vaste stof en die vloeistof of die vaste stof en soutoplossing te skei. ‘n Filtreerpapier word gevou soos in onderstaande skets aangetoon en in ‘n tregter geplaas. Die mengsel word versigtig in die tregter bevattende die filtreerpapier gegiet. Die vaste stof word deur die filtreerpapier teruggehou en die vloeistof of soutoplossing gaan deur die filtreerpapier en drup in die fles. Die vloeistof of oplossing wat in die fles drup is die filtraat en die vaste stof wat op die filtreerpapier agterbly is die residu. Verskillende groottes filtreerpapier (filtreerpapiere waarvan die deursnee verskil) is beskikbaar, asook filtreerpapier met verskillende deurlaatbaarhede (hou verskillende grootte deeltjies terug – soos siwwe met verskillende grootte openinge). ‘n Filtreerpapier met gepaste grootte en deurlaatbaarheid moet vir elke toepassing gebruik word om te verseker dat die filtrasieproses so vinnig as moontlik voltooi word.
Filtreerpapier
2.2.8
Vou dubbel
Vou dit weer
Maak ‘n keël
Plaas keël in tregter
Indamping en kristallisasie
Wanneer ‘n vaste stof in ‘n vloeistof opgelos is, kan die mengsel deur middel van indamping en kristallisasie geskei word. Die oplossing word verhit sodat van die oplosmiddel verdamp. Hierdie proses is indamping. ‘n Versadigde oplossing word uiteindelik gevorm. Die punt waar die opgeloste stof begin neerslaan is die kristallisasiepunt. Die kristallisasiepunt kan bepaal word deur kort-kort ‘n skoon glasstafie in die warm oplossing te druk en dan uit die oplossing te haal. Die oplossing wat aan die glasstafie vaskleef word toegelaat om af te koel. Die kristallisasiepunt word bereik wanneer kristalletjies vinnig op die glasstafie vorm. Wanneer kristallisasiepunt bereik word, word die oplossing toegelaat om te staan en af te koel. Die vaste stof vorm mettertyd kristalle. Die kristalle kan deur middel van filtrasie van die oplosmiddel geskei word. Tydens indamping gaan van die oplosmiddel verlore. Indamping en kristallisasie word dus aangewend slegs om ‘n vaste stof as kristalle uit ‘n oplossing te herwin.
2.2.9
Verskille in oplosbaarheid
Wanneer twee vaste stowwe gemeng is, kan die verskil in oplosbaarhede van die vaste stowwe gebruik word om die mengsel te skei. Tafelsout los in water op en swawel nie. ‘n Mengsel van tafelsout en swawel kan dus geskei word deur die tafelsout in water op te los en die onopgeloste swawel en soutoplossing met behulp van filtrasie te skei. Swawel is die residu en die soutoplossing die filtraat. Die tafelsout kan uit die filtraat herwin word deur indamping van die soutoplossing en kristallisasie van die tafelsout. Die onopgeloste swawel en soutoplossing kan ook deur middel van sentrifugering geskei word. Die soutoplossing kan gedekanteer word en die tafelsout kan dan deur indamping en kristallisasie uit die oplossing herwin word.
18
2.2.10
Distillasie
Distillasie is die proses wat aangewend word wanneer ‘n opgeloste stof van die oplosmiddel waarin dit opgelos is, geskei moet word. Dit kan gebruik word om beide die opgeloste stof en die oplosmiddel uit ‘n oplossing te herwin. Die proses is moontlik omdat die kookpunt van ’n oplosmiddel gewoonlik baie laer is as die kookpunt van die opgeloste stof. Onderstaande skets toon die opstelling wat gewoonlik vir dié doel gebruik word – in hierdie geval spesifiek om suiwer water uit seewater te verkry.
Termometer Water uit Koeler Water in Seewater Hitte Suiwer water
Die seewater word in ‘n distilleerfles tot kookpunt verhit en die water verdamp. Die waterdamp kondenseer in die koeler en suiwer water word opgevang. Die suiwer water is die distillaat. Tydens hierdie distillasie sal die termometer ‘n lesing van 100 0C by standaarddruk aantoon totdat al die water oorgedistilleer is.
2.2.11
Fraksionele distillasie
Fraksionele distillasie is die proses wat aangewend word wanneer die vloeistowwe in ‘n mengsel van mengbare vloeistowwe herwin moet word. Distillasie is gewoonlik nie geskik om mengbare vloeistowwe te skei nie, omdat die kookpunte van vloeistowwe normaalweg nie baie van mekaar verskil nie. Onderstaande skets toon die opstelling wat gewoonlik vir dié doel gebruik word – in hierdie geval spesifiek om alkohol en water te skei en beide te herwin.
Termometer Fraksioneerkolom gepak met glasballetjies
Water uit
78° 79° 80°
Oplossing van alkohol en water Elektriese verwarmer
Water in Alkohol Water drup terug in fles
Die kookpunt van alkohol is 78 0C by standaarddruk en dié van water 100 0C. 19
Wanneer die mengsel verhit word, styg alkoholdamp en waterdamp in die fraksioneerkolom op. Glasballetjies wat in die fraksioneerkolom gepak is bied ‘n groot oppervlakte vir kondensasie. Verdamping en kondensasie vind voortdurend plaas soos die dampe in die fraksioneerkolom opstyg. Die temperatuur van die glasballetjies hoër op in die fraksioneerkolom daal tot die kookpunt van alkohol (78 0C). Alkoholdamp beweeg dan deur tot in die koeler, terwyl waterdamp kondenseer en terugvloei in die fles. Die alkoholdamp kondenseer in die koeler en word in ‘n houer opgevang. Die temperatuurlesing op die termometer bly konstant (78 0C) totdat al die alkohol oorgedistilleer is. Daarna sal die temperatuur van die glasballetjies hoër op in die fraksioneerkolom tot 100 0C styg en waterdamp beweeg dan deur tot in die koeler. Die waterdamp kondenseer in die koeler en word in ‘n afsonderlike houer opgevang. Die temperatuurlesing op die termometer bly konstant (100 0C) totdat al die water oorgedistilleer is. ‘n Aantal mengbare vloeistowwe kan met behulp van fraksionele distillasie geskei en herwin word deur die temperatuur sorgvuldig te beheer.
2.2.12
Sublimasie
Wanneer ‘n mengsel van ‘n vaste stof wat sublimeer en ‘n vaste stof wat nie sublimeer nie geskei moet word, kan sublimasie aangewend word om die vaste stowwe van mekaar te skei en albei te herwin. Onderstaande skets toon die opstelling wat gewoonlik vir dié doel gebruik word – in hierdie geval spesifiek om tafelsout en ammoniumchloried te skei en beide te herwin. Water in Water uit
Proefbuis
Kookbuis Ammoniumchloried, vaste stof wat sublimeer, versamel hier Mengsel van ammoniumchloried en tafelsout Hitte
Die mengsel word verhit tot ‘n temperatuur hoër as die sublimasiepunt van ammoniumchloried (340 0C). Die ammoniumchloried sublimeer en word op die verkoelde oppervlakte van die proefbuis opgevang. Nadat die ammoniumchloried ten volle gesublimeer het, kan dit van die proefbuis afgekrap word. Die tafelsout sublimeer nie en die kookpunt is 1 465 0C. Die tafelsout bly dus onveranderd in die kookbuis agter.
2.3 SKEIDING VAN MENGSELS ‘n Stof wat onsuiwerhede bevat, kan van die onsuiwerhede wat daarmee gemeng is, geskei word om die stof in ‘n suiwer vorm te herwin. Die tabel op die volgende bladsy toon tegnieke waardeur verskillende mengsels geskei kan word, die verskille in eienskappe wat vir die skeidings benut word en voorbeelde van sulke mengsels:
20
21
Homogeen
Heterogeen
TIPES
Vloeistof en vloeistof (mengbaar)
Oplossing van vaste stof in vloeistof
Emulsie
Vloeistof en vloeistof (nie-mengbaar)
Suspensie
Vaste stof en vloeistof
Vaste stof en vaste stof
MENGSELS
Indamping en kristallisasie (herwin slegs opgeloste stof) Distillasie + kondensasie (herwin slegs oplosmiddel of beide opgeloste stof en oplosmiddel) Fraksionele distillasie + kondensasie
Filtrasie Sentrifugasie + dekantasie/filtrasie Dekantasie Skeitregter Sentrifugasie + dekantasie Sentrifugasie + dekantasie/filtrasie
Dekantasie Dekantasie
Selektiewe oplossing + filtrasie + indamping en kristallisasie/distillasie Sublimasie
Sifting Magnetisme
TEGNIEKE
Verskille in kookpunt
Verskille in kookpunt
Verskille in partikelgrootte Verskille in digtheid/ partikelgrootte Verskille in digtheid Verskille in digtheid Verskille in digtheid Verskille in digtheid/ partikelgrootte Verskille in kookpunt
Verskille in partikelgrootte Verskille in magnetiese eienskappe Verskille in oplosbaarheid, partikelgrootte en kookpunt Verskille in kookpunt en sublimasiepunt Verskille in digtheid Verskille in digtheid
EIENSKAPPE BENUT
Tafelsout en water Kopersulfaat en water Tafelsout en water Jodium en alkohol Kopersulfaat en water Water en alkohol Water, alkohol en eter
Fyn sand en gruis Ystervylsels en swawel Ystervylsels en koperskaafsels Tafelsout en swawel (water) Tafelsout en jodium (alkohol) Tafelsout en ammoniumchloried Tafelsout en jodium Goud en riviersediment (water) Ystervylsels en water Koperskaafsels en water Swawel en water Fyn sand en water Meel en water Water en chloroform Olyfolie en asyn Water en olie Water en olie
VOORBEELDE
VRAE 1.
2.
a.
‘n Homogene mengsel van vaste stowwe
b.
’n Heterogene mengsel van vaste stowwe
c.
‘n Homogene mengsel van ‘n vaste stof en ‘n vloeistof
d.
‘n Heterogene mengsel van ‘n vaste stof en ‘n vloeistof
e.
‘n Heterogene mengsel van ‘n vaste stof en ‘n gas
f.
‘n Homogene mengsel van vloeistowwe
g.
‘n Heterogene mengsel van vloeistowwe
h.
‘n Homogene mengsel van ‘n vloeistof en ‘n gas
i.
‘n Heterogene mengsel van ‘n vloeistof en ‘n gas
j.
‘n Homogene mengsel van gasse
k.
‘n Suspensie
l.
‘n Emulsie
Watter oplossing (A of B) van die volgende pare oplossings is die meeste gekonsentreerd? a.
A – 1 g suiker in 500 cm3 oplossing; B – 2 g suiker in 500 cm3 oplossing
b.
A – 1 g suiker in 500 cm3 oplossing; B – 2 g suiker in 1 000 cm3 oplossing
c.
A – 1 g suiker in 500 cm3 oplossing; B – 5 g suiker in 2 000 cm3 oplossing
Onderstaande grafiek dui aan hoe die oplosbaarheid van ammoniumsulfaat (in gram per 100 gram water) met temperatuur verander.
Oplosbaarheid (g/100/g water
3.
Gee ‘n voorbeeld van elk van die volgende:
Temperatuur (°C)
22
Tydens ‘n eksperiment is 100 g ammoniumsulfaat in 100 g water verhit totdat al die vaste stof opgelos het.
4.
a.
Wat is die laagste temperatuur waarby al die vaste stof in die water sal oplos?
b.
