In dit hoofdstuk maken we een begin aan de scheikunde. We beginnen met het beschrijven van chemische reacties.

Scheikunde gaat over de eigenschappen van stoffen en wat er gebeurt als we deze stoffen mengen. In sommige omstandigheden kunnen stoffen veranderen in compleet andere stoffen. Als dit gebeurt, spreken we van een chemische reactie.

Een bekend voorbeeld van een chemische reactie is de verbrandingsreactie. In de eerste onderstaande afbeelding zien we de verbranding van staalwol. Staalwol bestaat voornamelijk uit ijzer en bij hoge temperaturen reageert het met de zuurstof in de lucht. Bij de verbranding van ijzer ontstaat ijzeroxide (roest). De zuurstof en het ijzer zijn dus veranderd in een nieuwe stof: ijzeroxide. Er heeft dus een chemische reactie plaatsgevonden. In de natuur roest ijzer ook, maar dat gaat veel langzamer (zie de tweede afbeelding).

Chemische reacties beschrijven we met een reactieschema. In een reactieschema schrijven we schematisch op welke stoffen voor de reactie aanwezig waren (de reactanten) en welke stoffen na de reactie zijn ontstaan (de producten). Tussen de reactanten en de producten schrijven we een pijltje:

$$ \mathrm{reactant} 1 + \mathrm{reactant} 2 + \mathrm{...} \rightarrow \mathrm{product} 1 + \mathrm{product} 2 + \mathrm{...} $$

Laten we als voorbeeld de verbranding van staalwol nemen. Zoals we hebben gelezen reageert hier het ijzer in de staalwol met de zuurstof in de lucht en ontstaat er ijzeroxide. De reactanten zijn dus ijzer en zuurstof en het product is ijzeroxide. We schrijven dan:

$$ \mathrm{ijzer} + \mathrm{zuurstof} \rightarrow \mathrm{ijzeroxide} $$

Naast chemische reacties kunnen stoffen ook faseovergangen ondergaan. Over het algemeen bevinden stoffen zich in één van de volgende drie fasen:

• gas
• vloeibaar
• vast

We kennen allemaal de drie fasen van water. Vast water noemen we ijs, vloeibaar water noemen we gewoon 'water' en water in gasvorm noemen we waterdamp. Als een stof van één fase overgaat naar een andere, dan spreken we van een faseovergang.

Hieronder zien we bijvoorbeeld de overgang van vast naar vloeibaar (links) en van vloeibaar naar gas (midden). Bij een faseovergang ontstaat geen nieuwe stof. We krijgen gewoon dezelfde stof te zien, alleen dan in een andere fase. Of je water nu in gas-, vloeibare- of vaste vorm tegenkomt, het blijft water. Een faseovergang is daarom geen chemische reactie. Zelfs een voorwerp zo hard als staal wordt bij hogere temperaturen een vloeistof (rechts).

Er zijn ook stoffen die niet in alle fasen voorkomen. Neem bijvoorbeeld hout. Er bestaat geen 'vloeibaar hout' of 'houtgas'. Suiker komt ook niet in alle fasen voor. Als we suiker verwarmen vindt er een chemische reactie plaats. Hierbij ontstaat in o.a. een bruine stof die we karamel noemen.