Grade 10 · Grade 10 · Physical Sciences · Question paper | Hlayiso

sa] SmartPrep boek deur Science Clinic KABV G \ N , > ‘ . © Videolesse vir elke afdeling van hierdie SmartPrep opsommings beskikbaar,op www.scienceclinic.co.za ?

VIDEOLESSE! Ons het gratis videolesse vir elke onderwerp in hierdie boek! Volg hierdie stappe vir toegang tot hierdie kragtige hulpbron! LAAI ‘N BOEKIE AF Besoek ons webtuiste om ‘n SmartPrep boekie af te laai. Jy sal ‘n e-pos met aflaai-skakels ontvang. VIDEOS WEBBLAD Gaan dan na ons “Videos” webblad. Vir toegang, gebruik dieselfde e-pos wat jy vir die boekie se aflaai gebruik het. KIES ‘N HOOFSTUK Kliek op jou voorkeur- taal, graad en onderwerp. 'n Snitlys met videolesse sal op YouTube oopmaak. OOR ONS SMARTPREP BOEKIES Ons SmartPrep boekies skep ‘n holistiese geheelbeeld van die belangrikste kernkonsepte in Graad 8-12 Wiskunde en Graad 10-12 Fisiese Wetenskap. Die boekies is in Engels en Afrikaans beskikbaar. KOPIEREG KENNISGEWING Die inhoud van hierdie SmartPrep Boekie is die oorspronklike werk van Science Clinic (Pty) Ltd. Die materiaal mag versprei word, mits die volgende vereistes nagekom word: ¢ As die boekie elektronies of in gedrukte vorm gekopieer of versprei word, moet hierdie kopieregkennisgewing behoue bly. * As die opsommings en/of vrae in die boek gebruik word, moet die bron erken word. *« Hierdie Smart Prep Boekie is geskep ter voordeel van die gemeenskap en mag nie deur enige ander persoon of entiteit gebruik of versprei word vir kommersiéle doeleindes nie. * Die teorie-opsommings in hierdie boekie mag nie aangepas word en onder ‘n nuwe lisensie versprei word nie. ¢ Volg hierdie skakel vir volledige gebruiksterme vir die materiaal: DIE SKRYWERS EN DIE SPAN Duisend dankies aan die ongelooflike span wie betrokke was by die produksie, moderasie en vertaling van hierdie boek: R Bartholomew, L Couperthwaite, N Cullinan, W Cloete, C de Beer, S Dippenaar, T Fairless, | Govender, C Hare, L Kroukamp, R Lodge, K Munnik, C Orchison, M Peyper, S Pienaar, Y Patterson, R Ramsugit, S Roberts, C Steyn, K Storm, S Sapsford, X Sithenjwa, A Theron, C Visser, B Ward QD ww sciencectinie.coza © exciencectinic EB ew acodook.comisciencectiniesa

INHOUDSOPGAWE OPSOMMINGS VAN KERNKONSEPTE Fisika Fisika Data 1 Pulse en Golwe 2 Klank en Elektromagnetiese Straling 6 Magnetisme 10 Elektrostatika 11 Elektrisiteit 12 Vektore en Skalare 15 Beweging in 1D 16 Energie 23 Chemie Chemie Data 24 Klassifikasie van Materie 26 Name en Formules 28 Kinetiese Teorie van Materie 30 Die Atoom 31 Die Periodieke Tabel 35 Chemiese Binding 37 Fisiese en Chemiese verandering 40 Reaksies in Waterige Oplossings 42 Kwantitatiewe Aspekte van Chemiese verandering 45 Hidrosfeer 49 www

Information sheets – Paper 1 (Physics) TABLE 1: PHYSICAL CONSTANTS/TABEL 1: FISIESE KONSTANTES NAME/NAAM SYMBOL/SIMBOOL VALUE/WAARDE Acceleration due to gravity g 9,8 m·s-2 Swaartekragversnelling Speed of light in a vacuum c 3,0 x 108 m·s-1 Spoed van lig in 'n vakuum Planck's constant h 6,63 x 10-34 J·s Planck se konstante Charge on electron e -1,6 x 10-19 C Lading op elektron Electron mass me 9,11 x 10-31 kg Elektronmassa TABLE 2: FORMULAE/TABEL 2: FORMULES MOTION/BEWEGING v f = v i + a Δt Δx = v i Δt + 21 aΔt 2 ⎛ v + vi ⎞ 2 2 v f = v i + 2aΔx Δx = ⎜ f ⎟ Δt ⎝ 2 ⎠ WORK, ENERGY AND POWER/ARBEID, ENERGIE EN DRYWING 1 1 U = mgh or/of EP = mgh K= mv 2 or/of E k = mv 2 2 2 WAVES, SOUND AND LIGHT/GOLWE, KLANK EN LIG 1 v=fλ T= f c E = hf or/of E = h λ ELECTRIC CIRCUITS/ELEKTRIESE STROOMBANE 1 1 1 Q = I Δt = + + ... R p R1 R 2 W R s = R1 + R 2 + ... V= Q

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Transversale pulse SCIENCE CLINIC 2022 © Puls: 'n Enkele versteuring in 'n medium. INTERFERENSIE VAN PULSE Transversale puls: 'n Puls waarin die deeltjies van die medium reghoekig Interferensie: Die oorvleueling van twee pulse wanneer hulle saamkom. Hulle ontmoet by dieselfde punt op dieselfde tyd. tot die bewegingsrigting van die puls beweeg. Superposisie: Die algebraïese som van die amplitudes van twee pulse wat in dieselfde ruimte op die selfde tyd is. Konstruktiewe interferensie: Die verskynsel waar die kruin van een puls met die kruin van ‘n ander puls oorvleuel om ‘n puls van verhoogde amplitude te vorm. Destruktiewe interferensie: Die verskynsel waar die kruin van een puls met die buik (trog) van ‘n ander puls oorvleuel om ‘n puls met ‘n verlaagde amplitude te vorm. Wanneer twee pulse ontmoet: KONSTRUKTIEWE INTERFERENSIE Voor Tydens Na Die deeltjies in die tou beweeg vertikaal op en af soos wat die puls na regs beweeg (deeltjies beweeg loodreg tot die rigting van beweging van die puls). Amplitude (a) Rus posisie Puls lengte Rus posisie: Die posisie vanwaar alle deeltjies vanaf begin en na toe terug keer nadat 'n puls of golf verby is. Amplitude: Die maksimum verplasing van deeltjies van die rus posisie. Puls lengte: Die afstand tussen die begin en einde van ‘n puls. DESTRUKTIEWE INTERFERENSIE Voor Tydens Na 'n Puls beweeg deur 'n medium met 'n sekere spoed: (v) afstand (m) spoed van puls (m ⋅ s− 1) D v= Δt tyd (s) VOORBEELD: 'n Puls beweeg 'n afstand van 300 m in 2 minute. Bepaal die spoed van die puls. D v= Δt 300 v= 120 v = 2,5 m ⋅ s− 1 Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 2

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Transversale golwe SCIENCE CLINIC 2022 © ONTSTAAN VAN TRANSVERSALE GOLWE BEREKENINGE Elke versteuring in 'n medium skep 'n transversale puls. Opeenvolgende transver- Frekwensie (f) Periode (T) Golfspoed (v) sale pulse wat met gereelde intervalle herhaal skep 'n transversale golf. Frekwensie: Die aantal golwe per Periode: Die tyd wat dit neem vir een Golfspoed: Die afstand wat 'n punt op 'n sekonde golf om verby 'n punt te beweeg. golf per eenheid tyd beweeg. Hand beweeg op → terug na rus posisie en dan weer af → terug na rus posisie. Eenheid: Hz (hertz) Eenheid: s (sekonde) spoed (m ⋅ s− 1) afstand (m) Frekwensie (Hz) 1 2 3 D 1 2 3 v= tyd (s) Δt Rus posisie Voorbeeld: Bereken die spoed van 'n 1 sekonde golf wat 50 m in 7 s reis. 1 sekonde Periode (s) hoeveelheid golwe D frekwensie = totale tyd v= totale tyd periode = Δt hoeveelheid golwe 50 v= = 7,14 m ⋅ s− 1 Voorbeeld: Voorbeeld: 7 5 golwe beweeg verby 'n punt in 4s, 5 golwe beweeg verby ‘n punt in 4s, Golfspoed(v) bereken die frekwensie van die bereken die periode van die golwe. Die beweging duur voort met gereelde tussenposes om 'n transversale golf te Golfspoed: Die afstand wat 'n punt op 'n golwe. totale tyd vorm. hoeveelheid golwe periode = golf per eenheid tyd beweeg. frekwensie = hoeveelheid golwe Transversale golf: 'n Golf waarin die deeltjies van die medium reghoekig tot die totale tyd frekwensie (Hz) 4 bewegingsrigting van die golf vibreer. ‘n Transversale golf is ‘n opeenvolging van 5 T= = 0,8 s T= = 1,25 Hz 5 v = fλ golflengte (m) transversale pulse. 4 spoed (m ⋅ s− 1) VERHOUDING TUSSEN FREKWENSIE EN TYD Voorbeeld: Bereken die spoed van 'n golf met 'n frekwensie van 28 Hz en 'n f- Frekwensie (Hz) golflengte van 5 mm. 1 1 T= OF f= v = fλ f T T- Periode (s) v = (28)(5 × 10− 3) v = 0,14 m ⋅ s− 1 EEN TRANSVERSALE GOLF MEERVOUDIGE TRANSVERSALE GOLWE + Kruin + IN fase: A–E Afstand (m) λ B–F Amplitude A–I (a) B F D–H Afstand (m) Afstand (m) C λ G I Rus posisie Golﬂengte (λ) of Tyd (s) A λ E Afstand (m) TOTAAL UIT fase: of Tyd (s) A–C D H B–D (a) A-G λ D–F - Trog Punte in fase: Twee punte in fase word geskei deur 'n heel getal (1; 2; 3; ...) veelvoud van GEDEELTELIK UIT - voltooide golflengtes. Punte in fase volg presies dieselfde pad (identiese beweging). fase: Amplitude (a): die maksimum verplasing van ‘n deeltjie van sy rusposisie. Punte heeltemal uit fase: twee punte volg presies die teenoorgestelde pad. A–B Golflengte (λ): die afstand tussen twee opeenvolgende in-fase-punte. Punte gedeeltelik uit fase: Punte wat nie van mekaar geskei word deur 'n heel getal veel- B–E Kruin: die hoogste punt (piek) op 'n golf. voud van voltooide golflengtes nie. Twee punte wat verskillende paaie volg. A-F Trog (buik): die laagste punt op 'n golf. D–E Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 3

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Longitudinale golwe SCIENCE CLINIC 2022 © Wanneer 'n reeks vorentoe en agtertoe bewegings gemaak word op 'n veer in agtereenvolgende inter- valle skep dit 'n longitudinale golf. IN fase: Wanneer deeltjies nader aan mekaar gestoot g ing g ing g A–C word, word ‘n verdigting gevorm en wanneer deelt- Ve nn Ve nn Ve C–E rd Ve rd Ve rd jies uitmekaar getrek word, word ‘n verdunning ig- rd ig- rd ig- B–D n u n u n gevorm. A–E Golflengte word verteenwoordig deur die afstand tussen opeenvolgende verdigtings of opeenvol- gende verdunnings. Longitudinale golwe: ’n golf waarin die deeltjies TOTAAL UIT van die medium parallel aan die bewegingsrigting A B C D E fase: van die golf vibreer. λ A–B Verdigting: 'n Gebied van hoë druk in 'n longitudi- B–C nale golf. λ C–D Verdunning: 'n Gebied van lae druk in 'n longitu- A–D dinale golf. λ Amplitude: Die maksimum verplasing van 'n deelt- jie van die rus posisie. BEREKENINGE Frekwensie (Hz) Period (T) Golfspoed(v) Frekwensie: Die aantal golwe wat verby 'n punt beweeg in een Periode: Die tyd wat dit neem vir een golf om verby 'n punt te Golfspoed: Die afstand wat 'n golf beweeg in een sekonde sekonde. beweeg. spoed (m ⋅ s− 1) afstand (m) Eenheid: Hz (hertz) Eenheid: s (sekonde). D v= frekwensie = hoeveelheid golwe periode = totale tyd Δt tyd (s) totale tyd aantal golwe Voorbeeld: Bereken die spoed van 'n golf wat 60 km reis in 5 min. Voorbeeld: Voorbeeld: 8 golwe beweeg verby ‘n punt in 3 s, bereken die frekwensie 8 golwe beweeg verby ‘n punt in 3 s, bereken die periode van v = D van die golwe. die golwe. Δt 6000 v = hoeveelheid golwe totale tyd 300 frekwensie = periode = totale tyd hoeveelheid golwe v = 20 m ⋅ s− 1 8 3 f = f = 3 8 Golfvergelyking f = 2,67 Hz f = 0,38 s frekwensie (Hz) Verhouding tussen frekwensie en periode v = fλ golflengte (m) Voorbeeld: Voorbeeld: spoed (m ⋅ s− 1) 1 1 Bepaal die periode van 'n golf wat Bepaal die frekwensie van 'n T= OF f= 'n frekwensie van 75 Hz het golf wat 'n periode van 0,3 s het Voorbeeld: f T Bepaal die spoed van 'n golf met 'n golflengte van 20 mm en 'n 1 1 frekwensie van 600 Hz. T = f = f T v = fλ f- frekwensie (Hz) 1 1 T = 75 f = 0,3 v = (600)(20 × 10− 3) T- periode (s) T = 0,013 s f = 3,33 Hz v = 12 m ⋅ s− 1 Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 4