Watter massa van die vaste stof (ammoniumsulfaat) sal uitkristalliseer as die oplossing tot 20 0C afgekoel word?
c.
Watter massa ammoniumsulfaat sal in ‘n versadigde oplossing by 50 0C in 100 g water opgelos wees?
Onderstaande tabel toon aan hoeveel gram van vyf verskillende vaste stowwe by 20 0C in 100 g van elk van die oplosmiddels water, alkohol en trichlooreteen oplos:
OPLOSMIDDEL
Water Alkohol Trichlooreteen
5.
VASTE STOF Sout 36.00 0.00 0.00
Suiker 204.00 0.00 0.00
Jodium 0.03 20.00 3.00
Kryt 0.00 0.00 0.00
Ureum 100.00 20.00 0.00
a.
Watter vaste stof los by 20 0C die beste in water op?
b.
Wat is die beste oplosmiddel vir jodium?
c.
Watter vaste stof is onoplosbaar in al drie oplosmiddels?
d.
Watter vaste stof los in al drie oplosmiddels op?
e.
Hoeveel gram ureum sal by 20 0C in 100 g alkohol oplos om ‘n versadigde oplossing te vorm?
f.
Hoeveel gram sout sal by 20 0C in 100 g water oplos om ‘n versadigde oplossing te vorm?
g.
Sal ‘n gekonsentreerde of verdunde oplossing verkry word wanneer jodium by 20 0C in 100 g water oplos?
Watter skeidingstegniek is die geskikste om onderstaande mengsels te skei en dui aan watter verskille in eienskappe benut word vir die skeiding? a.
Bakpoeier en suiker
b.
Fynverdeelde sand en gruis
c.
Ystervylsels en swawel
d.
Ystervylsels en koperskaafsels
e.
Koperskaafsels en water
f.
Fynverdeelde sand en water
g.
Swawel en water
h.
Sand en ‘n soutoplossing
i.
‘n Opgeloste stof en ‘n oplosmiddel (slegs kristalle van die opgeloste stof moet herwin word)
j.
‘n Opgeloste stof en ‘n oplosmiddel (beide moet herwin word)
k.
Water en alkohol
l.
Alkohol en asetoon (mengbare vloeistowwe)
m.
Water en chloroform (nie-mengbare vloeistowwe)
n.
Tafelsout en ammoniumchloried 23
6.
Noem al die skeidingstegnieke en die verskille in eienskappe wat benut kan word om tafelsout en jodium te skei.
7.
Watter woorde ontbreek in onderstaande sinne:
24
a.
Wanneer fynverdeelde deeltjies van ‘n onoplosbare vaste stof in ‘n vloeistof versprei is, word ‘n _____ verkry.
b.
Wanneer ‘n mengsel van twee nie-mengbare vloeistowwe met verskillende digthede gemeng en geskud word, word ‘n _____ verkry.
c.
Die vaste stof wat tydens filtrasie op die filtreerpapier agterbly is die _____.
d.
Die vloeistof wat tydens filtrasie deur die filtreerpapier gaan en opgevang word, word die_____ genoem.
e.
Wanneer ’n oplossing ingedamp word, word ‘n versadigde oplossing uiteindelik verkry en die punt waar kristalle begin neerslaan is die _____
f.
Die vloeistof wat tydens distillasie oorgedistilleer en na kondensasie opgevang word, word die _____ genoem.
MODULE 3
ELEMENTE EN ATOME 3.1 ELEMENTE Elemente is die boustene van materie en alle materie is opgebou uit elemente. Elemente kan nie chemies in eenvoudiger stowwe opgebreek word nie. Daar is meer as 100 elemente bekend, maar slegs 94 elemente kom natuurlik op aarde voor. Elemente kan deur simbole voorgestel word en die simbole is hoofsaaklik van die Engelse of Latynse name afgelei. Die simbool vir ‘n element word deur ‘n hoofletter, of deur ‘n hoofletter gevolg deur ‘n kleinletter, aangedui. Onderstaande tabel bevat die name en simbole van die eerste 20 elemente:
NAAM Afrikaans Waterstof Helium Litium Berillium Boor Koolstof Stikstof Suurstof Fluoor Neon Natrium Magnesium Aluminium Silikon Fosfor Swawel Chloor Argon Kalium Kalsium
SIMBOOL
Engels (Latyn) Hydrogen Helium Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon Sodium (Natrium) Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulphur Chlorine Argon Potassium (Kalium) Calcium
H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca
25
Onderstaande tabel bevat die name en simbole van ‘n aantal bekende elemente:
NAAM Afrikaans Yster Lood Koper Silwer Goud
SIMBOOL Latyn
Ferrum Plumbum Cuprum Argentum Aurum
Fe Pb Cu Ag Au
3.2 ATOME Alle elemente bestaan uit atome. ‘n Element bestaan uit dieselfde soort atome. Die atome van verskillende elemente verskil van mekaar. ‘n Atoom is die kleinste deeltjie waaruit ‘n element opgebou word. Atome is ontsettend klein. As ‘n atoom 100 miljoen keer vergroot word is dit ‘n sfeer met middellyn ongeveer dieselfde as dié van ‘n R5-muntstuk. ‘n Enkele atoom is dus só klein dat die massa daarvan nie met ‘n balans bepaal kan word nie.
3.3 SAMESTELLING VAN DIE ATOOM Met behulp van moderne tegnieke is vasgestel dat protone, neutrone en elektrone die eenvoudigste deeltjies is waaruit alle atome bestaan. Die protone en neutrone is in die kern van ‘n atoom geleë en die elektrone beweeg in verskillende bane in ‘n wolk rondom die kern. As ‘n atoom so groot soos ‘n rugbystadion sou wees, sal die kern so groot soos ‘n ertjie wees. Al die deeltjies in ‘n atoom is baie lig en hul massas word in atomiese-massa-eenhede (ame) uitgedruk. ‘n Proton en ‘n neutron het elk ‘n massa van 1 ame en ‘n elektron ‘n massa van ongeveer 1/1 800 ame. Die massa van ‘n elektron is dus weglaatbaar klein in vergelyking met dié van ‘n proton en ‘n neutron. Daar is ook vasgestel dat ‘n proton ‘n positiewe lading het, dat ‘n elektron ‘n negatiewe lading het en dat ‘n neutron neutraal is (geen lading het nie). Hierdie gegewens word in onderstaande tabel opgesom:
DEELTJIE Proton Neutron Elektron
26
LADING Positief (+1) Neutraal (0) Negatief (-1)
MASSA (ame) 1 1 0
LIGGING In kern In kern In wolk buite kern
SIMBOOL p+ no e-
3.4 ATOOMGETAL EN MASSAGETAL Die atoomgetal van ‘n element is die aantal protone in die kern van ‘n atoom van die element. In ‘n neutrale atoom balanseer die positiewe en negatiewe ladings mekaar en beweeg daar dus net soveel elektrone in ‘n wolk om die kern as wat daar protone in die kern teenwoordig is. Elke element het ‘n spesifieke atoomgetal wat kenmerkend is van die element en verskillende elemente het verskillende atoomgetalle. Die massa van ‘n atoom word bepaal deur die aantal protone en neutrone wat in die kern teenwoordig is, omdat die massa van ‘n elektron weglaatbaar klein is in vergelyking met dié van ‘n proton en ‘n neutron. Die massagetal van ‘n element is die som van die aantal protone en neutrone wat in die kern van ‘n atoom van die element teenwoordig is. Element X met atoomgetal Z en massagetal A word soos volg voorgestel:
A ZX
Die verskil tussen die massagetal (A) en die atoomgetal (Z) van ‘n element gee dus die aantal neutrone in die kern van ‘n atoom van die element (A – Z).
₇ Voorbeeld: ₃ Li Aantal protone in kern: 3 Aantal elektrone in ‘n wolk om die kern: 3 Aantal neutrone in die kern: 7 – 3 = 4
Die volgende tabel toon die samestelling van die atome van ‘n aantal elemente: BUITE KERN
IN KERN ELEMENT
SIMBOOL
ATOOMGETAL (Z)
MASSAGETAL (A) p+ (Z)
n0 (A - Z)
e-
Waterstof Helium Litium
H He Li
1 2 3
1 4 7
1 2 3
0 2 4
1 2 3
Berillium Koolstof
Be C
4 6
9 12
4 6
5 6
4 6
Suurstof
O
8
16
8
8
8
Natrium Kalsium
Na Ca
11 20
23 40
11 20
12 20
11 20
Goud Uraan
Au U
79 92
197 238
79 92
118 146
79 92
3.5 IONE Atome kan elektrone opneem om ‘n negatiewe lading te verkry of elektrone afgee om ‘n positiewe lading te verkry. ‘n Ioon is ‘n atoom met ‘n lading. Wanneer ‘n atoom ‘n elektron of elektrone opneem, word ‘n ioon met ‘n negatiewe lading (anioon) gevorm.
Voorbeelde: X- (atoom X het een elektron opgeneem), X2- (atoom X het twee elektrone opgeneem) en X3- (atoom X het drie elektrone opgeneem). Wanneer ‘n atoom ‘n elektron of elektrone afgee, word ‘n ioon met ‘n positiewe lading (katioon) gevorm. 27
Voorbeelde: M+ (atoom M het een elektron afgegee), M 2+ (atoom M het twee elektrone afgegee) en M 3+ (atoom M het drie elektrone afgegee). Vraag: Hoeveel protone, elektrone en neutrone kom in die ione ₃Li + en ₈O2- voor? 7
16
7
₃Li + : 3 protone, 2 elektrone en 4 neutrone. 16
₈O2- : 8 protone, 10 elektrone en 8 neutrone.
3.6 ISOTOPE Isotope is atome van ‘n element met dieselfde atoomgetal, maar met verskillende massagetalle. Die aantal protone in die kern van atome van isotope van ‘n element is dus dieselfde, maar die aantal neutrone in die kern verskil.
Voorbeeld: 12₆C, 13₆C en 14₆C is isotope van die element koolstof (C). Die atoomgetalle van die isotope is dieselfde (6) omdat dit atome van dieselfde element is (elke koolstofatoom bevat 6 protone in die kern). Die massagetalle van die isotope verskil egter (12, 13 en 14) en die atome bevat 6, 7 en 8 neutrone onderskeidelik in die kern. 1
2
3
Isotope van waterstof: ₁H, ₁H en ₁H (elke atoom bevat 1 proton en 1 elektron, maar 0, 1 en 2 neutrone onderskeidelik). Die meeste elemente kom as ‘n mengsel van isotope in die natuur voor. Die massagetal van ‘n element is die gemiddelde waarde van al die isotope wat in die natuur voorkom en kan akkuraat met behulp van moderne tegnieke bepaal word. 12
Die voorkoms van die isotope van koolstof in die natuur is 98.9% ₆C, 1.1% 13₆C en baie klein hoeveelhede 14₆C. 2
Die voorkoms van die isotope van waterstof in die natuur is 99.99% 1₁H, 0.01% ₁H en baie klein hoeveelhede 3₁H. 37
Die isotope van chloor is 35 ₁₇Cl (voorkoms 75%) en ₁₇Cl (voorkoms 25%). Die gemiddelde massagetal kan dus bereken word en is 35.5.
3.7 RELATIEWE ATOOMMASSA Dit is onprakties om met die werklike massas van atome te werk, omdat die werklike massa so klein is. Daarom word die atoommassa van ‘n element relatief tot dié van ‘n 12₆C atoom uitgedruk. Die relatiewe atoommassa (Ar) van ‘n element is die gemiddelde massa van die atome van die isotope van die element op ‘n skaal waar die massa van ‘n 12₆C atoom 12 eenhede is. Die relatiewe atoommassa van chloor is 35.5 (Ar: Cl = 35.5).
