Welke leerstof chemie moet je zeker kennen alvorens in het hoger onderwijs een opleiding te starten met minstens een component chemie in je programma.

Elk academiejaar starten duizenden en duizenden studenten aan een nieuwe opleiding in het hoger/universitair onderwijs. En vaak is chemie een opleidingsonderdeel.

Sommigen hebben een excellente voorbereiding gehad in het secundair onderwijs maar vaak is de voorbereiding en kennis ondermaats. En dan voel je het al aankomen… Chemie kan een probleemvak worden. Studenten die een vak algemene chemie, zelfs al is de moeilijkheidsgraad redelijk, meerdere keren moeten hernemen zijn geen uitzondering. 

Voorbeelden zijn legio. Bijvoorbeeld studenten kinesitherapie die enkel natuurwetenschappen gehad hebben in het secundair onderwijs, en dan een cursus inleiding chemie voor de kiezen krijgen… 

Gezien chemie vaak een “probleem” vormt voor studenten is het verstandig om je voorkennis bij te werken alvorens je vol goede moed start aan je nieuwe opleiding. 

Maar hoe begin je daar nu aan, als je uit een minder sterk wetenschappelijke richting komt, of je gewoon lacunes hebt in je chemie kennis.

Niet alle leerstof die je in het secundair onderwijs ziet hoeft even belangrijk te zijn om goed voorbereid te zijn. Het is kwestie van de absolute basis niet enkel te kennen maar vooral te begrijpen, want eens je iets begrijpt, gaat alles zoveel makkelijker. 

Om studenten te helpen focussen op de minimale kennis die echt noodzakelijk is om goed voorbereid te starten heb ik hieronder een lijst gezet van onderwerpen die vanuit mijn ervaring essentieel zijn. Als je hierop focust ben je al een grote stap vooruit. Uiteraard is deze lijst gebaseerd op mijn eigen inzichten en vinden andere mensen andere onderwerpen even of minder belangrijk. We zijn nu eenmaal mensen met elk een andere visie. Het is dan ook een leidraad om studenten te helpen gebaseerd op persoonlijke ervaring met studenten die “struggelen” met chemie.

Moest je bij onderstaande lijst onderwerpen enige vragen hebben, aarzel niet me te contacteren!  

1. Chemisch rekenen (Stoichiometrie)

Dit onderdeel is essentieel. Een goed begrip van volgende concepten is noodzakelijk

• Begrip "Mol", massa, Molaire massa, # deeltjes en hun omzettingen

• Molaire massa's berekenen

• Balanceren van reactievergelijkingen

• Overmaat en Limiterend reagens 

• Concentraties en verdunningen 

• “stoichiometrische” vraagstukken, 

• Algemene gaswet, molair gasvolume 

Hiervoor is er maar 1 manier: oefenen, oefenen, oefenen. En begrijpen natuurlijk. Verbanden zien, logica zien, is essentieel.

2. Atoombouw 

Dit onderdeel kan pittig zijn, zeker als je uit een wetenschappelijk minder sterke richting komt. Wat je zeker moet proberen beheersen is

• Structuur van een atoom(kern), nucleonen

• Isotopen

• Dualiteit van het electron

• Aangeslagen toestand electron

• Energieniveau's

• Kwamtumgetallen: n, l, m, s

• Concept "Orbitaal" (Energie, vorm, oriëntatie, ...)

• Opstellen van electronenconfiguraties voor atomen en ionen

3. Kennis van het periodiek systeem 

Kennis van de structuur van het PSE en enkele belangrijke trends voor elementen is onontbeerlijk. Chemische geletterdheid kan je het noemen. 

• De verschillende groepen en perioden met kenmerken

• Trends: Electronegativiteit, ionisatie energie, atoom en ionstraal

• Vaak voorkomende periodieke eigenschappen

• Streven naar de "edelgas" structuur, relatie valentie-electronen

4. Chemische binding en moleculaire structuur 

De “kern” van je chemie kennis. Hoe moleculen ontstaan, hoe ze reageren en hun ruimtelijke structuur die mede hun reactiviteit bepalen. 

• Soorten bindingen 

• Bindingslengte 

• Lewisstructuren voor moleculen en polyatomische ionen tekenen en interpreteren

• Formele ladingen 

• Mesomerie/Resonantie 

• Promotie en hybridisatie 

• Sigma en Pi bindingen 

• Overlap van (hybride) orbitalen 

• VSEPR theorie 

• Sterisch getal centraal atoom 

• Geometrie omheen centraal atoom: Tetrahedraal, trigonaal, lineair

• Delocalisatie van Pi electronen 

• Polariteit van moleculen 

• Intermoleculaire krachten 

5. Anorganische Stofklassen 

Een beperkte kennis van naamgeving van belangrijke anorganische stoffen is eveneens noodzakelijk. NaCl of keukenzout, ze zijn identiek. 

• Naamvorming 

• Soorten 

• Eigenschappen (Kook en smeltpunt, geleiding, oplosbaarheid, ...

6. Organische chemie 

Elk levend organisme is één groot chemisch paradijs. Voornamelijk overheerst door “organische” moleculen, ondertussen beter bekend als moleculen die voornamelijk C atomen bevatten. Een beperkt inzicht in deze wereld is dan ook niet enkel nuttig maar noodzakelijk. 