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Pulse en Golwe- Die Kern Konsepte SCIENCE CLINIC 2022 © 'n Puls is ‘n enkele versteuring wat deur 'n medium beweeg. 'n Golf is 'n herhaling van pulse teen gereelde intervalle. TRANSVERSALE LONGITUDINALE Longitudinale puls: ’n Puls waarin die deeltjies van die medium parallel aan die bewegingsrigting van Transversale puls: 'n Puls waarin die deeltjies van ‘n medium reghoekig tot die bewegingsrigting van die golf vibreer. die puls beweeg. g Ve rd ig' n Amplitude (a) Rus posisie Puls lengte ‘n Transversale golf is ‘n herhaling van transversale pulse, bv water golwe. + Kruin ‘n Longitudinale golf is ‘n herhaling van longitudinale pulse. bv. klank golwe Afstand (m) g ing g ing g Ve nn Ve nn Ve Amplitude rd ig- Ve rd rd ig- Ve rd rd ig- (a) n u n u n Rus posisie Afstand (m) Golﬂengte (λ) of Tyd (s) A B C D E λ (a) λ λ Trog - Frekwensie (f): Die hoeveelheid golwe per sekonde. Superposisie: Die algebraïese som van die amplitudes van twee pulse wat in 1 dieselfde ruimte op dieselfde tyd is. f = T Konstruktiewe interferensie: Die verskynsel waar die kruin van een puls met die kruin van ‘n ander puls oorvleuel om ‘n puls van verhoogde amplitude Periode (T): Die tyd wat dit neem vir een golf om verby 'n punt te te vorm. beweeg. Destruktiewe interferensie: Die verskynsel waar die kruin van een puls 1 met die buik (trog) van ‘n ander puls oorvleuel om ‘n puls met ‘n verlaagde T = f amplitude te vorm. Golflengte (λ): die afstand tussen twee opeenvolgende in-fase-punte. Golfspoed (v): Die spoed van ‘n golf deur ‘n medium. Amplitude: Die maksimum verplasing van deeltjies van die rus posisie. v = fλ Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 5

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Klank SCIENCE CLINIC 2022 © KLANKGOLWE GOLFEIENSKAPPE EN KLANK Klank word geskep deur vibrasies in 'n medium in die rigting van voortplanting (longitudinale golf). Die vibrasies veroorsaak reëlma- FREKWENSIE- Wat die menslike oor waarneem as toonhoogte. tige afwisseling van druk in die medium. Gemeet in Hertz (Hz) Toonhoogte is direk eweredig aan frekwensie Klankgolwe is 3D longitudinale golwe wat deur vaste stowwe, vloe- istowwe en gasse beweeg, maar nie deur 'n vakuum nie → 'n me- • 'n hoë toonhoogte = hoë frekwensie. dium is nodig vir die voortplanting van klank. Hoe digter die me- (bv. remme van 'n motor se gegil) dium, hoe hoër is die spoed van klank deur daardie medium. • ’n Lae toonhoogte = lae frekwensie. (bv. 'n baskitaar) 'n Luidspreker het 'n papier kegel wat in staat is om heen en weer te beweeg, wat 'n reeks verdigtings en verdunnings deur die lug AMPLITUDE- wat die menslike oor waarneem as volume (luidheid). skep. Die klein veranderinge in druk word waargeneem deur die Gemeet in desibel (dB). oor en ons tel dit op as klank. Die golwe beweeg weg van die luid- Luidheid is direk eweredig aan amplitude spreker in 3 dimensies en word swakker hoe verder hulle reis. • 'n hoë volume = groot amplitude. • 'n lae volume = klein amplitude. Die amplitude verminder en die hardheid verminder. ULTRAKLANK EGGO VOORBEELD: Die tyd wat dit neem vir 'n eggo om gehoor te word deur 'n luisteraar • Mense kan geluide hoor tussen 20 Hz en 20 kHz. Klankgolwe word weerspieël deur 'n groot harde plat oppervlaktes op 'n skip word teen 0,8 s gemeet. Die spoed van klank in water is • Ultraklank verwys na klankgolwe met 'n hoër frekwensie as wat soos geboue se mure en kranse. 1480 m·s−1 . Bepaal die diepte van die water op hierdie punt. ons kan hoor. (20 kHz tot 100 kHz) Die weerspieëling van die klankgolf staan bekend as 'n eggo. 'n D v = Δt Gebruike Eggo kan gebruik word om onbekende afstande te bereken. D • Behandeling van sportbeserings: golwe word deur die vel 1480 = 0,8 gevoed om bloedvloei na die beseerde gedeelte te verhoog. ONTHOU: D = (1480)(0,8) Wanneer 'n golf weerspieël/eggo, het die golf na die voorwerp en D = 1184 m • Beeldvorming in swangerskap: terug gereis. Dit het dus dubbel die afstand tussen die bron en die Wanneer 'n ultraklank golf 'n ver- weerspieëling oppervlak gereis. Die klank moet na die bodem reis en weerspieël dan terug na die skip sperring in 'n medium teekom, op die oppervlak. word ‘n deel van die golf weer- spieël, ‘n deel word geabsorbeer BRON D Bron k lank diepte = en ‘n deel word oorgedra oor die 2 grens. Die weerspieëlde golwe 1184 diepte = 2 word waargeneem op die dieselfde diepte = 592 m manier as ‘n eggo en kan gebruik word om 'n beeld (sonar beelding) VOORBEELD: te vorm. http://en.wikipedia.org/wiki/Ultrasound#/media/File:CRL_Crown_ rump_lengh_12_weeks_ecografia_Dr._Wolfgang_Moroder.jpg 'n Man staan 250 m van 'n muur en hoor die eggo van sy geweerskoot LUISTERAAR Eggo na 1,5 s. Bereken die spoed van klank onder die spesifieke kondisies. Met behulp van sonar word 'n veilige metode van vroeë diagnose van fetale kondisies en vroeë behandeling geïmplementeer. afstand gereis deur klank = 2 × 250 d = 500 m • Vlermuise: Gebruik ultraklank om insekte op te spoor en om in die donker te navigeer. In die diagram hierbo: v = D Δt afstand na muur en terug = v×t 500 Bote: gebruik sonar om v = 1,5 vis op te spoor en die 2D = v×t diepe van die oseaan te v = 333,33 m ⋅ s− 1 meet. Eggo Klank waar v die spoed van klank in lug is; v = 340 m ⋅ s− 1 ∴ spoed van klank = 333,33 m ⋅ s− 1 Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 6

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte elektromagnetiese straling SCIENCE CLINIC 2022 © Elektromagnetiese straling tree op soos 'n GOLF DEELTJIE wanneer dit reis wanneer dit met ander materiale in wisselwerking kom GOLFGEAARDHEID VAN ELEKTROMAGNETIESE STRALING DEELTJIEAARD VAN ELEKTROMAGNETIESE STRALING • Versnellende ladings is die bron van alle elektromagnetiese straling. • Die versnelling van ladings skep 'n elektriese veld wat in een vlak ossilleer. Die voortdurende verander- • Elektromagnetiese straling dra energie oor na ander materie in "pakkies" wat fotone genoem word. ende elektriese veld induseer dan 'n veranderende magneetveld wat in ‘n vlak loodreg op die elektriese • Fotone het 'n vasgestelde hoeveelhede energie → bekend as 'n kwantum. veld ossilleer. Die veranderende magneetveld op sy beurt produseer 'n elektriese veld. • Die hoeveelheid energie is direk eweredig aan die deurdringingsvermoë van die spesifieke EM-straling. • 'n Foton is 'n kwantum van EM-straling (wat 'n vasgestelde bedrag energie besit) Elektromagnetiese golwe word gevorm deur ossillerende magnetiese en elektriese velde wat reghoekig aan mekaar en bewegingsrigting van die golf is. Energie van ‘n foton kan bereken word deur die formule: voordurende voortdurende EM golf energie (J) frekwensie (Hz) Versnellende skep ‘n… wat lei tot veranderende veranderende word ladings induseering elektriese veld magnetiese veld gevorm E= hf Elektriese veld Planck se konstante (6,63 × 10− 34 ) Rig0ng van Magne0ese voortplan0ng veld Planck se konstante (6,63 × 10-34 ) energie (J) hc spoed van lig (3x108 m·s−1) E= λ golflengte (λ) GOLFVERGELYKING (EM) VOORBEELD: VOORBEELD: VOORBEELD: Die EM-golf word gepropageer teen 'n spoed van Bepaal die golflengte van ultraviolet golwe met 'n Bereken die energie van 'n mikrogolf met 'n frek- Bepaal die energie van ‘n gammastraal met 'n 3×108 m·s−1. Dit staan bekend as c (spoed van frekwensie van 1,6×1016 Hz. wensie van 4,5×1010 Hz. golflengte van 4×10−14 m. lig). Alle elektromagnetiese golwe beweeg teen die hc c = fλ E = hf E = λ spoed van lig. 3 × 108 = (1,6 × 1016 )λ E = (6,63 × 10− 34 )(4,5 × 10− 10 ) (6,63 × 10− 34 )(3 × 108 ) E = spoed van lig (m ⋅ s-1) golflengte (m) λ = 1,88 × 10− 8 m E = 2,98 × 10− 43 J (4,5 × 10− 14 ) VOORBEELD: E = 4,42 × 10− 12 J Bepaal die frekwensie van 'n radio golf met 'n c = fλ golflengte van 300 m. DEURDRINGINGSVERMOË c = fλ Die deurdringingsvermoë van 'n golf verwys na sy vermoë Deurdringingsvermoë α Energie 3 × 108 = f(300) om deur materie te beweeg frekwensie (Hz) Deurdringingsvermoë α Frekwensie f = 1 × 106 m Hoe hoër die energie, hoe groter is die deurdringingsver- moë. Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 7

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte elektromagnetiese straling- Spektrum SCIENCE CLINIC 2022 © TOENEMENDE FREKWENSIE TOENEMENDE GOLF ENERGIE TOENEMENDE GOLFLENGTE Sigbare lig Infrarooi Ultraviolet lig EM Straling: Radiogolwe Mikrogolwe bestraling (UV) X-strale Gammastrale R O G G B I V Frekwensie (Hz): 1 x 106 1 x 1010 1 x 1012 4 x 1014 na 7 x 1014 1 x 1016 1 x 1019 1 x 1022 Golflengte (m): 1 x 102 1 x 10-2 1 x 10-4 7 x 10-9 na 4 x 10-9 1 x 10-8 1 x 10-10 1 x 10-14 Radio en TV- Telefoon- en Voorwerpe reflekteer, Gloeilampe; sterilisasie x-strale; CT- Bestraling van uitsendings, selfoon Afstandbeheerders; refrakteer of dra lig oor skanderings, kanker radioteleskope verbindings; optiese vesel sodat ons in staat is sekuriteit kommunikasie om te sien; fotosintese skanderings Voordele: satelliete; mikrogolfoonde; radarstelsels Skade aan die oë en Skade aan die vel Skade aan vel en onderliggende weefsel; Nadele: weefsel kernuitstraling Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 8

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Klank en EM Golwe-DIE KERN KONSEPTE SCIENCE CLINIC 2022 © Klank EM Straling •Klank golwe word geskep deur vibrasies in 'n medium. • Versnellende ladings is die bron van alle elektromagnetiese straling. •Die spoed van klank in lug = 340 m·s-1 • Propageer as elektriese en magnetiese velde wat reghoekig aan mekaar ossilleer. •Klank is 'n longitudinale golf wat deur vaste stowwe, vloeistowwe en gasse beweeg, maar nie deur 'n • Die golf propageer teen 'n spoed van 3x108 m.s-1 in 'n vakuum. Dit word c genoem (spoed van lig). vakuum nie. • Benodig nie 'n medium om deur te propageer nie; kan deur 'n vakuum beweeg. • Elektromagnetiese bestraling tree op soos 'n transversale golf wanneer dit propageer. Frekwensie: Amplitude: • Elektromagnetiese straling tree op soos 'n deeltjie wanneer dit in wisselwerking met ander materiaal kom. Wat die menslike oor waarneem as toon- Wat die menslike oor waarneem as vol- hoogte. ume. Gemeet in desibel (dB). • 'n hoë toonhoogte = hoë frekwensie. (bv. remme van 'n motor se gegil) • 'n hoë volume = groot amplitude. GOLFGEAARDHEID DEELTJIEAARD • 'n lae volume = klein amplitude. • ’n Lae toonhoogte = lae frekwensie. • Elektromagnetiese straling dra energie oor na (bv. 'n baskitaar) spoed van lig (m ⋅ s-1) golflengte (m) ander materie in "pakkies" wat fotone genoem word. EGGO c = fλ Foton: Quanta (energie pakkies) wat energie Klankgolwe word weerspieël deur groot harde plat oppervlaktes soos geboue se mure en kranse. oordra na deeltjies van materie Die weerspieëling van die klankgolf staan bekend as 'n eggo. 'n Eggo kan gebruik word om onbekende frekwensie (Hz) • Energie van ‘n foton kan bereken word deur: afstande te bereken. As die frekwensie toeneem, sal die golflengte afneem. energie (J) frekwensie (Hz) BRON Bron k lank In enige gegewe medium, bly die spoed kon- stant. E= hf Planck se konstante (6,63 × 10− 34 ) Elektromagnetiese Spektrum Planck se konstante (6,63 × 10− 34 ) f Golwe λ LUISTERAAR Eggo hc spoed van lig (3 × 108 m ⋅ s− 1) Radiogolwe E= Mikrogolwe λ golflengte (λ) Infrarooi d energie (J) In die diagram hierbo: Sigbare lig afstand na muur en terug = v ×t Ultraviolet 2D = v ×t X-Strale Hoe groter die energie van 'n foton, hoe hoër die frekwensie en die deurdringingsvermoë (en waar v die spoed van klank in lug is: Gammastrale hoe kleiner / hoe korter die golflengte) v = 340 m ⋅ s− 1 Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 9