28
3.8 RANGSKIKKING VAN ELEKTRONE IN ‘N ATOOM Wetenskaplikes het vasgestel dat elektrone in verskillende bane in ‘n wolk om die kern van ‘n atoom beweeg. Die elektrone vul eers die baan naaste aan die kern (eerste baan) en dan opeenvolgend die bane verder van die kern (tweede, derde, vierde, ens.) Die eerste baan kan 2 elektrone bevat, die tweede baan 8 elektrone en die derde baan ook 8 elektrone.
Dit kan skematies soos volg vir helium (He, element met atoomgetal 2) voorgestel word:
He
He 2 Dit kan skematies soos volg vir neon (Ne, element met atoomgetal 10) voorgestel word:
Ne
Ne 2,8
Dit kan skematies soos volg vir argon (Ar, element met atoomgetal 18) voorgestel word:
Ar
Ar 2,8,8 Die tabel op die volgende bladsy toon die rangskikking van elektrone (*) in atome van die eerste 20 elemente:
29
30 Derde
Suurstof en swawel het elk 6 valenselektrone.
Fluoor en chloor het elk 7 valenselektrone.
Let op dat die buitenste bane van helium, neon en argon volledig gevul is.
Boor en aluminium het elk 3 valenselektrone.
* **
Vierde
* ** *** **** ***** ****** ******* ******** ******** ********
BANE
Helium, berillium, magnesium en kalsium het elk 2 valenselektrone.
* ** *** **** ***** ****** ******* ******** ******** ******** ******** ******** ******** ******** ******** ******** ******** ********
Tweede
* ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** ** **
Eerste
Waterstof, litium, natrium en kalium het elk 1 valenselektron.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
ATOOMGETAL
H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca
SIMBOOL
Die elektrone wat in die heel buitenste baan van ‘n atoom voorkom, word die valenselektrone genoem.
Waterstof Helium Litium Berillium Boor Koolstof Stikstof Suurstof Fluoor Neon Natrium Magnesium Aluminium Silikon Fosfor Swawel Chloor Argon Kalium Kalsium
ELEMENT
.
1 2 2, 1 2, 2 2, 3 2, 4 2, 5 2, 6 2, 7 2, 8 2, 8, 1 2, 8, 2 2, 8, 3 2, 8, 4 2, 8, 5 2, 8, 6 2, 8, 7 2, 8, 8 2, 8, 8, 1 2, 8, 8, 2
ELEKTRONKONFIGURASIE
VRAE 1.
2.
3.
4.
Gebruik die tabel in paragraaf 3.1 om simbole vir die onderstaande elemente te skryf: a.
Waterstof
b.
Litium
c.
Koolstof
d.
Magnesium
e.
Swawel
Gebruik die tabel in paragraaf 3.1 om die name van onderstaande elemente te skryf: a.
He
b.
B
c.
Na
d.
Si
e.
Cl
Skryf die ontbrekende gegewens in die onderstaande tabel teenoor die toepaslike letters:
DEELTJIE
LADING
MASSA (ame)
LIGGING
SIMBOOL
a e Elektron
b f Negatief (-1)
1 g h
c In kern i
d n0 j
Hoeveel protone, neutrone en elektrone kom in elk van onderstaande atome voor? a.
9
₄Be
b.
14
c.
19
₇N ₉F 28
d.
₁₄Si
e.
₁₉K
39
31
5.
6.
7.
8.
9.
Hoeveel protone, neutrone en elektrone kom in elk van onderstaande ione voor? a.
7 ₃Li⁺
b.
16
c.
₁₂Mg2+
d.
₁₇Cl¯
e.
27 ₁₃Al³⁺
35
a.
Element met atoomgetal 4
b.
Element met atoomgetal 8
c.
Element met atoomgetal 79
Gebruik die tabel in paragraaf 3.4 om die name en atoomgetalle van onderstaande elemente te skryf: a.
C
b.
Ca
c.
Au
Gebruik die tabel in paragraaf 3.8 om die name en simbole van die elemente met onderstaande elektronkonfigurasies te skryf: a.
2,3
b.
2,8,5
c.
2,8,8,1
Gee die elektronkonfigurasies van onderstaande atome: 14
₇N 31
b.
₁₅P
c.
40 ₂₀Ca
Gee die elektronkonfigurasies van onderstaande ione: a.
32
24
Gebruik die tabel in paragraaf 3.4 om die name en simbole vir onderstaande elemente te skryf:
a.
10.
₈O²¯
19
₉F¯
b.
23
c.
32
₁₁Na⁺ ₁₆S²¯
11.
Gee skematiese voorstellings van die elektronopvullings van onderstaande atome en ione: a.
9
b.
₁₇Cl
c.
₃Li ⁺
d.
19
e. 12.
13.
₅B 37
7
₉F¯
16
₈O²¯
Watter een van die volgende pare bevat twee atome met dieselfde aantal neutrone? a.
12
₆C en 24₁₂Mg
b.
c.
23
d.
₁₁Na en 39 ₁₉K
₉F en 20 ₁₀Ne
19
59
59
₂₇Co en ₂₈Ni
Onderstaande stellings handel oor deeltjies waaruit ‘n atoom bestaan. Skryf teenoor elke stelling: p as dit ‘n proton beskryf e as dit ‘n elektron beskryf n as dit ‘n neutron beskryf a.
Die positief gelaaide deeltjie
b.
Die deeltjie wat saam met die proton in die kern aangetref word
c.
Die deeltjie waarvan verskillende hoeveelhede in atome van dieselfde element kan voorkom
d.
Die deeltjie wat in bane om die kern beweeg
e.
Die negatief gelaaide deeltjie
f.
Die deeltjie met weglaatbare massa
g.
Die aantal van hierdie deeltjies word verkry deur die atoomgetal van die massagetal af te trek
h.
Die deeltjie met geen lading nie
i.
Die deeltjie met dieselfde massa as ‘n neutron
j.
Die aantal van hierdie deeltjies is die atoomgetal van die element
33
14.
15.
Onderstaande tabel beskryf ‘n aantal deeltjies:
DEELTJIE
ELEKTRONE
PROTONE
NEUTRONE
A B C
12 12 10
12 12 12
12 14 12
D E
10 9
8 9
8 10
a.
Watter drie deeltjies is neutrale atome?
b.
Watter deeltjie is ‘n anioon en wat is die lading daarvan?
c.
Watter deeltjie is ‘n katioon en wat is die lading daarvan?
d.
Watter twee deeltjies is isotope?
e.
Gebruik die tabel in paragraaf 3.8 om die deeltjies in die vorm Z X te skryf.
A
Onderstaande is twee tipes atome (A en B) van die element boor (simbool, B):
Proton Neutron Elektron A
34
B
a.
Wat is die verskil tussen die twee atome?
b.
Wat word sulke atome genoem?
c.
Skryf elke atoom in die vorm
d.
Met hoeveel verskil die massagetalle van die twee atome?
e.
Watter van die twee atome het die grootste massa?
A Z
X.
16.
Teken onderstaande tabel oor en vul die ontbrekende gegewens by die oop ruimtes in (die tabel in paragraaf 3.8 mag geraadpleeg word):
ISOTOPE
16
₈O
ELEMENT
Suurstof
ATOOMGETAL
8
MASSAGETAL
16
p+
AANTAL e¯
n0
8
8
8
17
17
18
17
17
20
18
₈O
12
₆C
13
₆C
24
₁₂Mg
25
₁₂Mg
35
36
MODULE 4
DIE PERIODIEKE TABEL VAN ELEMENTE 4.1 AGTERGROND Elemente is in die Periodieke Tabel van elemente in orde van toenemende atoomgetal gerangskik. Die name in Engels en die simbole word in die tabel op bladsy 38 aangedui. Die name in Afrikaans en simbole word in MODULE 3, paragraaf 3.1 aangedui. Links bo, voor die simbool, word die atoomgetal (aantal protone in die kern) aangedui. In die middel, onder die naam, word die relatiewe atoommassa (die gemiddelde massagetal van al die isotope soos dit in die natuur voorkom) aangedui. Die horisontale rye word periodes genoem en is van 1 tot 7 genommer. Die vertikale kolomme word groepe genoem en is van 1 tot 7 en 0 genommer. Die rooi lyn wat bokant aluminium begin is die skeiding tussen die metale en nie-metale. Die metale kom links van die skeidslyn voor en die nie-metale regs. Die meeste elemente is dus metale. Die tabel aan die einde van MODULE 3 toon die rangskikking van elektrone in atome van die eerste 20 elemente aan. Die elektrone wat in die heel buitenste baan van ‘n atoom voorkom, word die valenselektrone genoem.
33 37
38
7
6
5
4
3
2
1
2
Actinides
Lanthanides
Groep
1
The transition elements
DIE PERIODIEKE TABEL VAN ELEMENTE
3
4 5
Groep
6
7
0
4.2 PERIODES IN DIE PERIODIEKE TABEL Die valenselektrone van waterstof en helium kom in die eerste elektronbaan voor – hierdie elemente is in Periode 1. Die valenselektrone van litium, berillium, boor, koolstof, stikstof, suurstof, fluoor en neon kom in die tweede elektronbaan voor – hierdie elemente is in Periode 2. Die valenselektrone van natrium, magnesium, aluminium, silikon, fosfor, swawel, chloor en argon kom in die derde elektronbaan voor – hierdie elemente is in Periode 3. Die valenselektrone van kalium en kalsium kom in die vierde elektronbaan voor – hierdie elemente is in Periode 4. Die periode dui dus aan in watter elektronbaan van die atoom die valenselektrone van ‘n element voorkom.
4.3 GROEPE IN DIE PERIODIEKE TABEL Litium, natrium en kalium het elk 1 valenselektron – hierdie elemente is in Groep 1. Berillium, magnesium en kalsium het elk 2 valenselektrone – hierdie elemente is in Groep 2. Boor en aluminium het elk 3 valenselektrone – hierdie elemente is in Groep 3. Koolstof en silikon het elk 4 valenselektrone – hierdie elemente is in Groep 4. Stikstof en fosfor het elk 5 valenselektrone – hierdie elemente is in Groep 5. Suurstof en swawel het elk 6 valenselektrone – hierdie elemente is in Groep 6. Fluoor en chloor het elk 7 valenselektrone – hierdie elemente is in Groep 7. Die groep dui dus aan hoeveel valenselektrone in die atoom van ‘n element voorkom.
Let op dat die buitenste bane van helium, neon en argon volledig gevul is – hierdie elemente is in groep 0.
Atome van alle elemente strewe daarna om soveel valenselektrone en dus dieselfde elektronkonfigurasie as die elemente in Groep 0 te hê. Die elemente van Groep 1 word die alkali-metale genoem, Groep 2 die alkali-aardmetale, Groep 7 die halogene en Groep 0 die edelgasse of inerte gasse (hoogs onaktief).