• Het C atoom in organische verbindingen 

• Alkanen, cycloalkanen, alkenen , alkynen: Structuur, IUPAC nomenclatuur, reactiviteit 

• Isomeren: structuur isomerie en stereo isomerie 

• Basis monofunctionele groepen herkennen en verbindingen benoemen volgens IUPAC nomenclatuur

• Halogeenalkanen 
• Alcoholen 
• Ethers
• Carbonzuren 
• Aldehyden 
• Ketonen
• Esters 
• Aminen 
• Amiden 

• Organische reacties 

• Homo en heterolytische splitsing 

• Electrofiel en nucleofiel reagens

• Reactietypes 

• Degradatie 

• Substitutie 

• Additie 

• Eliminatie 

• Biomoleculen

• Sachariden: indeling en voorbeelden

• Eiwitten

• Structuur aminozuren en peptiden,

• Primaire, secundaire, tertiaire en quaternaire structuur van eiwitten 

• Lipiden: indeling en structuur 

• Nucleinezuren: structuur nucleotiden en verschil DNA RNA 

7. Chemische kinetica 

De snelheid waarmee chemische reacties verlopen hangt af van verschillende factoren. Een basis inzicht in deze factoren helpt je beter te begrijpen waarom een verbrandingsreactie een huis in een mum van tijd in de as legt, en waarom een fiets maar heel erg traag roest.

• Botsingsmodel: soorten botsingen, geactiveerd complex, activeringsenergie

• Gemiddelde en ogenblikkelijke reactiesnelheid 

• Factoren van invloed op snelheid: temperatuur, concentratie, energie, verdelingsgraad, katalysator 

• Reactiesnelheidsconstante 

• Snelheidswet 

• Orde van de reactie 

8. Thermodynamica (enkel beperkte basis)

Dit onderdeel is in principe verdiepings of uitbreidingsleerstof. Toch is een beperkt begrip van de energetische aspecten van chemische reacties belangrijk. Je kan er bijvoorbeeld mee inschatten waarom sommige reacties vooral richting producten zullen verlopen en andere niet. 

• Exo en endotherme reacties 

• Inwendige energie 

• Reactie energie 

• Enthalpie en wet van Hess 

• Entropie

• Gibbs vrije energie 

9. Chemisch evenwicht 

De meeste reacties zijn in feite evenwichtsreacties en zijn geen 100% aflopende reacties waarbij enkel producten overblijven. Een goed begrip van de factoren die een chemisch evenwicht bepalen zijn belangrijk, omdat ook zuur base reacties en redoxreacties die je later nog bestudeerd evenwichtsreacties zijn. 

• Aflopende reactie vs evenwichts reactie 

• Dynamisch evenwicht 

• Evenwichtsconstante 

• Omzettingsgraad en rendement 

• Principe van le Châtelier 

• Factoren die het chemisch evenwicht beïnvloeden: concentratie, druk, volume, temperatuur, katalysator 

10. Heterogene evenwichten: Oplosbaarheid 

Dit stuk is verdiepings of uitbreidings leerstof. Het is dus niet essentieel maar kunnen voorspellen of er tijdens reacties bepaalde producten een neerslag vormen kan nuttig zijn, ook in het domein dat we de analytische chemie noemen. 

• Neerslagreacties herkennen en voorspellen 

• Oplosbaarheidsproduct en oplosbaarheid 

• Ionen product 

11. Zuur base chemie 

Zuur base reacties (wat evenwichtsreacties zijn) kennen ontelbaar veel toepassingen. Om er maar één te noemen: We zijn in staat in leven te blijven omdat ons een lichaam een zuur-base evenwicht weet te behouden met behulp van buffers. Essentieel voor het leven en voor veel andere toepassingen dus. Een sterk begrip van deze belangrijke groep reacties en vlot kunnen werken met “eenvoudige” berekeningen is dan ook noodzakelijk. Bovendien is het ook een leuk onderwerp. Dubbele pret dus. 

• Arrhenius zuren en basen 

• Bronsted zuren en basen 

• Geconjugeerde zuren en basen 

• Autoprotolyse (van water) 

• Ionenproduct van water en waterconstante Kw

• Effect van temperatuur op Kw 

• Ontstaan van zure en basische oplossingen 

• Zuur en base constante en neg logaritme ervan 

• Verband tussen zuur en base constante 

• Verloop van zuur base reacties voorspellen plus ionisatiegraqd  

• pH en pOH plus verband 

• pH Van oplossingen berekenen (sterk zuur, zwak zuur, sterke base, zwakke base, polyprotische zuren, effect van zouten) 

• Buffers: begrip, samenstelling, werkingsmechanisme 

• Titraties: principe, equivalentiepunt 

• Zuur base indicatoren 

• Titratiecurves (sterk zuur/base en zwak zuur/base) 

12. Redoxreacties 

Kans dat je dit bericht leest op een apparaat zoals een mobiele telefoon dat aangedreven is door een batterij. En de werking van een batterij is nu net een belangrijke toepassing in ons leven die perfect kan uitgelegd en geoptimaliseerd worden met behulp van redoxreacties. Belangrijk dus om de basis van redoxreacties te begrijpen. Wie weet ontwikkel je wel de batterij van de toekomst. 

• Oxidatiegetallen bepalen 

• Oxidatie en reductie halfreacties 

• Oxidator en reductor; redoxkoppel 

• Balanceren van redoxreacties 

• Sterkte van oxidatoren en reductoren 

• Verdringingsreeks metalen en niet metalen 

• Reductiepotentiaal 

• H- electrode 

• Spontaniteit van redox reactie voorspellen 

• Galvanische cel: werkingsmechanisme en toepassing 

• Elektrolysecel: werkingsmechanisme en toepassing 

• Redoxtitratie: principe en bepalen EP