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Magnetisme SCIENCE CLINIC 2022 © Magneetveld: gebied in die ruimte waar 'n ander magneet of ferromagnetiese materiaal 'n nie-kontak krag sal ervaar Aarde se Magnetiese Veld Nie-kontak krag: 'n krag wat op 'n voorwerp uitgeoefen word sonder om aan die voorwerp te raak Die Aarde tree op asof dit 'n reuse-staafmagneet het wat deur dit loop met sy magneti- Magnet: 'n voorwerp met 'n paar teenoorgestelde pole, naamlik noord en suid ese veld rondom die aarde. Magnete kan gemaak word van ferromagnetiese materiale; materiale wat sterk aangetrokke word deur magnete en word maklik gemagnetiseer. Algemene ferromagnetiese materiale sluit yster, kobalt, nikkel en hulle allooie, in. Die naald van ‘n kompas is die noordpool van die kompas en wys in die rigting van die Wanneer twee magnete naby aan mekaar gebring word: magnetiese noordpool van die aarde. In werklikheid, is die noordpool van die aarde ~ Soortgelyke pole → STOOT mekaar af eintlik die suidpool van die denkbeeldige magneet binne in die aarde. ~ Teenoorgestelde pole → TREK mekaar aan Die punt in die noordelike halfrond waar die Aarde se as die oppervlak van die aarde Selfs as 'n magneet in klein stukkies gesny word sal dit kleiner magnete vorm, elk met hul eie noord- en suidpole sny is die geografiese of ware noordpool. 'n Kompas sal nie hierheen wys nie, maar eerder na die magnetiese noordpool - wat eintlik die suidpool van die denkbeeldige magneet deur die Aarde is. Die hoek tussen die ware noordpool en die magnetiese noordpool word die hoek van deklinasie genoem. • Magneetveldlyne is denkbeeldige lyne rondom 'n magneet wat die rigting en die sterkte van die magnetiese veld rondom Geografiese noordpool: Punt in die noordelike halfrond waar die rotasie-as van die die magneet aandui (ystervylsels op papier kan gebruik word om die veldlyne aan te dui). aarde se oppervlak raak. Die veldlyne kom voor binne die magneet en 3 dimensioneel buite die magneet. Hulle kom uit die magneet uit naby die Magnetiese noordpool: die punt waar die magnetiese veldlyne van die aarde die noordpool en gaan in naby die suidpool om weer 'n lus te vorm. aarde binne-gaan. Dit is die rigting waarin die noordpool van 'n kompas wys. Staaf magneet Magne)ese Noordpool Geograﬁese Ander "velde" in fisika Magne&ese Noordpool Eienskappe van magnetiese Magnetiese veld Geograﬁese Noordpool veldlyne Gebied waarin 'n magnetiese mate- Noordpool Hoek van • Denkbeeldige lyne riaal 'n magnetiese krag ondervind deklinasie • Deurlopende Elektriese veld S • 3 dimensioneel • Kruis of maak nooit kontak Gebied waarin 'n elektriese lading 'n elektriese krag ervaar S nie • Pyle dui die rigting van die Gravitasie veld N veld (N tot S) Gebied waarin 'n massa 'n gravita- Geograﬁese • Is meer gekonsentreer by die siekrag ondervind Suidpool N pole waar veld sterker is Magne)ese Suidpool Aantrekking tussen teenoorgestelde pole Afstoting tussen soortgelyke pole Magnetiese verskynsels Die son stel deeltjies vry (hoofsaaklik elektrone en protone) wat buite in alle rigtings beweeg teen 'n spoed van tot 900 m.s⁻¹. Meer deeltjies word vrygestel tydens 'n son storm wat bekend staan as 'n koron- ale massa-uitwerping. Wanneer hierdie deeltjies naby aan die Aarde kom, beskerm die magnetosfeer die Aarde deur meeste van die deeltjies te deflekteer. Daar is egter 'n paar wat die magnetosfeer binne-dring en word getrek na die Noord- en Suidpool. Hulle tree die boonste atmosfeer binne teen 'n hoë spoed en bots met stikstof en suurstof molekules wat veroorsaak dat hulle met verskil- lende kleure gloei. Dit staan bekend as die Aurora Borealis (Noordlike Ligte) en Aurora Australis (Suiderlike ligte). Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 10

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Elektrostatika SCIENCE CLINIC 2022 © • Alle materiaal bevat positiewe ladings (pro- Metodes waarvolgens 'n neutrale voorwerp gelaai kan raak tone) en negatiewe ladings (elektrone) Wrywing Kontak Induksie/ Polarisasie • 'n Neutrale voorwerp het 'n gelyke aantal • Ook bekend as Tribo-elektriese lading Wanneer 'n gelaaide geleier 'n identiese neu- 'n Metode van laai waarin die voorwerpe nie aan mekaar protone en elektrone en het geen netto • Vryf twee voorwerpe teen mekaar soos 'n trale geleier aanraak, word elektrone oorgedra raak nie. Neutrale elektroskoop word gelaai deur induksie. lading. glasstaaf en 'n wol lap. Elektrone word oorgedra om die lading op die geleiers gelyk te maak. • 'n Positiewe gelaaide voorwerp het elek- Posi%ewe Tydelike lading Tydelike lading van een voorwerp na die ander (dit hang af van + Positiewe staaf trone verloor (elektron tekort) staaf + watter materiaal gebruik word) Positiewe geleier raak ‘n neutrale geleier → + + • ‘n Negatief gelaaide voorwerp het elek- • Die een voorwerp verloor elektrone en die ander negatiewe lading word oorgedra vanaf die Neutraal + + + + trone bygekry (oortollige elektrone) kry hulle. neutrale geleier na die positiewe geleier + + + + - - - - ---- - - • 'n Gelaaide voorwerp kan ook aangetrokke - + + Elektroskoop is gepolariseer wees tot 'n neutrale geleier as gevolg van Glasstaaf en wol lap Dra nega3ewe lading oor + + die beweging van ladings in die geleier. 3e¯ 5e¯ 1e¯ 7e¯ -1,4C + - - Polarisasie+ + met die bokant negatief gelaai + + en die onderkant • ‘n Gelaaide voorwerp kan ook aangetrokke wees tot ‘n isolator as gevolg van die 3p⁺ 5p⁺ 3p⁺ 5p⁺ 0C +2,8C neutraal +1,4C +1,4C - +- positief gelaai beweging van gepolariseerde molekules in Wrywing 'n Positiewe staaf word e⁻ word aangetrek tot die die isolator. e¯ Kontak naby aan 'n neutrale positiewe staaf. Positief ge- elektroskoop gebring laaide blare stoot mekaar af • Gelaaide voorwerpe oefen kragte op mekaar uit wanneer hulle naby mekaar gebring word. Negatiewe geleier raak 'n neutrale geleier → Nega%ewe Nega%ewe -- -- Nega%ewe Semi-permanenteSemi-permanente -- Posi-ef gelaai Nega-ef gelaai Semi-permanente • Soortgelyke ladings oefen AFSTOT- neutraal neutraal negatiewe ladings word oorgedra vanaf die staaf staaf - ladinglading - - - -- - - -- -- staaf lading INGSKRAGTE op mekaar uit (e¯ tekort) (e¯ oorvloed) Neutraal Neutraal - - -- - negatiewe geleier na die neutrale geleier. Neutraal • Teenoorgestelde ladings oefen AANTREK- PVC staaf en wol lap: + - ++ -+++- -+++- -+ +- + - Nega%ewe - -- -- -- - - Semi-permanente -- -- Dra nega3ewe lading oor staaf + + ++++++++ ++ ++ + lading KINGSKRAGTE op mekaar uit KWANTISERING VAN LADING 4e¯ 2e¯ -2,3C - -Neutraal is + ++ +- +++ Elektroskoop +- + -+ - - - + + + ++ - - -- - + - -- - + ++ + ++ ++ + + 5e¯ 7e¯ Die lading op ‘n enkele elektron is 4p⁺ 5p⁺ 4p⁺ 5p⁺ 0C - + - - gepolariseer - met + die bokant + + + + e¯ + + ++ ++ -2,3C -2,3C q e = − 1,6 × 10− 19 C Wrywing -4,6C neutraal - -+ en+positief die - gelaai + onderkant e¯ e¯+ - - -- - - - negatief + gelaai + + e¯ + + Beginsel van lading kwantisering: alle lad- Kontak - - e¯ + ings in die heelal bestaan uit 'n heelgetal veel- 'n Negatiewe staaf word naby aan 'n Elektroskoop is geaard wat ekstra voud van die lading van 'n elektron: neutrale elektroskoop gebring. e⁻ e⁻ toelaat om na die staaf te Negatief gelaai Positief gelaai lading op e- (-1,6 × 10-19 ) neutraal neutraal (e¯ oorvloed) (e¯ tekort) word afgestoot. beweeg. ‘n Semi-permanente lading word geskep. lading (C) Q = nqe BEGINSEL VAN BEHOUD VAN LADING Beginsel van behoud van lading: die netto lading van 'n geïsoleerde stelsel bly konstant tydens enige fisiese proses. Bv. Wanneer identiese voorwerpe met ver- skillende ladings raak, sal die ladings oorgedra word tussen geleiers. Die twee geleiers sal dan gelyke ladings bevat. hoeveelheid elektrone VOORBEELD: Twee identiese ladings op geïsoleerde staanders, + 5 mC en -9 mC onderskeidelik, raak en word weer uitmekaar beweeg. Bepaal (a) die nuwe lading VOORBEELD: op elk, (b) die hoeveelheid lading oorgedra en (c) die hoeveelheid elektrone oorgedra. Bereken die hoeveelheid elektrone wat deur a) Nuwe lading op elk: b) hoeveelheid lading oorgedra: c) hoeveelheid elektrone oorgedra: (a) + 4,5 nC en (b) -9 µC bygekry of verloor is. Q1 + Q 2 Q = nq e Q nuwe = ΔQ = Qf − Qi 2 ΔQ = Q f − Q i Q = nq e 7 × 10− 3 = n(− 1,6 × 10− 19 ) (+ 5 × 10− 3) + (− 9 × 10− 3) Q nuwe = ΔQ = (− 2 × 10− 3) − (+ 5 × 10− 3) n = 4,38 × 1016 + 4,5 × 10− 9 = n(− 1,6 × 10− 19 ) 2 Q nuwe = − 2 × 10− 3 C elk ΔQ = − 7 × 10− 3 C ∴n = 4,38 × 1016 e− n = − 2,81 × 1010 OF OF ∴ = 2,81 × 1010 elektrone verloor lading nuwe oorspronklike oorgedra lading lading voor ΔQ = Q f − Q i Q = nq e Q = nq e (C) kontak ΔQ = (− 2 × 10− 3) − (− 9 × 10− 3) − 7 × 10− 3 = n(− 1,6 × 10− 19 ) − 9 × 10− 6 = n(− 1,6 × 10− 19 ) ΔQ = − 7 × 10− 3 C n = 4,38 × 1016 e− (jy kan enige van die oorspronklike ladings gebruik in n = 5,63 × 1013 elektrone bygekry hierdie stap) Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 11

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Elektrisiteit SCIENCE CLINIC 2022 © Elektrisiteit is die oordrag van energie aan ladings om sodoende werk te verrig. ‘n Flitslig is 'n voorbeeld van 'n eenvoudige stroombaan. Die pyle dui die vloei van Die mees basiese stroombaan bestaan uit 'n KRAGBRON, 'n LAS en die GELEID- Die KRAGBRON gee elektriese konvensionele stroom aan. INGSDRADE wat die lading rondom die stroombaan dra. energie op die ladings. 'n Paar voorbeelde is kragopwekk- Geleier neem gelaaide lad- ers, batterye, fotovoltaïese selle. ing na las Die KRAGBRON gee Die LAS is 'n toestel Sel elektriese energie op wat die energie van (Chemiese energie in die lading. 'n lading gebruik. Gloeilamp elektriese energie) Die LAS is 'n toestel wat energie (Elektriese energie verdryf/gebruik. in ligenergie) 'n Paar voorbeelde is weerstande, ‘n Battery word “pap” wanneer al die gestoorde chemiese energie omgeskakel gloeilampe, motors, sprekers, word na elektriese energie. Geleier vervoer lading terug na krag- Die elektriese energie word omgeskakel na ander vorms: hitte, lig, kineties bron om meer energie te kry STROOM is die tempo van vloei van lading. POTENSIAALVERSKIL (p.d.) oor die punte van 'n geleier is die en- WEERSTAND & OHM SE WET: opposisie tot die vloei van elektriese stroom. ergie oorgedra per eenheid elektriese lading wat daardeur vloei. Hoe groter die potensiaalverskil oor die Q punte van 'n bepaalde geleier, hoe groter die I= W stroom in dit. In 'n metaalgeleier, is elektrone t V= die ladingdraers. Die valenselektrone van die I is die stroomsterkte, Q is die lading in Coulombs en t die tyd Q in sekondes. Die SI-eenheid van stroom is ampere (A). metaalatome wemel rondom willekeurig Tipiese waardes vir elektriese stroom: V is potensiaalverskil in V (volts), W is arbeid verrig of energie oorgedra tussen die positiewe metaalione. Wanneer 'n in J (joule) en Q is lading in C (Coulomb). spanning oor twee punte van die metaal toe- Situasie Stroom gepas word, migreer die elektrone na die Let daarop dat 1 V = beteken 1 joule per coulomb lading positiewe punt en bots met die deeltjies van Weerlig 10 000 A die metaal. Die kinetiese energie van die elek- trone word oorgedra aan die positiewe me- Aansitter in die motor 200 A taalione wat veroorsaak dat hulle vinniger vibreer en warm word. Waaier verwarmer 10 A Toaster 3A Chemiese energie → Elektriese energie → Hitte energie In sel lading draers metaal deeltjies Gloeilamp 0,4 A Let wel: 1. Emk is die spanning gemeet oor die terminale van 'n battery wanneer DEFINISIE: Ohm se wet stel dat die stroom in 'n geleier direk Sakrekenaar 0,005 A geen stroom deur die battery vloei nie (die skakelaar is oop). Die emk eweredig is aan die potensiaalverskil oor dit mits die temperatuur V = IR is die werk verrig per eenheidslading wat deur die bron vloei. konstant bly. Senuwee vesel in die 0,000 001 A 2. V term of potensiaalverskil (PD) is die spanning gemeet oor die terminale liggaam R word na verwys na as die elektriese weerstand van die geleidende materiaal, wat van 'n battery wanneer stroom deur die battery vloei. Dit is ook bekend die vloei van ladings deur dit weerstaan. Weerstand (R) is die verhouding van die DEFINISIE: Die coulomb (C) is die hoeveelheid lading wat 'n as spanning. potensiaalverskil (V) oor 'n weerstand en die stroom (I) daarin. Die eenheid van vaste punt in 'n geleier in een sekonde verby gaan wanneer die geleier 'n stroom van een ampere dra. weerstand staan bekend as die ohm (Ω). VOORBEELD: VOORBEELD: VOORBEELD: 'n Elektriese stroom van 7,5 A vloei deur 'n elektriese 'n Battery dra 60 kJ energie tot 5 kC elektriese lading, oor. 'n Battery het 'n spanning van 12 V. Die stroom wat vloei deur die weerstand in stroombaan vir 3 minute. Bereken die hoeveelheid Bereken die spanning van die battery. die stroombaan is 6 A. Bereken die weerstand van die weerstand. lading wat deur die stroombaan vloei. V R = I W V = 12 Q = It Q R = 60000 6 Q = (7,5)(3 × 60) V = 5000 R = 2Ω Q = 1350 C V = 12 V Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 12