39
4.4 METALE EN NIE-METALE Eienskappe van metale en nie-metale word in onderstaande tabel opgesom:
METALE
NIE-METALE
FISIESE EIENSKAPPE 1
Hard (breek nie maklik nie, moeilik om te sny)
2 3 4 5 6
Pletbaar/smeebaar Rekbaar (kan gerek word om draad te vorm) Klik wanneer liggies getik word Het ‘n metaalglans (blink) Goeie geleiers van elektrisiteit en hitte
7
Hoë smeltpunte en kookpunte (alle metale, behalwe kwik, is vaste stowwe by kamertemperatuur)
8
Hoë digthede
Nie hard nie (soliede nie-metale is bros en breek maklik) Nie pletbaar/smeebaar nie Nie rekbaar nie Maak ‘n dowwe geluid wanneer liggies getik word Oppervlak gewoonlik sonder glans (dof) Swak geleiers van elektrisiteit (koolstof die uitsondering) en hitte Laer smeltpunte en kookpunte as metale (vaste stowwe, vloeistowwe en gasse by kamertemperatuur) Lae digthede
CHEMIESE EIENSKAPPE 9 10
Reageer met suurstof om basiese oksiede te vorm Vorm positiewe ione (katione) wanneer hulle reageer
Reageer met suurstof om suuroksiede te vorm Vorm negatiewe ione (anione) wanneer hulle reageer (uitsondering is waterstof)
VRAE 1.
2.
40
Gebruik elektronkonfigurasies om aan te dui in watter elektronbane van die atome die valenselektrone van die volgende elemente voorkom: a.
Element met atoomgetal 1
b.
Element met atoomgetal 6
c.
Element met atoomgetal 13
d.
Element met atoomgetal 19
Gebruik elektronkonfigurasies om aan te dui hoeveel valenselektrone in die atome van die volgende elemente voorkom: a.
Element met atoomgetal 3
b.
Element met atoomgetal 14
c.
Element met atoomgetal 12
d.
Element met atoomgetal 5
e.
Element met atoomgetal 15
f.
Element met atoomgetal 9
g.
Element met atoomgetal 18
3.
4.
5.
6.
7.
In watter periodes in die Periodieke Tabel is die volgende elemente: a.
Element met valenselektrone in die eerste baan van die atoom
b.
Element met valenselektrone in die tweede baan van die atoom
c.
Element met valenselektrone in die derde baan van die atoom
d.
Element met valenselektrone in die vierde baan van die atoom
In watter groepe in die Periodieke Tabel is die volgende elemente: a.
Element met een valenselektron
b.
Element met drie valenselektrone
c.
Element met vyf valenselektrone
d.
Element met sewe valenselektrone
Gebruik elektronkonfigurasies om aan te dui in watter periodes die volgende elemente in die Periodieke Tabel is: a.
Element met atoomgetal 2
b.
Element met atoomgetal 4
c.
Element met atoomgetal 16
d.
Element met atoomgetal 20
Gebruik elektronkonfigurasies om aan te dui in watter groepe die volgende elemente in die Periodieke Tabel is: a.
Element met atoomgetal 7
b.
Element met atoomgetal 8
c.
Element met atoomgetal 10
d.
Element met atoomgetal 11
e.
Element met atoomgetal 12
f.
Element met atoomgetal 17
g.
Element met atoomgetal 14
Dui aan of die volgende stellings WAAR of VALS is: a.
Metale is hard.
b.
Nie-metale is pletbaar/smeebaar.
c.
Metale is nie rekbaar nie.
d.
Nie-metale het nie ‘n glans nie.
e.
Metale is swak geleiers van elektrisiteit en hitte.
f.
Nie-metale het laer kookpunte en smeltpunte as metale.
g.
Metale het laer digthede as nie-metale.
h.
Metale reageer met suurstof.
i.
Nie-metale reageer nie met suurstof nie.
j.
Metale vorm katione wanneer hulle reageer.
41
42
MODULE 5
VERBINDINGS EN MOLEKULE 5.1 VERBINDINGS Elemente is die eenvoudigste boustene van materie, kan nie in eenvoudiger stowwe opgebreek word nie en bestaan uit atome. Elemente verbind chemies met mekaar om verbindings te vorm.
5.2 MOLEKULE Alle verbindings bestaan uit molekule. ‘n Verbinding bestaan uit dieselfde soort molekule. Die molekule van verskillende verbindings verskil van mekaar. Molekule is die kleinste deeltjies waaruit verbindings opgebou is. Atome verbind met mekaar om molekule te vorm. Bostaande kan skematies soos volg voorgestel word:
ELEMENT + ELEMENT → VERBINDING ↓
↓
↓
ATOOM + ATOOM → MOLEKUUL
5.3 HOEKOM VERBINDINGS VORM Die buitenste elektronbane van atome van elemente van Groep 0, die edelgasse, is volledig gevul (bevat 2 of 8 valenselektrone). Hierdie atome is onreaktief en baie stabiel. Atome van alle elemente strewe daarna om dieselfde elektronkonfigurasies as die edelgasse (buitenste elektronbane volledig gevul) te hê en dus stabiel te wees. Atome gee dus elektrone af of neem elektrone op om volledig gevulde buitenste elektronbane te hê en stabiel te word OF atome deel elektrone met mekaar om volledig gevulde buitenste elektronbane te hê en stabiel te word.
43
5.4 OORDRAG VAN ELEKTRONE EN DIE VORMING VAN IONE Atome van elemente van Groep 1, die alkali-metale, bevat een valenselektron en min energie word benodig om die elektron af te gee om stabiele elektronkonfigurasies soos die voorgaande edelgasse te bereik: M → M+ + e -
(M = Li, Na, K)
Voorbeeld: Natriumatoom, Na (11 e¯)
Natriumioon, Na⁺ (10 e¯)
verloor 1 elektron
2,8,1
[2,8]⁺ Buitenste elektronbaan volledig gevul en ioon is stabiel
Hierdie baan verdwyn -
Na → Na+ + e¯
Atome van elemente van Groep 2, die alkali-aardmetale, bevat twee valenselektrone en min energie word benodig om die elektrone af te gee om stabiele elektronkonfigurasies soos die voorgaande edelgasse te bereik: M → M2+ + 2e-
(M = Mg, Ca)
Atome van elemente van Groep 7, die halogene (nie-metale), bevat sewe valenselektrone en min energie word benodig om een elektron op te neem om stabiele elektronkonfigurasies soos die daaropvolgende edelgasse te bereik:
Voorbeeld: Chlooratoom, Cl (17 e¯)
Chloriedioon, Cl¯ (18 e¯)
kry 1 elektron by
2,8,7 Cl + e- → Cl¯
[2,8,8]¯ Buitenste elektronbaan volledig gevul en ioon is stabiel
Atome van elemente van Groep 6 (nie-metale) bevat ses valenselektrone en min energie word benodig om twee elektrone op te neem om stabiele elektronkonfigurasies soos die daaropvolgende edelgasse te bereik: X + 2e - → X2-
(X = O, S)
5.5 IONIESE BINDINGS EN IONIESE VERBINDINGS Metale van Groepe 1 en 2 vorm maklik stabiele katione (positiewe ione) en nie-metale van Groepe 6 en 7 vorm maklik stabiele anione (negatiewe ione). Hierdie ione met teenoorgestelde ladings trek mekaar aan en vorm ioniese bindings. Die gevormde verbindings word ioniese verbindings genoem. 44
Voorbeelde: Natriumchloried, NaCl Natriumatoom, Na
Natriumioon, Na⁺
Chlooratoom, Cl
Chloriedioon, Cl¯
dra 1 elektron oor lewer
2,8,1
2,8,7
Natrium + chloor → natriumchloried
en [2,8]⁺ [2,8,8]¯ Stabiele ione met volledig gevulde buitenste elektronbane
(Na+Cl-)
Na + Cl → NaCl Magnesiumoksied, MgO
Suurstofatoom, O
Magnesiumioon, Mg
Magnesiumioon, Mg²
Oksiedioon, O²¯
2+
lewer
dra 2 elektrone oor
2,8,2 Magnesium + suurstof → magnesiumoksied
2¯
[2,8]²⁺
2,6
en
[2,8]²¯
Stabiele ione met volledig gevulde buitenste elektronbane
Mg + O → MgO (Mg2+O2-)
Let op dat vir ioniese verbindings die katioon altyd eerste genoem en geskryf word en dan die anioon. Natrium word dus altyd eerste genoem en dan chloried vir natriumchloried en altyd as NaCl geskryf en nie as ClNa nie. So ook eers magnesium en dan oksied vir magnesiumoksied en altyd geskryf as MgO en nie OMg nie. Onderstaande tabel toon name en simbole van die ione van die Groep 1 alkali-metale, Groep 2 alkali-aardmetale, aluminium, Groep 7 halogene (nie-metale) en Groep 6 nie-metale.
GROEP 1
GROEP 2
KATIONE
GROEP 7
GROEP 6
ANIONE
Li+ (litium)
Be2+ (berillium)
F- (fluoried)
O2- (oksied)
Na+ (natrium)
Mg2+ (magnesium)
Cl- (chloried)
S2- (sulfied)
K+ (kalium)
Ca2+ (kalsium)
Al3+ (aluminium)
45
Onderstaande tabel toon die name en formules van ‘n aantal bekende ione wat uit atome van verskillende elemente bestaan:
KATIOON
ANIONE
NAAM
FORMULE
NAAM
FORMULE
Ammonium
NH₄⁺
Hidroksied
OH¯
Nitraat
NO¯₃
Sulfaat
SO²¯ ₄
Karbonaat
CO²¯ ₃
Fosfaat
PO³¯ ₄
5.6 DELING VAN ELEKTRONE, KOVALENTE BINDINGS EN KOVALENTE VERBINDINGS Atome van nie-metale verbind gewoonlik met mekaar deur elektrone te deel om die stabiele elektronkonfigurasies van die edelgasse te bereik. Elke elektronpaar wat gedeel word vorm ‘n kovalente binding en die gevormde verbinding word ‘n kovalente verbinding genoem.
5.6.1
Kovalente verbindings gevorm deur atome van dieselfde element
‘n Waterstofatoom bevat een valenselektron en wil graag twee valenselektrone bevat soos helium. Twee waterstofatome skenk dus elkeen een elektron wat deur beide atome gedeel word om sodoende stabiele elektronkonfigurasies te bereik. Twee waterstofatome verbind dus met mekaar om ‘n kovalente verbinding met een kovalente binding te vorm. Dit kan skematies soos volg voorgestel word:
Twee waterstofatome, H
H
H
Waterstofmolekuul, H₂
H
H
H–H
Een gedeelde elektronpaar (een kovalente binding)
46
Suurstof is in Groep 6 in die Periodieke Tabel en ‘n suurstofatoom bevat dus ses valenselektrone. ‘n Suurstofatoom wil graag agt valenselektrone bevat soos neon. Twee suurstofatome skenk dus elkeen twee elektrone wat deur beide atome gedeel word om sodoende stabiele elektronkonfigurasies te bereik. Twee suurstofatome verbind dus met mekaar om ‘n kovalente verbinding met twee kovalente bindings te vorm. Dit kan skematies soos volg voorgestel word: Twee suurstofatome, O
O
Suurstofmolekuul, O₂
O
O
O
O=O
Twee gedeelde elektronpare (twee kovalente bindings)
Stikstof is in Groep 5 in die Periodieke Tabel en ‘n stikstofatoom bevat dus vyf valenselektrone. ‘n Stikstofatoom wil graag agt valenselektrone bevat soos neon. Twee stikstofatome skenk dus elkeen drie elektrone wat deur beide atome gedeel word om sodoende stabiele elektronkonfigurasies te bereik. Twee stikstofatome verbind dus met mekaar om ‘n kovalente verbinding met drie kovalente bindings te vorm. Dit kan skematies soos volg voorgestel word: Twee stikstofatome, N
Stikstofmolekuul, N₂
N
N
N
N≡N
N
Drie gedeelde elektronpare (drie kovalente bindings)
Bostaande voorbeelde verklaar dus hoekom waterstofgas (H 2), suurstofgas (O2) en stikstofgas (N2) as molekule in die natuur voorkom en nie atome nie.