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Elektrisiteit- Serie en Parallel SCIENCE CLINIC 2022 © Serie Stroombane: ‘n 1,5 V sel word verbind tot 3 identiese gloeilampe in serie. Dit skep 3 keer meer Parallel stroombane: ‘n 1,5 V sel is verbind tot 3 identiese gloeilampe in parallel. Die sel moet 1,5 V weerstand as een gloeilamp, sodat die stroom 3 keer minder is. aan elke gloeilamp op dieselfde tyd voorsien, so die stroom is 3 keer meer 1. Daar is net een pad vir die stroom om te volg. 2. Die stroom is oral dieselfde. 1. Die stroom split in drie gelyke dele vir elk van die takke. 3. As die stroombaan op enige punt breek, sal die stroom ophou vloei. 2. As een tak breek, sal die ander twee steeds stroom gelei. 4. Die 1,5 V wat deur die sel verskaf word, word verdeel in 3 gelyke dele (0,5 V) oor elke gloeilamp. 3. Elke gloeilamp ontvang die volle 1,5 V wat deur die sel verskaf word WEERSTANDE IN SERIE WEERSTANDE IN PARALLEL • Stroom is dieselfde deur elke weerstand • Stroom verdeel oor weerstande. • Spanning word verdeel oor weerstande. • Die stroom is omgekeerd eweredig aan die weerstand. R1 • Die spanning is direk eweredig aan die weerstand in die Hoe kleiner die weerstand, hoe meer stroom gaan deur 1 1 1 R1 R2 = + RTOTAAL = R1 + R2 . . . serie kombinasie. Die meeste spanning sal oor die groot- dit. RTOTAAL R1 R2 . . . R2 ste weerstand wees. • Spanning is dieselfde oor elke weerstand in die parallelle kombinasie. •“spanningsverdeler” •Dimmer skakelaars, Kersfees liggies • “Stroomdeler” • Motors, huise KOMBINASIESTROOMBANE Om op te los: Identifiseer die verskillende serie en parallel kombinasies in die stroombaan. Pas Ohm se Wet toe aan elke weerstand, of aan elke kombinasie van weerstande of op die hele stroombaan konsekwent. VOORBEELD: Bereken die stroom deur elke weerstand en die spanning oor elke resistor in die kombinasie stroombaan. STAP 1: STAP 2: STAP 3: STAP 4: Vind die totale weerstand Vind die totale stroom Pas bekende verander- Pas Ohm se wet toe op onbekende weerstande likes tot die stroom- 1 1 1 V = + I = baankomponente RP R2 R3 R VR1 = IR VR 4 = IR 1 1 60 = + 1 I = 15 R1 en R2 is in serie VR1 = (4)(5) VR 4 = (4)(6) RP 8 8 I = 4A ∴ ITOT = IR = IR = 4A 1 2 1 4 = VR1 = 20 V VR 4 = 24 V RP 8 ∴ RP = 4Ω IR + IR = 4A 2 3 en IR = IR VR = VR = IR RTOT = R P + R1 + R 4 2 3 2 3 RTOT = 5+ 4+ 6 ∴ IR = IR = 2A VR = VR = (2)(8) 2 3 2 3 RTOT = 15 Ω VR = VR = 16 V 2 3 Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 13

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Elektrisiteit - DIE KERN KONSEPTE SCIENCE CLINIC 2022 © Hoeveelheid Stroom (I) Potensiaalverskil (V) Weerstand (R) Definisie Die tempo van vloei van lading Die energie oorgedra per eenheid elektriese Die verhouding van potensiaalverskil oor 'n lading. weerstand en die stroom daarin. Eenheid A (ampere) V (volt) Ω (ohm) Vergelyking I = Q /t V=W/Q R = V /I Kern konsepte Hoeveel lading per sekonde verby beweeg Hoeveel energie elke coulomb lading oordra Hoeveel volts vereis word om 'n stroom van 1 tussen 2 punte ampere in stand te hou. Die coulomb (C) is die hoeveelheid lading Emk is die spanning gemeet oor die terminale Ohm se Wet stel dat die stroom in 'n wat verby 'n vaste punt in 'n geleier in een van 'n battery wanneer geen stroom deur die geleier direk eweredig is aan die sekonde beweeg as die geleier 'n stroom battery vloei nie. potensiaalverskil oor dit mits die van een ampere dra V term of potensiaalverskil (PV) is die spanning temperatuur konstant bly gemeet oor die terminale van 'n battery wanneer Weerstand van 'n materiaal is afhanklik van die stroom deur die battery vloei. Dit is ook bekend tipe materiaal, sowel as die lengte, dikte en as spanning. temperatuur van die geleier. WEERSTANDE IN SERIE WEERSTANDE IN PARALLEL KOMBINASIE STROOMBANE R1 1 1 1 RTOTAAL = R1 + R2 . . . R1 R2 = + R2 RTOTAAL R1 R2 . . . • Stroom is dieselfde deur elke weerstand • Stroom verdeel oor weerstande. • Identifiseer die afsonderlike serie en parallel • Spanning word verdeel oor weerstande. • Die stroom is omgekeerd eweredig aan die kombinasies in die strombaan. • Die spanning is direk eweredig aan die weerstand. Hoe kleiner die weerstand, hoe • Pas Ohm se Wet konsekwent toe op: weerstand in die serie kombinasie. Die meeste meer stroom gaan deur dit. o elke resistor, spanning sal oor die grootste weerstand wees. • Spanning is dieselfde oor elke weerstand in die o of elke kombinasie van resistors • “spanningsverdeler” parallelle kombinasie. o of die hele stroombaan. • Dimmer skakelaars, Kersfees liggies • “Stroomdeler” • Motors, huise Stroom word gemeet met 'n ammeter, wat in serie geskakel is. Potensiaalverskil word gemeet in parallel met behulp van 'n voltmeter. Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 14

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Vektore en skalare SCIENCE CLINIC 2022 © Skalaar Vektor NETTO OF RESULTERENDE VEKTOR • Netto of resulterende vektor: die enkele vektor wat dieselfde effek as twee of meer vektore saam het. ‘n Fisiese hoeveelheid met ‘n Fisiese hoeveelheid met • Net vektor is die grootste wanneer vektore in dieselfde rigting is. slegs grootte beide grootte en rigting • Net vektor is kleinste wanneer vektore in die teenoorgestelde rigting is. B v. B v. Vektore in dieselfde rigting Vektore in teenoorgestelde rigtings Veelvuldige vektore in verskillende massa (kg); afstand (m); Krag (N); gewig (N); Bepaal die netto krag wanneer 'n 5 N krag Bepaal die netto krag wanneer 'n 12 N rigtings spoed (m.s⁻¹); tyd (s); verplasing (m); snelheid na regs werk en 'n 10 N krag ook na regs krag na regs werk en 'n 7 N krag na links Bepaal die netto krag wanneer 'n 8 N krag energie (J); temperatuur (K) (m.s⁻¹); versnelling (m.s⁻²) werk. werk. na regs werk, 'n 10 N krag na regs werk, 'n 25 N krag na liks werk en 'n 12 N na Grafiese voorstelling van 'n vektor links werk. Vektor word voorgestel deur 'n pyl. Lengte van pyl = grootte van vektor. Rigting van pyl = rigting van vektor. .e Pyl = oo Rig4ng Gr Laat regs positief: Laat regs positief: Laat regs positief: θ Stert = Oorsprong Fnet = F1 + F2 Fnet = F1 + F2 Fnet = F1 + F2 + F3 + F4 + en – word gebruik om rigting van 'n vektor aan te dui. = 5 + 10 = 12 + (− 7) = 8 + 10 + (− 25) + (− 12) = 15 N regs = 5 N regs = − 19 N bv. regs is + +5 N = 19 N links links is – –3N 3 METODES OM RIGTING VAN VEKTORE AAN TE DUI (Dieselfde vektore word gebruik in elke voorbeeld) Op ‘n grafiek Koers Kompas (Kardinale punte of rigtings) Gebruik Noord as 0⁰ en meet altyd kloksgewys LET WEL: Suidwes, Noord- wes, Noordoos FA: 10 N teen 30⁰ bo die positiewe x-as FA: 10 N op ‘n koers van 60⁰ FA: 10 N teen 30⁰ Noord van Oos en Suidoos kan slegs gebruik FB: 8 N teen 12⁰ links van die negatiewe y-as FB: 8 N op ‘n koers van 192⁰ FB: 8 N teen 12⁰ Wes van Suid word wanneer die hoek 45° is. FC: 5 N teen 65⁰ bo die negatiewe x-as FC: 5 N op ‘n koers van 335⁰ FC: 5 N teen 65⁰ Noord van Wes Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 15

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Beweging in 1 Dimensie SCIENCE CLINIC 2022 © VERWYSINGSRAAMWERK EN POSISIE AFSTAND EN VERPLASING • Posisie (x): die plek waar 'n voorwerp relatief tot 'n spesifieke verwysingspunt is. Afstand Verplasing Posisie is 'n vektor. Eenheid is meter (m) Verskil in posisie van die ruimte. Verplasing word • Verwysingspunt: 'n punt vanwaar die posisie van die voorwerp gemeet word (nul punt). Totale lengte pad gereis gemeet vanaf die begin tot die finale posisie • Een dimensionele beweging: beweging wat óf vertikaal of horisontaal langs 'n reguit lyn plaasvind. Skalaar Vektor VOORBEELD: Simbool: D Simbool: ∆x (of ∆y) Laat regs positief wees: Eenheid: meter (m) Eenheid: meter (m) VOORBEELD: 'n Seun hardloop vanuit posisie A tot E in 'n kloksgewyse rigting soos in die diagram. Beskryf sy afstand en verplasing by posisie B, C en E deur A as begin (verwysingspunt) te gebruik. (a) Beskryf die posisie van voorwerpe A en C deur voorwerp B as 'n verwysingspunt te gebruik, soos in die diagram. B: afstand is 100 m, verplasing is 80 m teen 25⁰ Oos van Suid Voorwerp A is - 3 m van B (3 m na links) C: afstand is 200 m, verplasing is 120 m Suid Voorwerp C is + 5 m vanaf B (5 m na regs) E: afstand is 400 m, verplasing is 0 m (b) Beskryf die posisie van voorwerpe B en C deur voorwerp A as 'n verwysingspunt soos in die diagram te gebruik. Voorwerp B is 3 m regs van A. Voorwerp C is 8 m regs van A SPOED SNELHEID VERSNELLING • Spoed ( v ): tempo van verandering van afstand met tyd. • Snelheid ( v ⃗ ): tempo van verandering van posisie. • Versnelling ( a ⃗ ): tempo van verandering van snelheid. Skalaar, eenheid is m.s⁻¹. Met ander woorde → hoeveel afstand elke Vektor, eenheid is m.s⁻¹ Vektor, eenheid is m.s⁻2 sekonde afgelê word. Met ander woorde → hoeveel die posisie verander elke sekonde. Met ander woorde → hoeveel die snelheid verander elke sekonde. • Konstante snelheid: dek gelyke verplasing in gelyke tydintervalle • Konstante versnelling: 'n konstante toename of afname in snel- • Konstante spoed: dek gelyke afstande in gelyke tydintervalle heid in gelyke tydsintervalle. • Gemiddelde snelheid: totale verplasing afgelê oor die totale tyd verandering in snelheid (m ⋅ s− 1) • Gemiddelde spoed: totale afstand afgelê oor die totale tyd wat dit wat dit neem versnelling (m ⋅ s− 2 ) neem. Δv v − vi spoed (m ⋅ s− 1) afstand (m) snelheid (m ⋅ s− 1) verplasing (m) a⃗= = f Δt Δt tyd (s) Onthou + en - verwys na rigting van die vektore D Δx v= v⃗= Kom ons sê regs is + en links is - in hierdie geval: t Δt 1. Positiewe versnelling: Toenemende snelheid in + rigting (spoed neem toe na regs) of verlag- ing van snelheid in die - rigting (spoed neem af links) 2. Negatiewe versnelling: tyd (s) tyd (s) Afnemende snelheid in + rigting (spoed neem af regs) OF die ver- hoging van snelheid in die - rigting (spoed neem toe links) • Oombliklike spoed: die spoed van 'n voorwerp op 'n spesifieke • Oombliklike snelheid: die snelheid van 'n voorwerp op 'n [As verandering in snelheid en versnelling in dieselfde rigting is, oomblik in tyd. spesifieke oomblik in tyd neem die spoed toe en indien in teenoorgestelde rigtings neem die Voorbeeld 1: Laat die spesifieke tyd 2 sekondes wees - dan is die Voorbeeld 1: Laat die spesifieke tyd 2 sekondes wees - dan is die spoed af] oombliklike oombliklike snelheid geannoteerde deur V2. 3. Vertraging: snelheid geannoteerde deur V2. Voorbeeld 2: die aanvanklike oombliklike snelheid sal Vi wees. → Nie-wetenskaplike term wat beteken 'n voorwerp se snelheid neem Voorbeeld 2: die aanvanklike oombliklike spoed sal Vi wees. af. In wetenskap verwys ons eerder na versnelling → rigting en kon- teks beskryf of die snelheid toeneem of afneem. Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 16

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Beweging in 1D- Bewegingsvergelykings SCIENCE CLINIC 2022 © VERANDERLIKES BEREKENINGE: 'n Renmotor wat vanaf rus op ‘n rooster begin, reis reguit langs die baan en na 8,6 s bereik dit die 400 m merk. u vi Beginsnelheid a) Wat was sy gemiddelde versnelling? v vf Eindsnelheid a a Versnelling Laat vorentoe positief wees. s ∆x Verplasing u 0 1 2 t ∆t Tyd geneem Δx = viΔt + 2 at v / 1 a ? 400 = 2 a8,62 Vergelykings vir konstante versnelling in een dimensie: −2 s 400 m a = 10,82 m ⋅ s vorentoe Ou simbole Nuwe simbole Laat uit t 8,6 s v = u + at vf = vi + aΔt s of Δx 1 1 b) Wat was die snelheid by die 400 m merk? s= 2 (u + v)t Δx = (v + 2 i vf )Δt a 1 1 vf = vi + aΔt s= u t + 2 at 2 Δx = viΔt + 2 aΔt 2 v of vf vf = 0 + (10,82)(8,6) v 2 = u + 2as 2 vf2 = vi2 + 2aΔx t of Δt vf = 93,05 m ⋅ s− 1 vorentoe Stappe vir die gebruik van die vergelykings: c) By die 400 m merk, word die remme aangewend en die motor beweeg stadiger teen 2 m.s-2 om tot a) Identifiseer elke fase van die beweging, waar die versnelling verander. rus te kom. Bereken die tyd wat dit neem vir die motor om te stop. b) Kies 'n positiewe rigting en hou by jou konvensie. c) Teken die gegewe inligting en waardes aan deur dit langs elke veranderlike te skryf. Let op die eenheid NB! Nuwe fase van beweging. Vind die nuwe waarde van elke veranderlike. en rigting. d) Kies die korrekte vergelyking en los die onbekende op. Laat vorentoe positief wees. e) Sluit eenhede en rigting in jou antwoord in. vf = vi + aΔt Onthou: u 93.05 m.s-1 0 = 93,05 − 2t v 0 ‘begin vanaf rus’ beteken: u of vi = 0 t = 46,53 s ‘kom tot rus’ beteken: v of vf = 0 a -2 m.s-2 ‘Beweeg stadiger’ beteken: versnelling is negatief (a <0), terwyl dit nogsteeds in 'n positiewe rigting beweeg. s / Konstante snelheid beteken: a =0, u = v of vi = vf t ? Gebruik 'n nuwe stel veranderlikes vir elke fase van die beweging. Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 17

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Beweging in 1D- Bewegingsgrafieke SCIENCE CLINIC 2022 © Wenke oor die lees van grafieke: 1. Kyk watter veranderlike is op die vertikale as. Terugwaartse 2. Kyk watter rigting positief is. Voorwaartse rigting 3. Die snelheid op enige gegewe tyd, kan bereken word uit die gradiënt van die x-t grafiek op daardie tydstip. rigting 4. Die versnelling op enige gegewe tyd, kan bereken word uit die gradiënt van die v-t grafiek op daardie tydstip. 5. Die verplasing tot 'n spesifieke tyd kan bereken word uit die area onder die v-t grafiek tot op daardie tyd. 6. Die verandering in snelheid op 'n spesifieke tyd kan bereken word uit die area onder die a-t grafiek tot op daardie tyd. 1 Δy area van driehoek = l ×b g r a d i e nt = Δx 2 y2 − y1 = x 2 − x1 area van driehoek = l × b Identifiseer die verskillende stadiums van die beweging (vorentoe rigting is positief): 1. Positiewe versnelling (versnel vorentoe) vanuit rus. 2. Konstante positiewe snelheid (vorentoe). 3. Negatiewe versnelling (vertraging vorentoe) na rus. 4. By rus 5. Negatiewe versnelling (versnel agtertoe) vanuit rus. Voor- 6. Konstante negatiewe snelheid (agter toe). waarts 7. Positiewe versnelling (vertraging agtertoe) na rus. (Dit wil sê versnelling vorentoe) Terug- waarts VOORBEELD: Die grafiek toon twee motors A en B wat teen 40 m.s⁻¹ reis wanneer die remme aangewend word en hulle vertraag tot rus. a) Wat is die aanvanklike spoed van die motors in km.h-1? 40 × 3,6 Spoed (m.s-1) = 144 km ⋅ h− 1 b) Watter motor het die grootste vertraging? Motor A, omdat die helling steiler is. c) Hoe ver het motor B gereis nadat die remme aan- gewend word? 1 Area onder driehoek B = b×h 2 Tyd (s) = 1 (6)(40) 2 = 120 m Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 18

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Voorbeelde van Bewegingsgrafieke SCIENCE CLINIC 2022 © Oorweeg die renmotor wat ons gebruik het om die bewegingsvergelykings te illustreer: 'n Renmotor begin vanaf rus op die rooster, reis reguit langs die baan en bereik die 400 m merk na 8,6 s. By die 400 m merk, is die remme aangewend en die motor beweeg stadiger teen 2 m.s-2 om tot rus te kom. Die twee fases van die beweging kan deur x - t, v - t en a- t grafieke voor-gestel word: x-t: Die verplasing neem heeltyd toe, die mo- tor beweeg heeltyd verder. a. Beskryf die beweging van die voorwerp tussen 0-8 sekondes. 0-3 s: Negatiewe versnelling vanaf 12 tot 3 m.s-1 in voorwaartse rigting. Helling van s-t by punt = snelheid op 3-8 s: konstante snelheid van 3 m.s-1 vorentoe. daardie stadium. b. Wat verteenwoordig die gradiënt van die lyn AB? Die motor begin uit rus en eindig by rus Die versnelling van A na B. waar helling = 0. c. Bereken die waarde. Die maksimum helling is by 8,6 s. a = helling vf − vi a = t 3 − 12 a = 3 Grafiek van snelheid teenoor tyd v-t: a = − 3 m ⋅ s− 2 Die snelheid is heeltyd positief, die motor ∴ a = 3 m ⋅ s− 2 in die teenoorgestelde rigting van beweging Snelheid (m.s-1) beweeg heeltyd vorentoe. Die helling van 0 tot 8,6 s is positief, die d. Wat is die versnelling tussen B en C? motor versnel vorentoe. a(BC) = 0 m.s-2 omdat die helling = 0. Die helling van 8,6 tot 55,1 s is negatief, die e. Bereken die totale verplasing van die voorwerp in 8 sekondes. 1 motor vertraag terwyl dit vorentoe beweeg. Δx = area = bh + lb + lb 2 1 = (3)(9) + (3)(3) + (5)(3) 2 = 13,5 + 9 + 15 = 37,5 m Tyd (s) f. Teken die ooreenstemmende a - t grafiek vir die beweging: a-t: Konstante positiewe versnelling van +10,82 m.s-2 vanaf 0 tot 8,6 s. Konstante negatiewe versnelling van -2 m.s-2 vanaf 8,6 s tot 55,1 s. Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 19

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Tyd Tikker SCIENCE CLINIC 2022 © Die meting van oombliklike snelheid Meting van Versnelling A tydtikker produseer 'n reeks van punte op 'n band wat ontleed kan word om die verplasing tussen Wanneer ons die oombliklike snelheid op twee punte ken, kan ons die versnelling tussen die twee punte en die tyd wat dit neem tussen die twee punte te bepaal. punte bereken met behulp van Δx vf − vi vg emiddeld = a= t Δt ∆x word gemeet in meter met 'n liniaal. 1 Hier is 'n gedeelte van ‘n band van 'n tydtikker wat teen 50 Hz vibreer. t kan bereken word uit die periode van die tydhouer. T = en word gemeet in sekondes. f Wanneer t klein is berekening ons die oombliklike snelheid oor die tyd wat dit neem. Wanneer t groot is berekening ons die gemiddelde snelheid oor die tyd wat dit neem. Om die oombliklike snelheid op 'n sekere punt (Z) op 'n band te bereken: 1 1. Merk een of meer spasies voor die punt Z af. Die tyd interval tussen die punte is = 0,02 s 2. Merk dieselfde aantal spasies na punt Z af. 50 3. Z sal plaasvind teen helfte van die tyd van die interval. 4. Meet die lengte van die interval in meter. Dit is die verplasing s. Verdeel die band in twee intervalle, C tot E en A tot C, om vf en vi onderskeidelik te vind. 5. Tel die spasies in die tyd interval om t te bereken. LET WEL: t = aantal spasies x T. 0,042 0,018 6. Snelheid by Z word VZ genoem VZ = Δx vCE = 0,04 vAC = 0,04 t = 1,05 m ⋅ s− 1 = 0,45 m ⋅ s− 1 ONTHOU: Die voetnote wat gebruik word is bloot 'n beskrywing By watter punt was die oombliklike snelheid = 1,05 m.s-1 ? D van die tyd punt waarna die snelheid verwys. By watter punt was die oombliklike snelheid = 0,45 m.s-1? B vD − vB vi beteken snelheid by die aanvanklike tydstip a = t B to D v4 beteken snelheid op die 4de punt (4de sekonde) 1,05 − 0,45 vb beteken snelheid op tydstip by punt B a = 0,04 a = 15 m ⋅ s− 2 Gebruik die patroon van die punte om die beweging van elke voorwerp te beskryf: ONTHOU: Die gemiddelde snelheid oor die tyd gedeelte (van A tot C) is gelyk aan die oombliklike snelheid in die middel van daardie tyd interval (op B) a) versnelling vanaf rus Die oombliklike snelheid by B = gemiddelde snelheid van A tot C Die oombliklike snelheid by C = gemiddelde snelheid van B tot D OF van A tot E Die oombliklike snelheid by D = gemiddelde snelheid van C tot E b) konstante spoed, en versnel dan skielik Dit geld slegs vir konstante versnelling of nul versnelling. Versnelling is selde konstant in die werklike lewe en kan lei tot onakkuraatheid. c) versnelling, beweeg dan In die werklike lewe, word die variasie in versnelling oorkom deur die tyd oor wat die gemid- teen konstante snelheid delde snelheid werk korter te maak. en vertraag dan. Korter gemiddelde snelheid tyd = meer akkurate oombliklike snelheid d) vertraag stadig Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 20

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Beweging in 1D - DIE KERN KONSEPTE SCIENCE CLINIC 2022 © Hoeveelheid Definisie Vektor/skalaar Eenheid Posisie (x) Die plek waar 'n voorwerp relatief is Vektor m tot 'n spesifieke verwysingspunt Afstand (D) Lengte van die pad afgelê deur 'n Skalaar m bewegende voorwerp Verplasing (∆x) Verandering in posisie met betrekking Vektor m tot 'n begin punt Spoed (v) Tempo van verandering van afstand Skalaar m.s⁻¹ Snelhied (v) Tempo van verandering van posisie Vektor m.s⁻¹ Versnelling (a) Tempo van verandering van snelheid Vektor m.s⁻2 Gemiddelde spoed Gemiddelde snelheid Oombliklike snelheid Die snelheid van 'n voorwerp op 'n spesifieke oomblik in tyd. Bv. Vi is beginsnelheid. Vf is eindsnelheid. Versnelling !! − !! != ∆! Negatiewe versnelling Afnemende snelheid in + rigting OF toenemende snelheid in die – rigting Positiewe versnelling Toenemende snelheid in + rigting OF afnemende snelheid in die – rigting FORMULE Ou simbole Nuwe simbole Laat uit v = u + at vf = vi + aΔt s of Δx 1 1 s= 2 (u + v)t Δx = (v + 2 i vf )Δt a s= u t + 12 at 2 Δx = viΔt + 12 aΔt 2 v of vf v 2 = u + 2as 2 vf2 = vi2 + 2aΔx t of Δt Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 21

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Bewegingsgrafieke- DIE KERN KONSEPTE SCIENCE CLINIC 2022 © Verplasing-Tyd • 1 is positiewe versnelling HELLING: • 2 is konstante snelheid Snelheid • 3 is negatiewe versnelling AREA: • 4 is by rus n/a Snelheid-Tyd • 1 is positiewe versnelling HELLING: • 2 is konstante snelheid Versnelling • 3 is negatiewe versnelling AREA: • 4 is by rus Displacement Versnelling-Tyd • 1 is positiewe versnelling HELLING: • 2 is konstante snelheid (a = 0) n/a • 3 is negatiewe versnelling • 4 is by rus, maar negatiewe versnel- AREA: ling geld steeds Verandering van snelheid Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 22