5.6.2
Kovalente verbindings gevorm deur atome van verskillende elemente
‘n Waterstofatoom bevat een valenselektron en wil graag twee valenselektrone bevat soos helium. ‘n Stikstofatoom bevat vyf valenselektrone en wil graag agt valenselektrone bevat soos neon. Drie waterstofatome skenk dus elkeen een elektron en ‘n stikstofatoom skenk drie elektrone om sodoende stabiele elektronkonfigurasies te bereik. Drie waterstofatome verbind dus met een stikstofatoom om die kovalente verbinding ammoniak (NH3) met drie kovalente bindings te vorm. Dit kan skematies soos volg voorgestel word:
Stikstofatoom, N
Ammoniakmolekuul, NH₃
Drie waterstofatome, H
3
H
+
N
H
N
N
H H
H
H
H Drie gedeelde elektronpare (drie kovalente bindings)
47
5.7 RELATIEWE FORMULE- EN MOLEKULÊRE MASSAS Die relatiewe formulemassa (Mr) van ‘n verbinding is die som van die relatiewe atoommassas van die atome van al die elemente wat in die formule voorkom. Die relatiewe formulemassa is dus die massa van ‘n verbinding op ‘n skaal waar die massa van ‘n atoom 12 eenhede is.
Voorbeeld: 2¯
+
Bereken die relatiewe formulemassa van ‘n karbonaatioon (CO₃) en ‘n ammoniumioon (NH₄) as die volgende relatiewe atoommassas, Ar, gegee word: Ar: C = 12, O = 16, N = 14 en H = 1. 2¯
Mr:
CO₃
Mr:
NH₄
+
= (1 x 12) + (3 x 16) = 12 + 48 = 60 = (1 x 14) + (4 x 1) = 14 + 4 = 18
Die relatiewe molekulêre massa (Mr) van ‘n verbinding is die som van die relatiewe atoommassas van die atome van al die elemente wat in die molekuul voorkom. Die relatiewe molekulêre massa is dus die massa van ‘n verbinding op ‘n skaal waar die massa van ‘n atoom 12 eenhede is.
Voorbeeld: Bereken die relatiewe molekulêre massa van ‘n molekuul van die verbinding kalsiumfosfaat, Ca 3(PO4)2, as die volgende relatiewe atoommassas gegee word: Ar: Ca = 40, P = 31 en O = 16. Mr: Ca3(PO4)2 = (3 x 40) + (2 x 31) + (2 x 4 x 16) = 120 + 62 + 128 = 310
5.8 PERSENTASIE-SAMESTELLING VAN VERBINDINGS Die aantal atome in ‘n molekuul van ‘n spesifieke verbinding kom altyd in dieselfde vaste verhouding voor. So kom twee watestofatome (H) en een suurstofatoom (O) altyd in ‘n molekuul water (H 2O) voor. In ‘n metaanmolekuul (CH4) kom altyd een koolstofatoom (C) en vier waterstofatome (H) voor. In natriumoksied (Na 2O) kom altyd twee natriumatome (Na) en een suurstofatoom (O) voor. Hierdie feit stel chemici in staat om die persentasiesamestelling van verbindings te bereken. Die persentasie-samestelling van ‘n verbinding is die massapersentasies van elk van die atome van die elemente wat in ‘n molekuul van ‘n verbinding voorkom. Let op dat die som van die persentasies altyd 100% is.
48
Voorbeeld:
Bereken die persentasie-samestelling van kaliumnitraat, KNO 3, as die volgende relatiewe atoommassas gegee word: Ar: K = 39, N = 14 en O = 16. Mr:
KNO3 = (1 x 39) + (1 x 14) + (3 x 16) = 39 +14 + 48 = 101
% K = (39/101) x 100% = 38.6% % N = (14/101) x 100% = 13.9% % O = (48/101) x 100% = 47.5% % Totaal = 38.6% + 13.9% + 47.5% = 100%
5.9 VERSKILLE TUSSEN MENGSELS EN VERBINDINGS Mengsels en skeidingstegnieke om komponente in mengsels van mekaar te skei is in MODULE 2 bespreek. In hierdie module is bespreek hoekom verbindings vorm – atome van alle elemente strewe daarna om dieselfde elektronkonfigurasies as die edelgasse (buitenste elektronbane volledig gevul) te hê en dus stabiel te wees. Atome kan met mekaar verbind deur die oordrag van elektrone tussen atome om ione te vorm – ioniese verbindings bevattende ioniese bindings word gevorm. Atome kan ook met mekaar verbind deur die deling van elektrone om kovalente verbindings bevattende kovalente bindings te vorm.
MENGSELS
VERBINDINGS
1
Komponente van mengsels behou normaalweg hul fisiese eienskappe
Verbindings het totaal ander eienskappe as die elemente waaruit die verbindings bestaan
2
Komponente van mengsels kan in enige verhouding met mekaar gemeng word
Elemente kom in vaste verhoudings tot mekaar in verbindings voor
3
Komponente van mengsels kan met behulp van fisiese metodes van mekaar geskei word
Elemente in verbindings kan nie met behulp van fisiese metodes van mekaar geskei word nie
49
VRAE 1.
Toon skematies aan hoe ‘n magnesiumatoom ‘n stabiele elektronkonfigurasie bereik deur elektrone af te gee. Skryf ook ‘n chemiese vergelyking in simboolvorm vir die proses. Die simbool vir magnesium is Mg en die atoomgetal is 12.
2.
Toon skematies aan hoe ‘n swawelatoom ‘n stabiele elektronkonfigurasie bereik deur elektrone op te neem. Skryf ook ‘n chemiese vergelyking in simboolvorm vir die proses. Die simbool vir swawel is S en die atoomgetal is 16.
3.
Toon skematies aan hoe die volgende ioniese verbindings gevorm word en skryf in elke geval ‘n chemiese vergelyking in woorde en in simboolvorm vir die proses:
4.
5.
50
a.
Kaliumoksied, K2O (atoomgetal van kalium is 19 en van suurstof 8)
b.
Magnesiumchloried, MgCl2 (atoomgetal van magnesium is 12 en van chloor 17)
c.
Aluminiumchloried (atoomgetal van aluminium is 13 en van chloor 17)
Gebruik die tabelle in paragraaf 5.5 om formules vir onderstaande ioniese verbindings te skryf. a.
Natriumoksied
i.
Magnesiumsulfaat
b.
Kaliumfluoried
j.
Kaliumfosfaat
c.
Magnesiumfluoried
k.
Kalsiumkarbonaat
d.
Kalsiumsulfied
l.
Magnesiumfosfaat
e.
Litiumhidroksied
m.
Aluminiumhidroksied
f.
Natriumnitraat
n.
Aluminiumsulfaat
g.
Kaliumsulfaat
o.
Aluminiumfosfaat
h.
Berilliumnitraat
Gebruik die tabelle in paragraaf 5.5 om die name van onderstaande ioniese verbindings te skryf: a.
LiCl
b.
CaO
c.
MgCl2
d.
Na2S
e.
Al(OH)3
f.
LiNO3
g.
Ca(NO3)2
h.
Na2SO4
i.
BeSO4
j.
K2CO3
k.
MgCO3
l.
Ca3(PO4)2
m.
Li3PO4
n.
Al2O3
o.
AlPO4
6.
Die rangskikking van elektrone in atome van die elemente aluminium en stikstof is soos volg:
N
AI
Atome van die elemente aluminium en stikstof verbind met mekaar om ‘n molekuul van die ioniese verbinding aluminiumnitried te vorm.
7.
8.
a.
Gee ‘n aluminiumatoom elektrone af of neem dit elektrone op om ‘n ioon te vorm?
b.
Hoeveel elektrone word afgegee of opgeneem?
c.
Is die ioon wat gevorm word positief of negatief gelaai?
d.
Wat is die lading van die ioon wat gevorm word?
e.
Gee ‘n stikstofatoom elektrone af of neem dit elektrone op om ‘n ioon te vorm?
f.
Hoeveel elektrone word afgegee of opgeneem?
g.
Is die ioon wat gevorm word positief of negatief gelaai?
h.
Wat is die lading van die ioon wat gevorm word?
Gee skematiese voorstellings om aan te toon hoe die volgende kovalente verbindings gevorm word: a.
Chloorgas (Cl2) – chloor is in Groep 7 in die Periodieke Tabel
b.
Water (H2O) – waterstof het 1 valenselektron en suurstof 6
c.
Metaan (CH4) – atoomgetal van koolstof is 6, waterstof het 1 valenselektron
d.
Koolsuurgas (CO2) – koolstof is in Groep 4 en suurstof is in Groep 6 in die Periodieke Tabel
Onderstaande skets toon die rangskikking van die buitenste elektrone van die atome in ‘n molekuul asynsuur:
O
H H
C C O
H
H a.
Noem al die elemente wat in die verbinding voorkom.
b.
Hoeveel atome is in die molekuul teenwoordig?
c.
Tussen atome van watter elemente is daar ‘n dubbel-kovalente binding?
d.
Hoeveel kovalente bindings het elke koolstofatoom? 51
9.
Hoeveel atome kom in ‘n molekuul van die onderstaande verbindings voor? a.
Etaan, C2H6
b.
Swawelsuur, H2SO4
c.
Magnesiumnitraat, Mg(NO3)2
d.
Sukrose (suiker), C12H22O11
e.
Ammoniumnitraat, NH4NO3
Gebruik die Periodieke Tabel in MODULE 4 om vrae 10, 11 en 12 te beantwoord:
10.
11.
Bereken die relatiewe formule-/molekulĂŞre massas van die volgende verbindings: 2-
a.
Sulfaatioon, SOâ‚„
b.
Water, H2O
c.
Kalsiumchloried, CaCl2
d.
Natriumkarbonaat, Na2CO3
e.
Magnesiumfosfaat, Mg3(PO4)2
Bereken die persentasie-samestelling van die volgende verbindings: a.
Kalsiumkarbonaat, CaCO 3
b.
Natriumhidroksied, NaOH
c.
Magnesiumnitraat, Mg(NO3)2
d.
Ammoniumsulfaat, (NH4)2SO4
e.
Aluminiumsulfaat, Al2(SO4)3
12.
Bereken die persentasie stikstof (N) in ammoniumnitraat (NH4NO3).
13.
Bereken die persentasie waterstof (H) en koolstof (C) in asynsuur (CH3COOH).
14.
Dui aan of die volgende stellings WAAR of VALS is:
52
a.
Komponente van mengsels behou normaalweg hul fisiese eienskappe.
b.
Verbindings het dieselfde eienskappe as die elemente waaruit die verbindings bestaan.
c.
Komponente van mengsels kan in enige verhouding met mekaar gemeng word.
d.
Elemente kom in vaste verhoudings tot mekaar in verbindings voor.
e.
Komponente van mengsels kan nie met behulp van fisiese metodes van mekaar geskei word nie.
f.
Elemente in verbindings kan nie met behulp van fisiese metodes van mekaar geskei word nie.
INLEIDING Fisika is die studie van:
Meganika (beweging, kragte, energie en arbeid)
Klank
Optika (lig)
Magnetisme
Elektrisiteit
Kernfisika (radioaktiwiteit)
Tydens bogenoemde studies word verskillende metings deur fisici gedoen. Data wat met behulp van hierdie metings verkry word, word gebruik om wiskundige formules af te lei. Hierdie formules stel fisici in staat om berekeninge te doen en om afleidings en voorspellings oor natuurverskynsels te maak. Sodoende is en word wette oor verskillende natuurverskynsels geformuleer.
Dit is dus noodsaaklik dat fisici metings moet kan doen, ‘n goeie kennis van Wiskunde moet hê, syfervaardig moet wees en logies moet kan dink.
53
54
MODULE 1
WISKUNDIGE AGTERGROND 1.1 EKSPONENSIËLE SKRYFWYSE
100 = 1 (een)
101 = 10 (tien)
102 = 10 x 10 = 100 (honderd)
103 = 10 x 10 x 10 = 1 000 (duisend)
106 = 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 = 1 000 000 (miljoen)
0.1 = 1/10 = 1/101 = 10-1 (tiende)
0.01 = 1/100 = 1/(10 x 10) = 1/10 2 = 10-2 (honderdste)
0.000 001 = 1/1 000 000 = 1/(10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10) = 1/10 6 = 10-6 (miljoenste)
Voorbeelde:
Skryf in eksponensiële vorm: -
10 000 10 000 = 10 x 10 x 10 x 10 = 104
-
1/1 000 1/1 000 = 1/(10 x 10 x 10) = 1/10 3 = 10-3
Skryf 102 as ‘n heelgetal. -
102 = 10 x 10 = 100
Skryf 10-3 as ‘n breuk en ‘n desimale getal. -
10-3 = 1/103 = 1/(10 x 10 x 10) = 1/1 000 = 0.001
55
PROBLEME 1.
2.
Skryf in eksponensiële vorm: a.
100
b.
10 000
c.
100 000
d.
1/1 000
e.
1/10 000
f.
1/100 000
b.
106
c.
107
c.
10-5
Skryf as heelgetalle: a.
3.
103
Skryf as breuke en desimale getalle: a.
10-2
b.
10-4
1.2 WETENSKAPLIKE NOTASIE Magte van tien en een syfer voor die desimale punt. Dit is handig om baie groot en baie klein getalle aan te dui.
Voorbeelde:
Getal: 1 260 Wetenskaplike notasie: 1.26 x 1 000 = 1.26 x 10 3
Getal: 0. 00126 Wetenskaplike notasie: 1.26/1 000 = 1.26/10 3 = 1.26 x 10-3
PROBLEME 1.
2.
56
Skryf in wetenskaplike notasie: a.
324
b.
49 600
c.
213 000
d.
0.013
e.
0.000 456
f.
0.000 068 4
Skryf as heelgetalle of as desimale getalle: a.
3.33 x 102
b.
7.68 x 103
c.
4.845 x 104
d.
1.56 x 10-2
e.
3.75 x 10-3
f.
7.3 x 10-4
1.3 GEMIDDELDE Die gemiddelde van ‘n aantal getalle word verkry deur die som van die getalle deur die aantal getalle te deel.
Voorbeelde: 
Bereken die gemiddelde van die volgende getalle:
23, 25, 27 en 29 Gemiddelde
= (23 + 25 + 27 + 29)/4 = 104/4 = 26
10, 10, 11, 12, 13 en 13 Gemiddelde
= (10 + 10 + 11 + 12 + 13 + 13)/6 = 69/6 = 11.5
PROBLEME 1.
Bereken die gemiddelde van die volgende getalle: a.
20, 21, 21 en 22
b.
14, 14, 15, 15, 16 en 16
c.
40, 41, 42 en 43
d.
2.5, 3.5, 4.5 en 5.5
e.
31.5, 32.5, 32.5, 33.5 en 34.5
f.
2.6, 2.8, 3.0, 3.4 en 3.7
57
58
MODULE 2
METINGS 2.1
AFSTAND/LENGTE
‘n Liniaal of maatband word gewoonlik gebruik om lengte te meet. Vir langer afstande kan ‘n meetwiel, GPS of afstandmeter van ‘n voertuig gebruik word. Gebruik ‘n stukkie tou om die lengte van ‘n geboë lyn of die omtrek van ‘n silinder te bepaal. Vir meer akkuraatheid: Neem verskeie metings en bepaal die gemiddelde (veral vir kleiner lengtes). Meet verskeie bladsye en deel deur die aantal om die dikte van een bladsy te bepaal.
SI-eenheid (Standaard Internasionale eenheid): meter (m)
mm (milli)
cm (centi)
dm (desi)
m
km (kilo)
1 000 000 (106)
100 000 (105)
10 000 (104)
1 000 (10 3)
1
1 000 (103)
100 (102)
10
1
0.001 (10-3)
100 (102)
10
1
0.1 (10-1)
0.000 1 (10-4)
10
1
0.1 (10-1)
0.01 (10 -2)
0.000 01 (10 -5)
1
0.1 (10-1)
0.01 (10-2)
0.001 (10 -3)
0.000 001 (10 -6)
59
2.2 VOLUME Reëlmatige voorwerp: Meet die sye en bereken die volume (L x B x H). Onreëlmatige voorwerp: Verplasingsmetode (gebruik ‘n maatsilinder en water). Vloeistof: ‘n Maatsilinder word gebruik om die volume van ‘n vloeistof te meet.
cm3
dm3
m3
1 000 000 (106)
1 000 (10 3)
1
1 000 (10 3)
1
0.001 (10 -3)
1
0.001 (10 -3)
0.000 001 (10 -6)
Volume = 1 m x 1 m x 1 m = 1 m3 Volume = 100 cm x 100 cm x 100 cm = 1 000 000 cm 3 (106 cm3) 1 cm3 = 1 ml
1 dm3 = 1 liter
1 liter = 1 000 ml
2.3 MASSA ‘n Skaal word gebruik om massa te meet. SI-eenheid: kilogram (kg) 1 kg = 1 000 g
1 g = 10-3 kg
2.4 TYD ‘n Stophorlosie word gebruik om kort tye te meet en ‘n gewone horlosie vir langer tye. SI-eenheid: sekonde (s). Word ook in uur (h) en minute (min) gemeet. 1 h = 60 min
1 min = 60 s
1 h = 60 x 60 s = 3 600 s
2.5 TEMPERATUUR ‘n Termometer word gebruik om temperatuur te meet. Temperatuur word in grade Celsius (0C) gemeet.
60
Voorbeelde:
Hoeveel mm is daar in 2.3 m? 2.3 m = 2.3 x 103 mm = 2 300 mm
Hoeveel km is daar in 2.3 m? 2.3 m = 2.3 x 10-3 km = 0.0023 km
Hoeveel cm3 is daar in 5.78 dm3? 5.78 dm3 = 5.78 x 103 cm3 = 5 780 cm3
Hoeveel m3 is daar in 5.78 dm3? 5.78 dm3 = 5.78 x 10-3 m3 = 0.00578 m3
Hoeveel g is daar in 9.75 kg? 9.75 kg = 9.75 x 103 g = 9 750 g
Hoeveel kg is daar in 516 g? 516 g = 516 x 10-3 kg = 0.516 kg
Hoeveel sekondes is daar in 1.5 uur? 1.5 h = 1.5 x 60 x 60 s = 5 400 s
PROBLEME 1.
2.
6
a.
Hoeveel m is daar in 2.5 km?
b.
Hoeveel cm is daar in 1.5 m?
c.
Hoeveel mm is daar in 3.6 dm?
d.
Hoeveel m is daar in 335 mm?
e.
Hoeveel m is daar in 6.5 cm?
f.
Hoeveel km is daar in 44 dm?
a.
Hoeveel cm3 is daar in 2.5 dm3?
b.
Hoeveel dm3 is daar in 7.5 m3?
c.
Hoeveel dm3 is daar in 225 cm3?
d.
Hoeveel ml is daar in 2 liter?
e.
Hoeveel liter is daar in 1.5 dm3?
f.
Hoeveel liter is daar in 540 cm3?
61
3.
a.
Hoeveel g is daar in 3.6 kg?
b.
Hoeveel kg is daar in 454 g?
a.
Hoeveel sekondes is daar in 30 minute?
b.
Hoeveel uur is daar in 90 minute?
5.
a.
Onderstaande diagram toon hoe die dikte van 500 velle papier gemeet word. Bereken die gemiddelde dikte van een vel papier in mm.
6.
a.
Bereken die volume van ‘n blokkie met lengte 10 cm, breedte 6 cm en hoogte 5 cm. Gee jou antwoord in cm3.
b.
Wat is die volume van die blokkie in dm3?
c.
Wat is die volume van die blokkie in m3?
4.
7.
62
Die volume van ‘n klip word met die verplasingsmetode bepaal. Onderstaande diagram toon ‘n maatsilinder met vloeistof in links en regs dieselfde maatsilinder met dieselfde volume vloeistof en ‘n klip daarin. Wat is die volume van die klip?
100
100
80
80
60
60
40
40
20
20
7
8.
Baie televisiestelle wys 25 beelde (frames) per sekonde. Wat is die tydsverloop tussen een beeld en die volgende?
9.
Die tyd vir 20 swaaie van ‘n pendulum word gemeet as 17.4 sekondes. Bereken die gemiddelde tyd per swaai.
Vir vrae 10 tot 20 word daar vier moontlike antwoorde gegee. Kies die een antwoord wat jy as korrek beskou en teken jou keuse aan.
10.
Hoeveel mm is daar in 1 m? A
11.
C
100
D
1 000
10 000
B
20 000
C
1 000
D
2 000
0.2
B
0.02
C
0.1
D
0.01
B
100
C
1 000
D
10 000
Hoeveel cm3 is daar in 1 dm3? A
14.
10
Hoeveel m is daar in 20 cm? A
13.
B
Hoeveel dm in 2 km? A
12.
0.001
10
‘n Leerder gebruik ‘n liniaal om die lengte van ‘n metaalsilinder te meet. Omdat die een punt van die liniaal beskadig is, plaas hy die silinder by die 1 cm merk soos aangedui in die diagram. metaalsilinder
Hoe lank is die metaalsilinder?
A
8
43 mm
B
46 mm
C
53 mm
D
56 mm
63
15.
Onderstaande diagram toon ‘n buis met wanddikte 3 mm:
Wat is die binnedeursnee, d, van die buis? A
16.
2.8 cm
B
3.1 cm
C
3.4 cm
D
7.4 cm
D
23 cm3
Onderstaande diagram toon die vloeistofhoogte in ‘n maatsilinder aan: cm³
Wat is die volume van die vloeistof? A 17.
64
25 cm3
B
28 cm3
C
26 cm3
Watter maatsilinder in onderstaande skets bevat die grootste volume vloeistof?
9
18.
Watter maatsilinder in onderstaande skets bevat die kleinste volume vloeistof?
19.
Die gewigte van vier voorwerpe, 1 tot 4, word met mekaar vergelyk deur ‘n balans te gebruik:
Watter voorwerp is die ligste?
A
20.
Voorwerp 1
B
Voorwerp 2
C
Voorwerp 3
D
Voorwerp 4
Onderstaande diagramme toon die tye aan die begin (links) en aan die einde (regs) van ‘n eksperiment:
Hoe lank het die eksperiment geduur?
A
10
45 s
B
35 s
C
25 s
D
10 s
65
MODULE 2: METINGS - PRAKTIES 1.1
Meting van die lengte van reguit lyne met behulp van ‘n liniaal.