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Energie SCIENCE CLINIC 2022 © ENERGIE WET VAN BEHOUD VAN MEGANIESE ENERGIE Die vermoë om werk te verrig Beginsel van behoud van meganiese energie: In die afwesigheid Eenheid: joule (J) van lugweerstand of enige eksterne kragte, bly die meganiese EMEGA = EMEGB Skalaarhoeveelheid energie van 'n voorwerp konstant. Die wet van behoud van meganiese (EP + EK )A = (EP + EK )B energie geld wanneer daar geen wrywing of lugweerstand is wat op die 1 1 Gravitasie Potensiële Energie (EP) Kinetiese Energie (EK) voorwerp inwerk nie. In die afwesigheid van lugweerstand, of ander (m g h + 2 m v 2 )A = (m g h + 2 m v 2 )B Die energie wat 'n voorwerp besit Die energie wat 'n kragte, is die meganiese energie van 'n voorwerp wat in die gravitasieveld as gevolg van sy posisie relatief voorwerp besit as gevolg van die aarde in vryval beweeg, behoue. tot 'n verwysingspunt. van sy beweging. Wet van behoud van energie: Energie kan nie geskep of vernietig word nie, maar slegs oorgedra word. Hoeveelheid energie oorgedra wanneer In die volgende gevalle is die gravitasie potensiële energie van 'n voorwerp omgeskakel na kinetiese energie (en omgekeerd), terwyl 'n voorwerp posisie relatief tot die Hoeveelheid energie wat die meganiese energie konstant bly. aarde se oppervlak verander. oorgedra word na 'n voorwerp soos dit spoed verander. VOORBEELD 1: Voorwerp beweeg vertikaal 1 2 ‘n 2 kg Bal word vanuit rus laat val vanaf A, bepaal die maksimum snelheid van die bal by B net voor impak. EP = mg h EK = mv (EP + EK )A = (EP + EK )B g = 9,8m.s-2, 2 1 (m g h + 2 m v 2 )A = (m g h + 1 2 m v 2 )B m is massa in kg, m is massa in kg, 1 1 (2)(9,8)(4) + 2 (2)(0 2 ) = (2)(9,8)(0) + 2 (2)v 2 h is hoogte in m v is snelheid in m.s-1 2 78,4 + 0 = 0 + 1v VOORBEELD: Bepaal die gravitasie potensiële energie VOORBEELD: v = 78,4 van 'n 500 g bal wanneer dit op 'n tafel Bepaal die kinetiese energie v = 8,85 m ⋅ s− 1 afwaarts met 'n hoogte van 3 m geplaas word. van 'n 500 g bal wanneer dit teen 3 m.s -1 beweeg. EP = mgh VOORBEELD 2: Voorwerp beweeg op ‘n skuinsvlak = (0,5)(9,8)(3) EK = 1 mv 2 ‘n 2 kg Bal rol teen 3 m·s−1 op die grond by A, bepaal die maksimum hoogte wat die bal sal bereik by B. 2 = 14,7 J = 1 (0,5)(32 ) (EP + EK )A = (EP + EK )B 2 1 1 = 2,25 J (m g h + 2 m v 2 )A = (m g h + 2 m v 2 )B 1 1 (2)(9,8)(0) + 2 (2)(32 ) = (2)(9,8)(h ) + 2 (2)(0 2 ) Meganiese Energie (EM) 0+ 9 = 19,6h + 0 Die som van gravitasie potensiële en kinetiese energie by 'n punt 9 = h EM = EP + EK 19,6 h = 0,46 m 1 EM = mg h + 2 mv 2 VOORBEELD 3: Tuimeltrein Die 2 kg bal rol oor 'n tuimeltrein speelding vanaf A, 20 m bo die grond, na B waar sy hoogte 8 m en snelheid 14 m·s−1 is. Bereken sy VOORBEELD: beginsnelheid by A. Die bal beweeg teen 'n snelheid van 1,8 m·s−1 en is 2,5 m van die grond af. Bepaal die meganiese energie van die bal. (EP + EK )A = (EP + EK )B 1 1 EM = EP + E K (m g h + 2 m v 2 )A = (m g h + 2 m v 2 )B 1 1 1 EM = mgh + mv 2 (2)(9,8)(20) + 2 (2)(v 2 ) = (2)(9,8)(16) + 2 (2)(142 ) 2 1 2 EM = (0,5)(9,8)(2,5) + 2 (0,5)(1,82 ) 392 + v = 313,6 + 196 EM = 13,06 J v = 313,6 + 196 − 392 v = 10,84 m ⋅ s− 1 na regs Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 23

Information sheets – Paper 2 (Chemistry) TABLE 1: PHYSICAL CONSTANTS/TABEL 1: FISIESE KONSTANTES NAME/NAAM SYMBOL/SIMBOOL VALUE/WAARDE Standard pressure pθ 1,013 x 105 Pa Standaarddruk Molar gas volume at STP Vm 22,4 dm3·mol-1 Molêre gasvolume by STD Standard temperature Tθ 273 K Standaardtemperatuur Charge on electron e -1,6 x 10-19 C Lading op elektron Avogadro's constant NA 6,02 x 1023 mol-1 Avogadro-konstante TABLE 2: FORMULAE/TABEL 2: FORMULES m n= N n= M NA n m V c= OR c = n= V MV Vm

TABLE 3: THE PERIODIC TABLE OF ELEMENTS/TABEL 3: DIE PERIODIEKE TABEL VAN ELEMENTE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (I) (II) (III) (IV) (V) (VI) (VII) (VIII) 1 Atomic number 2 KEY/SLEUTEL Atoomgetal H He 2,1 1 4 3 4 29 5 6 7 8 9 10 Electronegativity Symbol Li Be Elektronegatiwiteit 1,9 Cu Simbool B C N O F Ne 1,0 1,5 63,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 7 9 11 12 14 16 19 20 11 12 13 14 15 16 17 18 Na Mg Approximate relative atomic mass Aℓ Si P S Cℓ Ar 0,9 1,2 Benaderde relatiewe atoommassa 1,5 1,8 2,1 2,5 3,0 23 24 27 28 31 32 35,5 40 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 0,8 1,0 1,3 1,5 1,6 1,6 1,5 1,8 1,8 1,8 1,9 1,6 1,6 1,8 2,0 2,4 2,8 39 40 45 48 51 52 55 56 59 59 63,5 65 70 73 75 79 80 84 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 0,8 1,0 1,2 1,4 1,8 1,9 2,2 2,2 2,2 1,9 1,7 1,7 1,8 1,9 2,1 2,5 86 88 89 91 92 96 101 103 106 108 112 115 119 122 128 127 131 55 56 57 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tℓ Pb Bi Po At Rn 0,7 0,9 1,6 1,8 1,8 1,9 2,0 2,5 133 137 139 179 181 184 186 190 192 195 197 201 204 207 209 87 88 89 Fr Ra Ac 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 0,7 0,9 226 Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 140 141 144 150 152 157 159 163 165 167 169 173 175 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr 232 238

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Klassifikasie van Materie SCIENCE CLINIC 2022 © Alle materie bestaan uit deeltjies wie se eienskappe die waarneembare ken- KLASSIFIKASIE merke en reaktiwiteit bepaal. Elemente van die periodieke tabel kan geklassifiseer word in 3 verskillende kategorieë: Ione Atome Molekules Nie-metale, Metale en Metalloïedes/semi-metale Nie-metale Metale Metalloïedes Deeltjies Bv. Swawel Bv. Koper Bv. Silikon Swak elektriese geleiers, maar Swak elektriese geleiers Goeie elektriese geleiers geleiding verhoog met 'n toename in (behalwe grafiet) All materie temperatuur Swak termiese geleiers Gevarieerde termiese Suiwer Goeie termiese geleiers Mengsels (Behalwe diamant) geleidingsvermoë stowwe Dowwe voorkoms Glans (blink) Glans (blink) Bros Pletbaar en smeebaar Bros Elemente Verbindings Smelt en kookpunte verskil Lae smelt en kookpunte Hoë smelt en kookpunt aansienlik Kan vaste stowwe, vloeistowwe Almal vaste stowwe, behalwe Metale Metalloïedes Nie-metale of gasse by kamertemperatuur kwik (Hg) by Vastestowwe by kamertemperatuur wees kamertemperatuur MENGSELS EN SUIWER STOWWE ELEKTRIESE KENMERKE Suiwer stowwe Isolator Elektriese geleier Halfgeleier Mengsel Verbinding Element ‘n Materiaal wat die vloei ‘n Materiaal wat die vloei ‘n Stof wat elektrisiteit onder sekere omstandighede van ladings verhoed van ladings toelaat kan gelei Bestaan uit verskillende Bestaan uit twee of meer Nie-metale Metale Metalloïedes Bestaan uit slegs deeltjies wat nie elemente wat chemies een soort atoom Bv. Diodes en LED (lig emissie diode) en chemies verbind is verbind is Bv. Plastiek en rubber Bv. Elektriese kabels geïntegreerde stroombane. nie Komponente kan Komponente kan slegs Kan nie geskei geskei word in verdeel word in eenvoudiger word in MAGNETIESE EINSKAPPE eenvoudiger stowwe deur chemiese eenvoudiger Ferromagnetiese materiale stowwe deur fisiese Nie-magnetiese materiale middels stowwe nie Materiale wat beïnvloed kan word deur 'n magneet metodes Materiale wat nie beïnvloed kan word deur 'n Sagte magnetiese materiale Harde magnetiese materiale magneet nie Kleinste monster Kleinste deeltjies sal die samestelling Kleinste deeltjies is molekules Word nie maklik gemagnetiseer is atome of Word maklik gemagnetiseer, maar van die mengsel of ione of formule eenhede nie, maar behou magnetisme vir Kan nie gemagnetiseer word nie molekules magnetisme verloor maklik verteenwoordig 'n lang tyd Bv. Yster (Fe) Bv. Cobalt (Co), Nikkel (Ni), Geen vaste Gebruike: Tydelike magnete soos Staal Bv. Ander elemente insluitend metale soos verhouding tussen Vaste verhouding tussen die elektromagnete in metaal Gebruike: Permanente magnete aluminium (Al), sink (Zn), koper (Cu) die verskillende kleinste deeltjies skrootwerwe en luidsprekers en kompasse deeltjies Bv. Sand in water Bv. H2O, MgSO4 Bv. Cu, H2 Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 26

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Klassifikasie van Materie-DIE KERN KONSEPTE SCIENCE CLINIC 2022 © Fisiese eienskappe van materiale Ione Atome Molekules Sterkte: die vermoë van 'n materiaal om stres en spanning te weer- staan Termiese geleidingsvermoë: die vermoë van materiaal om hitte te gelei Deeltjies Elektriese geleidingsvermoë: die vermoë van 'n materiaal om elek- trisiteit te gelei Bros: hard maar geneig om te breek Smeebaar: Die vermoë om gehamer te word of om in vorm gedruk te word sonder om te breek of kraak All materie Rekbaar: die vermoë om gerek te word in 'n draad Suiwer Mengsels Magnetiese: 'n materiaal wat aangetrek of afgestoot kan word deur 'n stowwe magneet (die domeine is in lyn) Nie-magnetiese: 'n materiaal wat nie aangetrokke of afgestoot kan word deur 'n magneet nie (die domeine is nie in lyn nie) Digtheid: die massa per eenheid volume van 'n stof Elemente Verbindings Smeltpunt: Die temperatuur waarby 'n vastestof 'n vloeistof word Kookpunt: die temperatuur van 'n vloeistof waarteen sy dampdruk gelyk is aan die eksterne (atmosferiese) druk Metale Metalloïedes Nie-metale ‘n Stof wat nie in eenvoudiger komponente deur Suiwer stof Suiwer koper, O2 fisiese metodes geskei kan word nie Suiwer stof wat uit slegs een soort atoom Argon, kwik, silikon, Element bestaan goud Suiwer stof wat uit twee of meer elemente bestaan Water, koolstofdioksied, verbinding wat chemies gebind is in 'n vaste verhouding natriumchloried Bestaan uit verskillende deeltjies wat saam gemeng Mengsel Melk, lug, soutwater is, maar nie chemies verbind is nie. Homogene ‘n Mengsel van 'n uniforme samestelling Bv. lug, pekel, staal mengsel waarin al die komponente in dieselfde fase is ‘n Mengsel van nie-eenvormige samestelling Heterogene Sand en klip mengsel, nie en waarvan die komponente maklik mengsel pizza toppings geïdentifiseer kan word Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 27

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Name en Formules SCIENCE CLINIC 2022 © BASIESE KONSEPTE • Atome kombineer in 'n baie spesifieke TABEL VAN ALGEMENE ELEMENTE verhoudings om sekere verbindings te H Waterstof Ne Neon K Kalium Zn Zinc vorm. Bv. koolstofdioksied bestaan uit 1 koolstof KOOLSTOF He Helium Na Natrium Ca Kalsium Br Broom en 2 suurstofatome. Li Litium Mg Magnesium V Vanadium Sn Tin SUURSTOF SUURSTOF • Hierdie verhoudings bly vas vir daardie Be Berillium Al Aluminium Cr Chroom Pt Platinum verbinding. Die verhouding word gegee B Boor Si Silicon Mn Manganese Ag Silwer deur die formule. bv. CO2 C Koolstof P Fosfor Fe Yster Au Goud • Eenvoudige ione is enkele atome wat 'n lading dra. Hulle word ook monatomiese N Stikstof S Swawel Co Cobalt Hg Kwik ione genoem. O Suurstof Cl Chloor Ni Nikkel Pb Lood • Poliatomiese ione is groepe atome aan mekaar verbind, wat gesamentlik 'n F Fluoor Ar Argon Cu Koper Xe Xenon lading dra. TABEL VAN ALGEMENE VERBINDINGS TABEL VAN ALGEMENE KATIONE EN ANIONE Formule Chemiese name Algemene name ENKELE LADING DUBBEL LADING TRIPPEL LADING H2O Waterstofoksied Water ANIONE (NEGATIEWE IONE) CO2 Koolstofdioksied Koolstofdioksied Alle Groep 7 Alle Groep 6 Alle Groep 5 NH3 Waterstof nitried Ammoniak OH¯ Hidroksiedioon SO4²¯ Sulfaatioon PO4³¯ Fosfaat ioon HCℓ Waterstofchloried Soutsuur NO3¯ Nitraatioon SO3²¯ Sulfietioon H2SO4 Waterstof sulfaat Swaelsuur NO2¯ Nitrietioon CO3²¯ Karbonaatioon HNO3 Waterstof nitraat Salpetersuur MnO4¯ Permanganaat ioon CrO4²¯ Chromaat ioon H2CO3 Waterstofkarbonaat Koolsuur CℓO3¯ Chloraat ioon Cr2O7²¯ Dichromaat ioon H3PO4 Waterstof fosfaat Fosforsuur CℓO¯ Hipochlorietioon O2²¯ Peroksied ioon CH3COOH Etanoësuur Asyn HCO3¯ Waterstof karbonaatioon NaCℓ Natriumchloried Tafel sout HSO3¯ Waterstof sulfietioon NaOH Natriumhidroksied Bytsoda HSO4¯ Waterstof sulfaatioon NaHCO3 Natrium waterstofkarbonaat Koeksoda H2PO4¯ Diwaterstof fosfaat ioon Na2CO3 Natriumkarbonaat Wassoda CH3COO¯ Asetaatioon NaNO3 Natriumnitraat Chili salpeter KATIONE (POSITIEWE IONE) KOH Kaliumhidroksied Bytende potas Alle Groep 1 Alle Groep 2 Alle Groep 3 KNO3 Kaliumnitraat Salpeter NH4+ Ammoniumioon CaCO3 Kalsiumkarbonaat Marmer / kryt / kalk klip H3O + Hidroniumioon CaSO4 Kalsiumsulfaat Gips MgSO4 Magnesiumsulfaat Engelse sout CuSO4 Kopersulfaat Blou vitriool CH4 Metaan Natuurlike gas Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 28

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Name en Formules SCIENCE CLINIC 2022 © SKRYF VAN CHEMIESE FORMULES BALANSERING VAN CHEMIESE VERGELYKINGS Volg hierdie basiese stappe om chemiese formules vir ioniese stowwe te skryf: 'n Chemiese vergelyking stel die chemiese veranderinge wat plaasvind voor wanneer 'n reaksie plaasvind. 1. Skryf simbool vir die positiewe ioon eerste, dan vir die negatiewe ioon. Die wet van behoud van materie beteken dat materie nie geskep of vernietig kan word nie, maar bloot oorgedra Die ione kan monatomiese ione of poliatomiese ione wees. van een stof na 'n ander. •'n Chemiese vergelyking moet gebalanseer word om ten einde te voldoen aan die bogenoemde wet. 2. Skryf ioniese ladings regs bo op simbole • Verbindings het vaste verhoudings, dus kan net die aantal verbindings op beide kante van die pyl verander word. • Getalle word aan die voorkant van die verbindings aan weerskante van die pyl geplaas om die vergelyking te balan- • Monatomiese ioon → die ioon van slegs 'n enkele element, sodat jy die periodieke tabel seer. kan gebruik om die lading te bepaal. • Die totale hoeveelheid van elke atoom moet dieselfde aan albei kante van die vergelyking wees. • Poliatomiese ione → jy moet die ladings memoriseer. Stappe vir die balansering van reaksievergelykings: 1. Identifiseer al die reaktante en produkte van die reaksie. 3. "Kruis vermenigvuldig" die getalle sodat die totale lading van die 2. Begin die woord vergelyking waar moontlik. verbinding 0 is. 3. Skryf die korrekte formule vir die verbindings van die reaktant en produkte en skei hulle met 'n pyl. 4. Dui die fases van elke verbinding aan. 4. Skryf die finale verbinding: 5. Tel die aantal atome van elke element aan weerskante van die pyl en voeg getalle aan die voorkant van verbindings • eindig in – ied → monatomiese ioon om dit te balanseer. Bv.. Waterstofsulfied = H2S 6. Maak seker die totale aantal atome van 'n sekere element in die reaktant dieselfde aantal atome in die produk bevat. • die naam eindig in -aat of -iet as dit suurstof sluit VOORBEELD: • → Romeinse syfers (II) → ioniese lading van die metaal In die sintese van water, reageer waterstof met suurstof om water te vorm. VOORBEELD: Stap 1. waterstof + suurstof → water. Aluminium Oksied Stap 2. H2 + O2→ H2 O 3+ Aℓ O2- (“kruis-vermenigvuldig” getalle ) Stap 3. H2 (g) + O2(g) → H2 O(g) Step 4a. Voeg 'n 2 voor H2O om die suurstofatome te balan- Aℓ 2 O 3 (die totale lading moet nul wees) seer. H2 (g) + O2(g) → 2H2 O(g) Stap 4b. Voeg 'n 2 voor H2 om die waterstof atome te balan- seer. 2H2 (g) + O2(g) → 2H2 O(g) Stap 5. Reaktante het 4 H atome en 2 suurstofatome. Produkte het 4 H atome en 2 suurstofatome. Vergelyking gebalanseerd. FASE VAN ‘N VERBINDING Fases word verteenwoordig as onderskrifte na die formules soos LET WEL: Hierdie stappe is 'n sistematiese benadering tot die volg: balansering van chemiese vergelykings. Jy hoef nie al die stappe in jou werk uit te wys nie. Gewoonlik is slegs die finale gebalan- seerde vergelyking nodig. (s) vastestof (ℓ) vloeistof (aq) waterige oplossing (g) gastoestand Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 29

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Kinetiese Teorie van Materie SCIENCE CLINIC 2022 © FASES VAN MATERIE VERANDERINGE VAN TOESTAND VERHITTING EN VERKOELING KURWES VIR WATER • Alle materie het massa en beslaan ruimte (volume). Sublimasie kondensasie Temperatuur (oC) Temperatuur (oC) • Materie kom voor in een van drie fases, vaste stof, vloe- kook istof of gas, afhangende van die temperatuur. Smel.ng Kook/ Verdamping • Die toestand van materie is afhanklik van sy smeltpunt (SP) en kookpunt (KP). As die temperatuur onder die Vastestof Vloeistof Gas vries SP is, is dit 'n soliede. As die temperatuur bo die SP is, smelt maar onder die KP, is dit 'n vloeistof. As die tempera- tuur bo die KP is, is dit 'n gas. Vries Kondensasie Tyd (min) Tyd (min) Desublimasie/ Deposisie Deposisie Verhi.ngskurwe Verkoelingskurwe BEWYSE VIR DIE KINETIESE TEORIE VAN MA- Die kinetiese teorie van materie bepaal dat: Diffusie is die beweging van atome of molekules Brownian se beweging is die ewekansige van 'n gebied van hoë konsentrasie na 'n gebied beweging van mikroskopiese deeltjies op- •Alle materie bestaan uit klein deeltjies met ruimtes tussen hulle. van 'n laer konsentrasie. Hoe hoër die temperatuur, geskort in 'n gas of vloeistof. Wanneer ons •Die klein deeltjies beweeg voortdurend, maar die deeltjies verloor nie kineti- hoe vinniger vind diffusie plaas. 'n mikroskoop gebruik om rook deeltjies in ese energie wanneer hulle met ander deeltjies bots of met die mure van hul die lug te bestudeer of stuifmeel deeltjies houer, nie. kleurstof in die water, beweeg hierdie deeltjies ook •Die kinetiese energie van die deeltjies hang af van hoe vinnig hulle beweeg. molekules water in ‘n ewekansige manier. Die klein deeltjies Op enige gegewe tyd, beweeg sekere deeltjies stadig terwyl ander vinnig molekules van die lug of water, wat te klein is om beweeg. Die temperatuur is 'n maatstaf van die gemiddelde kinetiese ener- ewewig gesien te word met die mikroskoop, is in gie van die deeltjies. konstante beweging. Hulle bots met die •Die potensiële energie van die deeltjies hang af van hoe ver hulle uit- groter deeltjies van rook en stuifmeel, wat mekaar is en is afhanklik van hul toestand (vaste stof, vloeistof of gas). veroorsaak dat die groter deeltjies van • Daar is aantrekkingskragte tussen die deeltjies wat sterker word as die rigting en spoed verander. deeltjies nader aan mekaar beweeg. Eienskappe Spasies tussen Kragte tussen Beweging van van fases van Deeltjie diagram Volume Vorm Reëling van deeltjies deeltjies deeltjies deeltjies materie Naby aanmekaar. Vaste Vibreer oor vaste Solied Vaste volume Vaste vorm Raak aan mekaar Sterk posisies in 'n vaste patroon. posisies Definitiewe Vat die vorm van Lukraak - geen vaste Skuif verby mekaar en Vloeistof Raak aan mekaar Middelmatig volume die houer patroon wissel plekke Geen definitiewe vorm of Op hul eie Gas volume. Sprei uit om houer te Ver van mekaar Baie swak Vinnig en vry vul Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 30

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Die atoom- Atoommodelle SCIENCE CLINIC 2022 © J.J Thomson (1897) 1. Thomson het 'n kato- James Chadwick (1932) destraalbuis gebruik om te wys Elektrone Niels Bohr (1913) 1. Ontdek die neutron wat 'n deeltjie dat daar klein negatiewe • Elektrone beweeg rondom die in die kern is. deeltjies in atome is. Hy het kern in ronde, definitiewe paaie 2. Neutrone het geen lading nie en hulle "elektrone" genoem. - genoem orbitale- soos planete hul massa is byna dieselfde as 'n pro- 2. Elektrone word gevind in - om die son wentel. ton sin. alle atome. Hulle het dieselfde - • Elke orbitaal het 'n "sekere ener- lading en massa ongeag wat- - gie." Elektrone in dieselfde wentel- Schrödinger (1926) ter stof hulle vanaf kom. - baan het dieselfde energie. 1. Dit is nie moontlik om die presiese posisie van 'n 3. Hy het die pruimpoeding - • Hoe verder die baan van die kern elektron te bepaal nie, maar slegs die mees waar- model gebruik om te verduide- - is, hoe hoër is die energie. skynlike gebiede waar die elektrone beweeg. lik dat negatiewe elektrone in • Elektrone kan van die een baan 2. Die gebied binne 'n atoom waar elektrone waar- 'n soliede positiewe massa Uniform, posi1ef skynlik te vinde is word orbitale genoem. gelaaide sfeer na ‘n ander spring. gevind word. • Wanneer 'n elektron na hoër ener- gievlak beweeg, kry dit energie by. TYDLYN VAN DIE GESKIEDENIS VAN DIE ATOOM Democritus John Dalton Ernest Rutherford (1909) ( +/- 440 BC) (1803) Rutherford het 'n eksperiment gedoen waarin hy 'n straal alfadeeltjies na 'n vel van baie dun goudfoelie geskiet het. 1. Alle elemente is Meeste van die deeltjies beweeg in 'n reguit lyn, maar sommige was gedeflekteer. Hy het afgelei dat: 1. Democritus het saamgestel uit i.Die positiewe lading is nie eweredig versprei soos voorgestel deur Thomson nie, maar is in die middel van die atoom in voorgestel dat as jy klein, onvernietig- die kern. aanhou om 'n stof bare, soliede bolle ii. Massa is gekonsentreer in die kern. Die kern het 'n groot genoeg massa om die alfa-partikels te deflekteer. heeltyd in die helfte genoem atome. iii. Die kern is klein in vergelyking met die atoom omdat meeste van die deeltjies ongesteurd deur die goudfoelie gaan. te sny, sal jy uiteinde- 2. Atome van die- iv. Elektrone is uiters klein en ver van die kern en maak feitlik die hele volume van die atoom op. lik eindig met 'n "on- selfde element v. Die volume van die atoom is 10 000 meer as die volume van die kern. Die atoom is meestal leë ruimte. snybare" deeltjie. is identies: die- 2. Hy het die deeltjies selfde grootte, metaal foelie soliede vorm en massa. ﬂouresserende atome genoem. kern skerm 3. 'n Atoom is die onverstoorde kleinste deeltjie van 'n element wat kan deelneem α-deeltjie bron α-deeltjies in 'n chemiese reaksie. 4. Verbindings word gevorm wanneer die atome van twee of meer elemente kombineer met mekaar in vaste heelgetal verhoudings. Tekortkominge: 1. Atome is nie soliede bolle nie. 2. Alle atome van 'n element is nie identies. Daar is verskillende isotope van elemente. gedeﬂekteerde goud 3. Atome bestaan uit sub-deeltjies. α-deeltjies atoom Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 31

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Die Atoom SCIENCE CLINIC 2022 © WAT IS ‘N ATOOM? Atomgetal (Z) en Atoommassa (A) Oorweeg die atoom wat hier gewys 6 Protone • Atome is die baie klein deeltjies waarvan alle word: 'n Atoom word geïdentifiseer deur die inhoud van sy kern. 6 Neutrone elemente gemaak is- hulle die basiese bousteen Dit het 6 protone. Dit beteken dit is 'n 'n Atoom word verteenwoordig deur die notasie: van alle materie - insluitend jou eie liggaam, jou koolstofatoom. - - - hare, jou organe, die aarde, die son is almal ge- E simbool van element E A maak van verskillende kombinasies van atome. Dit het 6 neutrone. Dit beteken dit het • Bv. Jou liggaam is gemaak van 65% suurstof, A atoommassa (A) is die hoeveelhied nukleone 12 nukleone en 'n massa van 12 ame. 19% koolstof en 10% waterstof per massa. + + Z Dit het 6 elektrone sodat dit 'n totale Z atoomgetal (Z) is die hoeveelheid protone + • Alle bekende elemente is gerangskik op die lading van 6 + (-6) = 0 het. Dit is neu- traal. - periodieke tabel in volgorde van toenemende atoomgetal. - Die deursnee van 'n atoom wissel vir - elke tipe atoom. Die deursnee is sowat • Periodieke verwys na ‘herhalende patrone’. Ele- • Elemente in die periodieke tabel word gerangskik in volgorde 1 x 10 -10 m. Koolstof atoom mente is gerangskik in groepe (vertikale van toenemende atoomgetal (Z). kolomme) en periodes (horisontale rye). • Die aantal protone (Z) gee elke element sy unieke ei- enskappe. • Elemente binne 'n groep het soortgelyke fisiese • Z dui ook aan hoeveel elektrone teenwoordig is in die atoom 7 VOORBEELD 1: Litium 3 Li en chemiese eienskappe. as die atoom elektries neutraal is. • A dui op die massa van die atoom (hoeveel nukleone teen- (Z) Atoomgetal is 3: 3 protone, dus 3 elektrone • Atoomteorie is die basis vir die begrip van die woordig is in die atoom). (A) Atoommassa is 7 : 3 protone en (7 - 3) = 4 neutrone interaksie en verandering in materie. • Aantal neutrone = Atoommassa nommer - aantal protone (N =A - Z) 32 ATOME EN SUB-ATOMIESE DEELTJIES VOORBEELD 2: Swawel 16 S • Daar is drie subatomiese deeltjies wat gevind (Z) Atoomgetal is 16: 16 protone, dus 16 elektrone word in atome, dit wil sê protone, neutrone en Tabel van die massa en lading van subatomiese deeltjies (A) Atoommassa is 32 : 16 protone en (32 - 16) = 16 neutrone elektrone. • Die kern is in die middel van die atoom en dra 13 die meeste van die massa. Die kern bestaan uit proton p+ neutron n0 elektrone e- VOORBEELD 3: Koolstof-13 6 C die protone en neutrone wat nukleone genoem word. (Z) Atoomgetal is 6: 6 protone, dus 6 elektrone • Omdat subatomiese deeltjies baie klein massas Massa 1,677 × 10−27 1,677 × 10−27 9,11 × 10−31 (A) Atoommassa is 13 : 6 protone en (13-6) = 7 neutrone het, word die atoommassa-eenheid ame gebruik. (kg) (1 ame) ( 1 ame) 1 ame = 1,677 × 10−27 kg Relatiewe atoommassa (RAM) • Die massa van 'n atoom word gemeet relatief RAM dui hoeveel keer die gemiddelde massa van 'n atoom van 'n sekere Eenheid element swaarder is as 1/12 van die massa van 'n koolstofatoom. tot die massa van ‘n koolstof-12 atoom. Koolstof van +1 0 -1 Isotope in 'n element is verantwoordelik vir die feit dat die RAM van ele- -12 is presies 12 ame, dus 1 ame is een twaalfde lading mente nie heelgetalle is nie. die massa van ‘n koolstof-12 atoom. Isotope van elemente VOORBEELD: Oorweeg hierdie drie atome van waterstof. Hulle het elk Waterstof bestaan as isotope. 'n proton, maar hulle het verskillende hoeveelheid neu- 99,65% van H atome is 1 1 H trone. Hulle is bekend as isotope. 0,30% van H atome is 1 2 H n + + n + n 0,05% van H atome is 1 3 H Isotope het dieselfde: aantal protone 99,65 × 1 0,30 × 2 0,05 × 3 aantal elektrone - - - RAM(H) = 100 + 100 + 100 chemiese eienskappe. Isotope het verskillende: 1 2 3 = 1,004 aantal neutrone 1 H 1 H 1 H Waterstof Deuterium Tri1um massas Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 32