1.2
Meting van die lengte van ‘n stukkie tou met behulp van ‘n liniaal.
1.3
Meting van die lengte van ‘n spyker met behulp van ‘n liniaal.
1.4
Meting van die lengte van ‘n silinder met behulp van ‘n liniaal.
1.5
Meting van die lengte van geboë lyne met behulp van ‘n stukkie tou en ‘n liniaal.
1.6
Meting van die lengte, breedte en hoogte van ‘n blokkie met behulp van ‘n liniaal.
1.7
Meting van die omtrek van ‘n silinder met behulp van ‘n stukkie tou en ‘n liniaal.
1.8
Berekening van die dikte van ‘n bladsy in mm met behulp van ‘n liniaal.
1.9
Meting van die lengte van die leerlinge in die klas met ‘n maatband.
1.10
Berekening van die gemiddelde lengte van die leerlinge in die klas.
1.11
Meting van die lengte en breedte van die swartbord in die klas met ‘n maatband.
1.12
Meting van die lengte en breedte van die klaskamer met ‘n maatband.
2.1
Gebruik van die gemete lengte, breedte en hoogte van die reëlmatige blokkie in 1.6 om die volume van die blokkie in cm³ te bereken.
2.2
Meting van die volume van water met behulp van ‘n maatsilinder.
2.3
Meting van die volume van ‘n onreëlmatige voorwerp (klippie) deur middel van verplasing van water in ‘n maatsilinder.
3.1
Meting van die massa van ‘n reëlmatige blokkie met behulp van ‘n balans.
3.2
Meting van die massa van die volume water in 2.2 met behulp van ‘n balans.
3.3
Meting van die massa van die onreëlmatige voorwerp (klippie) in 2.3 met behulp van ‘n balans.
3.4
Meting van die massa van die leerlinge in die klas met behulp van ‘n balans.
3.5
Berekening van die gemiddelde massa van die leerlinge in die klas.
66
11
4.1
Meting van verskillende tye met ‘n stophorlosie.
4.2
Meting van langer tye met ‘n gewone horlosie.
5.1
Meting van die temperatuur van water met ‘n termometer.
67
68
MODULE 3
DIGTHEID 3.1 DEFINISIE Digtheid = Massa/Volume
(Engels: Density = Mass/Volume)
D = M/V SI-eenheid: kg/m3 of kg.m-3 Ander eenhede:
g/cm3 of g.cm-3
1 kg/m3 = 1 000 g/m3 = 1 000 g/103 dm3 = 1 g/dm3 = 1 g/103 cm3 = 10-3 g/cm3 = 0.001 g/cm3 Digtheid gee ‘n aanduiding van watter stowwe die swaarste sal wees as die volumes dieselfde is.
Digtheid van water = 1 g/cm3 = 1 g/10-6 m3 = 1 x 103 kg/m3 = 1 000 kg/m3
Digtheid van koper = 8.92 g/cm3 = 8 920 kg/m3
Digtheid van ys = 0.92 g/cm3 = 920 kg/m3
Digtheid van suurstofgas = 1.43 kg/m3
Koper is dus swaarder as dieselfde volume water en water swaarder as dieselfde volume ys. Ys sal op water dryf en so ook ander stowwe met ‘n digtheid kleiner as 1 g/cm 3. Stowwe met ‘n digtheid groter as 1 g/cm3 sal in water sink. Vaste stowwe het oor die algemeen ‘n groter digtheid as vloeistowwe en gasse het baie lae digthede in vergelyking met vaste stowwe en vloeistowwe. 69
PROBLEME
Die digtheid van kwik is 13 600 kg/m3. Druk die digtheid van kwik in g/cm3 uit.
2.
Die digtheid van ‘n sekere soort glas is 3 g/cm3. Druk die digtheid van die glas in kg/m3 uit.
3.2 BEREKENING VAN DIGTHEID 3.2.1
Reëlmatige voorwerpe
Meet die sye en bereken die volume (L x B x H). Meet die massa. Bereken die digtheid.
Voorbeeld:
Bereken die digtheid van yster as ‘n reghoekige ysterblokkie met lengte 5 cm, breedte 4 cm en hoogte 1 cm ‘n massa van 150 g het. Volume van blokkie = L x B x H = 5 cm x 4 cm x 1 cm = 20 cm3 Massa van blokkie
= 150 g
D = M/V = 150 g/20 cm3 = 7.5 g/cm3
PROBLEME Bereken die digtheid van lood as ‘n reghoekige loodblokkie met volume 10 cm 3 ‘n massa van 113 g het. Bereken die digtheid van ‘n houtsoort as ‘n reghoekige blokkie van die hout met lengte 8 cm, breedte 4 cm en hoogte 2.5 cm ‘n massa van 72 g het.
1. 2.
3.2.2
Onreëlmatige voorwerpe
Bepaal die volume van die voorwerp deur die verplasingsmetode (water en maatsilinder). Meet die massa. Bereken die digtheid.
Voorbeeld:
Die volume van ‘n stukkie goud met massa 38.6 g is deur die verplasingsmetode as 2 cm 3 bepaal. Bereken die digtheid van goud. D = M/V = 38.6 g/2 cm3 = 19.3 g/cm3
70
PROBLEME Die volume van ‘n stukkie silwer met massa 42 g is deur die verplasingsmetode as 4 cm 3 bepaal. Bereken die digtheid van silwer. Die volume van ‘n soliede stukkie van ‘n sekere swaar houtsoort is deur die verplasingsmetode bepaal. Bereken die digtheid van die houtsoort as daardie stukkie hout ‘n volume van 50 cm 3 en ‘n massa van 75 g het. Sal daardie stukkie hout op water dryf of sink?
1. 2.
3.2.3
Vloeistowwe
Meet die volume van die vloeistof met ‘n maatsilinder. Meet die massa van daardie volume vloeistof. Bereken die digtheid.
Voorbeeld:
Bereken die digtheid van water as 150 cm3 water ‘n massa van 150 g het.
D = M/V = 150 g/150 cm3 = 1 g/cm3
PROBLEME Bereken die digtheid van water as 3 m 3 water ‘n massa van 3 000 kg het. Bereken die digtheid van alkohol as 120 cm 3 alkohol ‘n massa van 96 g het.
1. 2.
3.2.4
Gasse
Meet die volume van die houer waarin die gas is om die volume van die gas te verkry. As die temperatuur van die gas en die druk waaronder dit verkeer gemeet word, kan die massa van die gas bereken word. Bereken die digtheid.
Voorbeeld:
Die massa van 20 dm3 suurstofgas is 28.6 g. Bereken die digtheid van suurstofgas in g/dm 3. Druk die digtheid ook in kg/m3 uit.
D = M/V = 28.6 g/20 dm3 = 1.43 g/dm3 = 1.43 x 103 g/m3 = 1.43 kg/m3
71
PROBLEME 1.
Bereken die digtheid van stikstofgas as 4 m 3 stikstofgas ‘n massa van 5 kg het.
2.
Bereken die digtheid van koolsuurgas as 6 m 3 koolsuurgas ‘n massa van 12 kg het.
3.3
BEREKENING VAN MASSA (DIGTHEID EN VOLUME BEKEND) D = M/V; dus:
M = DxV
Voorbeeld:
Bereken die massa van ‘n sinkblokkie met volume 50 cm 3 as die digtheid van sink 7.14 g/cm3 is.
M = DxV = 7.14 g/cm3 x 50 cm3 = 357 g
PROBLEME 1.
3.4
a.
Bereken die massa van ‘n loodsinker met volume 5 cm 3 as die digtheid van lood 11.3 g/cm3 is.
b.
Bereken die massa van 40 cm3 van ‘n vloeistof as die digtheid van die vloeistof 0.85 g/cm 3 is.
BEREKENING VAN VOLUME (DIGTHEID EN MASSA BEKEND) D = M/V; dus: V = M/D
Voorbeeld:
Bereken die volume van ‘n houtblokkie met massa 24 g as die digtheid van die hout 0.8 g/cm 3 is.
V = M/D = 24 g/0.8 g.cm-3 = 30 cm3
72
PROBLEME 1.
2.
a.
Bereken die volume van 544 g kwik as die digtheid van kwik 13.6 g/cm 3 is.
b.
Bereken die volume van 6.45 kg lug as die digtheid van lug 1.29 kg/m 3 is.
‘n Leerling moet die digtheid van ‘n staalblokkie bepaal. Hy bepaal die volume van die staalblokkie deur die verplasingsmetode. Die volgende diagram toon die metings wat hy geneem het:
3.
a.
Bepaal die volume van die staalblokkie.
b.
Bereken die digtheid van die staal in g/cm3.
c.
Druk die digtheid van die staal in kg/m3 uit.
d.
Druk die digtheid van die staal in g/dm3 uit.
e.
Druk die digtheid van die staal in g/ml uit.
200
200
100
100
00
0
Onderstaande diagram toon hoe die digtheid van ‘n vloeistof bepaal is.
100
100
0
0
‘n Leë maatsilinder is op ‘n elektroniese balans geplaas en die lesing op die elektroniese balans is na nul gestel. ‘n Sekere hoeveelheid vloeistof is versigtig in die maatsilinder gegooi. Die massa van die maatsilinder met vloeistof is op die elektroniese balans en die volume van die vloeistof op die maatsilinder afgelees. Bereken die digtheid van die vloeistof.
17
73
4.
‘n Leerling bepaal die digtheid van ‘n vloeistof. Hy plaas ‘n leë maatsilinder op ‘n elektroniese balans en neem die lesing. Hy gooi daarna versigtig ‘n hoeveelheid vloeistof in die maatsilinder en neem weer die lesing op die elektroniese balans. Hy noteer ook die volume van die vloeistof in die maatsilinder.
Die lesings wat hy geneem het word hieronder aangetoon:
Massa van leë maatsilinder:
147 g
Massa van maatsilinder + vloeistof:
203 g
Volume van vloeistof:
64 cm3
Gebruik hierdie lesings om die digtheid van die vloeistof te bereken.
5.
Leerlinge wil drie verskillende minerale A, B en C identifiseer deur die digthede van die minerale te bepaal. ‘n Elektroniese balans word gebruik om die massas van die drie minerale te bepaal en die volumes van die drie minerale word deur die verplasingsmetode bepaal.
Onderstaande diagram toon die volumelesings wat tydens die verplasingsmetode vir mineraal A verkry is:
100
100
80
80
60
60
40
40
20
20
V₁
74
V₂
Die lesings vir minerale B en C word in onderstaande tabel aangetoon:
MINERAAL
MASSA (g)
VOLUME V2 ( )
VOLUME V1 ( )
A
101.5
B
144.0
86
50
C
217.3
93
40
VOLUME MINERAAL ( )
DIGTHEID MINERAAL ( )
a.
Vul die ontbrekende eenhede in die tabel in.
b.
Vul volumelesings vir mineraal A in en voltooi dan die tabel deur die ontbrekende syfers te bereken.
Die minerale kan nou geïdentifiseer word deur gebruik te maak van ‘n lys wat die digthede van minerale aangee. 6.
Die massa van ‘n ysterkubus is 60 g en die digtheid van yster is 7.5 g/cm³. Bereken die sylengte van die kubus.
75
76
DIGTHEID - PRAKTIES 1.1
Berekening van die digtheid van ‘n reëlmatige blokkie met behulp van die metings in 1.6 en 3.1 geneem en berekening in 2.1 gedoen (by Module 2):
Afmetings van blokkie: Lengte =
cm
Breedte =
cm
Hoogte =
cm
Volume van blokkie = L x B x H = =
Massa van blokkie =
g
D = M/V = =
1.2
Berekening van die digtheid van water met behulp van die metings in 2.2 en 3.2 geneem (by Module 2): Volume water in maatsilinder A = Massa water in maatsilinder A =
cm³ g
D = M/V = = 77 18
1.3
Berekening van die digtheid van ‘n onreĂŤlmatige voorwerp (klippie) met behulp van die metings in 2.3 en 3.3 geneem (by Module 2): cm3
Volume van klippie = Massa van klippie = D = M/V = =
78
g
MODULE 4
SPOED 4.1 DEFINISIE Spoed (v) = Afstand afgelê (s)/Tyd geneem (t)
v = s/t SI-eenheid: m/s Ander eenhede: km/h
4.2 BEREKENING VAN SPOED Die gemiddelde spoed waarteen ‘n voorwerp beweeg, word verkry deur die afstand wat die voorwerp afgelê het, te deel deur die tyd wat dit geneem het om die afstand af te lê.
Voorbeelde:
Bereken die gemiddelde spoed waarteen ‘n motoris reis wanneer ‘n afstand van 270 km in 3 uur afgelê word. v
=
s/t
=
270 km/3 h
=
90 km/h
Bereken die gemiddelde spoed (in m/s) van ‘n atleet wat die 100 m-wedloop in 12.5 sekondes voltooi. v
=
s/t
=
100 m/12.5 s
=
8 m/s
2079
Bereken die gemiddelde spoed (in km/h) van ‘n atleet wat die 200 m-wedloop in 30 sekondes voltooi. v
=
s/t
=
200 m/30 s
=
(200/1 000) km/(30/3 600) h
=
0.20 km/(1/120) h
=
0.20 x 120 km/h
=
24 km/h
PROBLEME 1.
Bereken die gemiddelde spoed waarteen ‘n motoris reis wanneer ‘n afstand van 240 km in 2 uur afgelê word.
2.
Bereken die gemiddelde spoed (in m/s) waarteen ‘n vliegtuig reis wanneer ‘n afstand van 3 600 km in 4 uur afgelê word.
3.
Bereken die gemiddelde spoed (in m/s) van ‘n atleet wat die 400 m-wedloop in 64 sekondes voltooi.
4.
Bereken die gemiddelde spoed van ‘n persoon wat 2.4 km in 20 minute stap.
4.3 BEREKENING VAN DIE AFSTAND AFGELÊ IN ‘N SEKERE TYD v
=
s/t
(v) x t
=
(s/t) x t
vxt =
s of s = v x t
Voorbeeld:
‘n Persoon stap teen ‘n gemiddelde spoed van 2 m/s. Bereken die afstand wat hy in 2 minute aflê. s = vxt = 2 m/s x (2 x 60) s = 240 m
‘n Fietsryer ry vir 1.5 uur teen ‘n gemiddelde spoed van 30 km/h. Bereken die afstand wat die fietsryer afgelê het. s = vxt = 30 km/h x 1.5 h = 45 km
80
PROBLEME 1.
‘n Renjaer voltooi ‘n wedren in 2.5 uur. Bereken die lengte van die wedren indien sy gemiddelde spoed 210 km/h was.
2.
‘n Persoon stap vir 20 minute teen ‘n gemiddelde spoed van 1.5 m/s. Bereken die afstand wat hy afgelê het.
4.4
BEREKENING VAN DIE TYD GENEEM OM ‘N SEKERE AFSTAND AF TE LÊ v
=
s/t
(v) x t/v
=
(s/t) x t/v
t
=
s/v
Voorbeeld:
‘n Persoon stap teen ‘n gemiddelde spoed van 1 m/s. Bereken hoeveel minute dit sal neem om ‘n afstand van 1.5 km af te lê. t = s/v = 1.5 km/(1 m/s) = (1.5 x 1 000 m)/1 m/s = 1 500 s = 25 minute
PROBLEME 1.
Bereken die tyd wat dit ‘n motoris sal neem om 220 km teen ‘n gemiddelde spoed van 110 km/h af te lê.
2.
Die afstand tussen Pretoria en Kaapstad is 1 200 km. Bereken die tyd wat ‘n straler van Pretoria na Kaapstad sal vlieg teen ‘n gemiddelde spoed van 800 km/h.
3.
Bereken die tyd wat dit ‘n fietsryer sal neem om 75 km teen ‘n gemiddelde spoed van 25 km/h af te lê.
4.5
GRAFIESE VOORSTELLINGS
Dit is soms nuttig om grafieke van afstand teen tyd te trek. Onderstaande tabel toon die afstand, tyd en berekende gemiddelde spoed van twee motoriste:
Motoris
Afstand (km)
Tyd (h)
Gemiddelde spoed (km/h)
A
50
1
50
B
100
1
100
Die gemiddelde spoed van A is 50 km/h en dié van B is 100 km/h. Die gemiddelde spoed van B is dus hoër as dié van A.
21
81
Die gegewens in die tabel word in onderstaande grafiek van afstand teen tyd aangetoon:
100
B
75
Afstand (km)
50
A
25 0 0
15
30
45
60
Tyd (min)
Hoe steiler die lyn in die grafiek, hoe groter die afstand in dieselfde tyd afgelĂŞ. Hoe steiler die lyn in die grafiek, hoe hoĂŤr die gemiddelde spoed. Onderstaande tabel toon die afstand, tyd en berekende gemiddelde spoed van twee motoriste:
Motoris
Afstand na 1 h
Gemiddelde spoed
Afstand na 2 h
Gemiddelde spoed
(km)
eerste uur (km/h)
(km)
tweede uur (km/h)
A
50
50
150
100
B
100
100
200
100
Die gemiddelde spoed van A is nie konstant nie (50 km/h vir die eerste uur en 100 km/h vir die tweede uur). Die gemiddelde spoed van B bly konstant (100 km/h vir die eerste uur en 100 km/h vir die tweede uur). Die gegewens in die tabel word in onderstaande grafiek van afstand teen tyd aangetoon.
Afstand (km)
200
B
150
A
100 50 0 0
1
2
Tyd (h)
Wanneer die lyn in die grafiek reguit is, is die gemiddelde spoed konstant.
82
22
‘n Motoris ry 200 km in die eerste twee uur van sy reis en stop dan by ‘n kafee om ‘n koeldrank te drink. Dit neem 30 minute. Daarna ry hy vir een uur en kom by sy bestemming 120 km verder aan.
Die gegewens word in onderstaande grafiek van afstand teen tyd aangetoon: 320 280 240
Afstand (km)
200 160 120 80 40 0 0
1
2
3
4
Tyd (h)
‘n Horisontale lyn dui aan dat daar geen afstand in die betrokke tyd afgelê is nie. Die gemiddelde spoed vir die eerste gedeelte van die reis, vir die tweede gedeelte van die reis en vir die totale reis (stoptyd uitgesluit en ingesluit) kan soos volg vanaf die grafiek bereken word:
Eerste gedeelte
Totale reis (stoptyd uitgesluit)
v = s/t
v = s/t
= 200 km/2 h
= (200 km + 120 km)/(2 h + 1 h)
= 100 km/h
= 320 km/3 h = 106.7 km/h
Tweede gedeelte v = s/t = (320 km – 200 km)/(3.5 – 2.5 h)
Totale reis (stoptyd ingesluit) v = s/t
= 120 km/1 h
= 320 km/3.5 h
= 120 km/h
= 91.4 km/h
83
Voorbeeld:
Onderstaande grafiek van afstand teen tyd toon die verloop van ‘n reis aan:
280 240 200
Afstand (km)
160 120 80 40 0 0
1
2
3
4
Tyd (h)
Gebruik die grafiek om aan te dui of die gemiddelde spoed vir die eerste twee uur hoër of laer is as die gemiddelde spoed vir die laaste uur en gee ‘n rede vir die antwoord. Gemiddelde spoed vir die eerste twee uur is hoër as die gemiddelde spoed vir die laaste uur, want die grafiek is steiler. Vir hoe lank is die reis ná twee uur onderbreek? t = 3h–2h = 1h Bereken die gemiddelde spoed vir die eerste twee uur. v = s/t = 200 km/2 h = 100 km/h Wat is die gemiddelde spoed vir die derde uur? 0 km/h (motoris het gestop, want daar is geen afstand in 1 uur afgelê nie - grafiek is ‘n horisontale lyn). Bereken die gemiddelde spoed vir die laaste uur. v = s/t = (280 km – 200 km)/(4 h – 3 h) = 80 km/1 h = 80 km/h
84
24
Bereken die gemiddelde spoed vir die totale reis (stoptyd uitgesluit). v
= s/t = (200 km + 80 km)/(2 h + 1 h) = 280 km/3 h = 93.3 km/h
Bereken die gemiddelde spoed vir die totale reis (stoptyd ingesluit). v
= s/t = 280 km/4 h = 70 km/h
PROBLEME 1.
Onderstaande tabel toon die tye van vier atlete vir ‘n 400 m-wedloop: ATLEET
TYD (s)
A
50.1
B
49.8
C
48.9
D
50.2
Watter atleet het die wedloop gewen? 2.
Die grafiek van afstand teen tyd vir drie busse word in onderstaande skets aangetoon:
A
B
Afstand
C Tyd
Watter bus het teen die laagste gemiddelde spoed gery?
85
3.
‘n Fietsryer ry 40 km in die eerste uur van sy oefenrit en stop dan vir 15 minute om ‘n koeldrank te drink en te rus. Daarna ry hy vir nog ‘n uur, lê ‘n afstand van 35 km af en stop weer vir 30 minute om ‘n koeldrank te drink en te rus. Hy ry toe nog 75 km en dit neem 2.5 uur.
Teken ‘n grafiek van afstand teen tyd vir die rit op die grafiekpapier wat voorsien word. Gebruik die grafiek om die volgende vrae te beantwoord:
a.
Bereken die gemiddelde spoed vir die eerste deel van die rit.
b.
Bereken die gemiddelde spoed vir die tweede deel van die rit.
c.
Bereken die gemiddelde spoed vir die derde deel van die rit.
d.
Bereken die gemiddelde spoed vir die totale rit (stoptyd uitgesluit).
e.
Bereken die gemiddelde spoed vir die totale rit (stoptyd ingesluit).
4.
Onderstaande grafiek van afstand teen tyd toon die verloop van ‘n treinrit aan:
160
120
Afstand (km) 80
40
0 0
1
2
3
4
Tyd (h)
86
a.
Gebruik die grafiek om aan te dui watter gemiddelde spoed van die rit die hoogste was en gee ‘n rede vir die antwoord.
b.
Vir hoe lank het die trein in totaal by stasies gestop?
c.
Bereken die gemiddelde spoed vir die eerste, tweede en laaste dele van die rit.
d.
Bereken die gemiddelde spoed vir die totale rit (stoptyd uitgesluit).
e.
Bereken die gemiddelde spoed vir die totale rit (stoptyd ingesluit).
BIBLIOGRAFIE 1.
Gallagher, RoseMarie & Ingram, Paul. Complete Chemistry for IGCSE. Oxford University Press. 2007.
2.
Harwood, Richard. IGCSE New Edition Chemistry. Cambridge University Press. 2009.
3.
Sang, David. Cambridge IGCSE Physics Coursebook, Cambridge University Press, 2010.
4.
http://io9.com/the-first-periodic-table-that-got-laughed-out-of-scienc-840210578.
87
www.indicato.co.za