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Die atoom SCIENCE CLINIC 2022 © ELEKTRON RANGSKIKKING IN DIE ATOOM IONE 1. In neutrale atome, is die aantal elektrone in die wolk rondom die kern gelyk aan KATIONE ANIONE die aantal protone in die kern. Katione is positiewe ione wat gevorm word wanneer die elek- Anione is negatiewe ione wat vorm wanneer elektrone aan 2. Die elektrone nader aan die kern het minder energie as die elektrone verder trone van die buitenste energievlak geskei word van die 'n atoom heg om die buitenste energievlak van die atoom te vanaf die kern. atoom. vul. 3. Die elektrone kom voor in energievlakke (n). 4. Verskillende energievlakke is in staat om verskillende hoeveelhied elektrone (To- Die atome word gelaaide atome bekend as ione. Hierdie Die atome word gelaaide atome bekend as ione. Hierdie lad- tale elektrone = n2) te akkommodeer. ladings moet in ag geneem word tydens die voltooiing van ings moet in ag geneem word tydens die voltooiing van Auf- 5. Die elektrone word in sekere gebiede binne 'n energievlak gevind, waarna verwys Aufbaudiagramme of elektronkonfigurasies. baudiagramme of elektronkonfigurasies. word as orbitale. Elke orbitaal kan 2 elektrone akkommodeer. +3 VOORBEELD: 13Al VOORBEELD: 9F- Elektrone word altyd gevind in posisies van laagste moontlike energie (so naby aan 'n Neutrale atoom van aluminium bevat 13 protone en 13 'n Neutrale atoom van fluoor bevat 9 protone en 9 elek- die kern as moontlik) elektrone. trone. Hierdie aluminumioon het 'n lading van +3, wat daarop Die fluoor ioon het 'n lading van -1, wat aandui dat dit 1 • energievlak 1: 1s2 orbitaal dui dat dit 3 protone meer as elektrone het. elektron meer as protone het. • energievlakl 2: 2s2 and 2p6 orbitale Die hooeveelheid protone verander nie vir 'n gegewe ele- Die aantal protone verander nie vir 'n gegewe element • energievlak 3: 3s2, 3p6 en 4s2 orbitale ment nie, dus het dit 3 elektrone verloor en het 10 elek- nie, so dit het ‘n elektron bygekry en het nou 10 elek- trone oor. trone. Vorms van orbitale Orbitaal boks (Aufbau) diagram Spektroskopiese elektronkon- Lewis diagramme figurasie (SPD) notasie: Aufbaudiagramme is mees gedetailleerde beskrywing van die Dit is 'n presiese manier om die elektron in 'n Lewis diagramme word gebruik om die posisie 1s orbitaal wyse waarop die orbitale met elektrone gevul word. Die orbi- atoom aan te dui. Dit is soortgelyk aan die van die valenselektrone rondom 'n element te Energievlak 1 tale word gevul vanaf die laagste energievlak aan die on- Aufbau-diagram, maar verteenwoordig dit in 'n wys. Die valenselektrone is verwant aan die Sferiese in vorm derkant op die volgende manier: eenvoudiger manier. groep van die element. VOORBEELD: In al die voorbeelde hieronder, verteenwoordig Valenselektrone is in 2 2 5 4s die buitenste energie- 9F = 1s 2s 2p X enige element in ‘n groep. 2 2 6 2 1 vlak en neem deel 13Al = 1s 2s 2p 3s 3p 2 2 6 2 6 2 2s orbital aan binding. 20Ca = 1s 2s 2p 3s 3p 4s Groep 1 Groep 2 Energievlak 2 3p Sferiese in vorm Ons kan ook die elektronkonfigurasie van Elektrone spandeer 3s ione op hierdie wyse aandui: X X Energie meer tyd verder van kern Negatiewe ione kry elektrone by. Positiewe ione het elektrone verloor. Groep 3 Groep 4 2p VOORBEELD: 2px, 2py, 2pz orbitale 2s Kernelektrone is in volle energievlakke en is nie betrokke by - 2 9F = 1s 2s 2p 13Al +3 2 6 = 1s2 2s2 2p6 X X Energievlak 2 binding nie. +2 = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 Gewig vorm langs x, y 20Ca Groep 5 Groep 6 en z as 1s Ons kan ook die elektronkonfigurasie volgens Flourine edelgas notasie skryf. Edelgas notasie maak gebruik van die eerste voorafgaande edelgas wat 'n gevulde buitenste X X As die energievlak (n) toeneem Pauli se uitsluitingsbeginsel: Maksimum van twee elek- trone per orbitaal mits hulle in teenoorgestelde rigtings spin. energievlak het. • Die grootte van hul s en p-orbitale vergroot. Groep 7 Groep 8 • Die hoeveelheid orbitale neem toe. (Pyle in teenoorgestelde rigtings) VOORBEELD: 2 5 9F = [He] 2s 2p X X • Ons kry d en f orbitale wat meer ingewik- Hund se reël: Geen paring in p orbitale voordat ten minste 2 13Al = [Ne]3s 3p 1 kelde vorms is. een elektron in elkeen van hulle is. 20Ca = [Ar]4s 2 Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 33

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Die Atoom-DIE KERN KONSEPTE SCIENCE CLINIC 2022 © Atoommodelle Massa en lading van subatomiese deeltjies Isotope het dieselfde aantal protone (Z), maar verskillende hoeveelheid neutrone (A) 1. Alle elemente is saamgestel uit proton p+ neutron n0 elektron e- Relatiewe atoommassa (RAM) John Dalton klein, onvernietigbare, soliede bolle RAM dui hoeveel keer die gemiddelde massa van 'n atoom van (1803) genoem atome, soos snoeker balle. 'n sekere element swaarder is as 1/12 van die massa van 'n 2. Atome van dieselfde element is Massa 1,677 × 10−27 1,677 × 10−27 9,11 × 10−31 koolstofatoom. identies. (kg) (1 ame) ( 1 ame) Elektrone is negatiewe deeltjies, Elektron rangskikking (neutrale atoom) J.J Thomson gevind in 'n soliede positiewe 1. Hoeveelheid elektrone = Z (1897) Eenheid massa, soos rosyntjies in 'n 2. Die elektrone kom voor in energievlakke (n). van +1 0 -1 pruimpoeding. 3. Hoe nader aan die kern, hoe minder energie. lading 4. Totale elektrone in ‘n vlak = n2 1. Die positiewe lading is in die 5. Die elektrone word in orbitale gevind. Elke orbitaal kan middel van die atoom in die kern. Verteenwoordig atome 2 elektrone akkommodeer. 2. Massa is gekonsentreer in die Ernest kern. E simbool van element A E Orbitale Rutherford 3. Die kern is klein in vergelyking A atoommassa (A) is die hoeveelheid nukleone • vlak 1: 1 s orbitaal (1909) met die atoom. 4. Elektrone is uiters klein en • vlak 2: 1 s en 3 p orbitale beweeg ver van die kern af. Z atoomgetal (Z) is die hoeveelheid protone • vlak 3: 1 s, 3 p en 5 d orbitale Z 5. Die meeste van die atoom is leë ruimte. Valensie elektrone word gevind in die buitenste energiev- lak. Elektrone reis rondom die kern in Niels Bohr ronde, definitiewe paaie genoem Notasies vir elektronkonfigurasie (1913) orbitale. Elke orbitaal het 'n "sekere In ‘n neutrale atoom: Aufbau: orbitale word as bokse gewys. Elektrone word as pyle energie”. Hoeveelheid protone = Z in die bokse gewys. Hoeveelheid elektrone = Z James spd: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 Die neutron is 'n deeltjie in die kern Hoeveelheid neutrone = A - Z Chadwick met geen lading, en byna dieselfde (1932) Valenselektrone is in massa as 'n proton. 4s die buitenste energiev- lak en neem deel aan binding. 3p 3s Energie IONE KATIONE ANIONE 2p Katione is positiewe ione wat gevorm word wanneer die Anione is negatiewe ione wat vorm wanneer elektrone elektrone van die buitenste energievlak geskei word van aan 'n atoom heg om die buitenste energievlak van die 2s die atoom. atoom te vul. Kernelektrone is in volle energievlakke en is nie betrokke by Die atome word gelaaide atome bekend as ione. Hierdie Die atome word gelaaide atome bekend as ione. Hierdie binding nie. lading moet in ag geneem word tydens die voltooiing van lading moet in ag geneem word tydens die voltooiing van Aufbaudiagramme of elektronkonfigurasies. Aufbaudiagramme of elektronkonfigurasies. 1s Flourine Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 34

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Die Periodieke tabel SCIENCE CLINIC 2022 © GROEPE (KOLOMME) s-blok PERIODES (RYE) • Groepe is die vertikale kolomme in die periodieke tabel. • Periodes is die horisontale rye in die periodieke tabel. • Elemente in 'n groep het soortgelyke buitenste elektron- 1s p-blok 1s • Daar is 'n geleidelike verandering in die fisiese en chemi- konfigurasies. ese eienskappe soos ons oor ‘n periode beweeg. • Dit beteken dat hulle soortgelyke chemiese eienskappe 2s 2p • Die periode nommer vertel ons die energievlak waar die het. 3s d-blok 3p buitenste elektrone gevind kan word. • Die groep nommer stem ooreen met die aantal valenselek- • Bv. Periode 3: buitenste elektrone in die 3de energie vlak. trone. 4s 3d 4p • Bv. Alle Groep 2 elemente het twee valenselektrone. 5s 4d 5p VOORBEELD: Opspoor van 'n element. 6s 6p 1. Silicon is in groep 4 en periode 3. BELANGRIKE GROEPE OM TE ONTHOU: 5d 2. Kalsium is in groep 2 en periode 4. 1: Alkali metale 7s 6d 2: Alkali Aard metale 17: Halogene Groep 1: Groep 18: Groep 2: Groep 17: Edelgasse 18: Edelgasse Alkali Alkali-aardmetale Halogene metale TENDENS VAN DIE PERIODIEKE TABEL IONISASIE ENERGIE (IE) ATOOM RADIUS ELEKTRONAFFINITEIT (EA) Energie wat nodig is per mol om 'n elektron uit 'n atoom in die Die afstand vanaf die kern tot by die grens van die buitenste orbitaal Die energie wat vrygestel word wanneer 'n elektron aan 'n gasfase te verwyder. atoom of molekule heg wat dan 'n negatiewe ioon vorm. • Atoom radiusse neem af oor 'n periode, want soos wat elektrone by- Eerste ionisasie-energie is die energie wat nodig is om die gevoeg word by dieselfde energie vlak, word protone ook bygevoeg aan die eerste elektron (buitenste elektron in die hoogste energie kern, wat die elektrone met 'n sterker krag trek. sub-vlak) te verwyder. • Atoom radiusse neem toe af met 'n groep omdat: a) elektrone betree 'n hele nuwe energievlak in die volgende periode b) die kern elektrone beskerm die buitenste elektron vanaf die trek van die F wins aan F− kern. buitenste elektron Na verloor Na+ buitenste elektron Atoom radiusse (pm) Fluoor atoom Fluoried ioon 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A Die elektronaffiniteit is ook 'n beskrywing van hoe waarskynlik Natrium atoom Natrium ioon 'n atoom is om 'n elektron te aanvaar. Hoe kleiner die atoom, hoe meer die aantrekkingskrag van die 37 31 Hoe kleiner die atoom, hoe groter is die vermoë van 'n atoom kern op die buitenste elektron, dus hoe hoër die ionisasie- Li Be B C N O F Ne om 'n elektron te ontvang as gevolg van die nabyheid van die energie. kern. •IE neem toe oor ‘n periode • EA neem toe oor ‘n periode 152 112 85 77 75 73 72 71 • EA neem af met ‘n groep •IE neem af met ‘n groep ELEKTRONEGATIWITEIT (EN) Na Mg Al Si P S Cl Ar Die neiging van 'n atoom in 'n molekuul om ‘n bindingspaar Interessante tendens: elektrone aan te trek. Elektronegatiwiteit wissel van 0,7 (Cs) tot 4,0 (F). Smeltpunt, kookpunt en digtheid te neem toe vanaf groep 186 160 143 118 110 103 100 98 1 tot 4, val in Groep 5 en begin weer toeneem vanaf Groep 5- • EN neem toe oor ‘n periode • EN neem af met ‘n groep 8. Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 35

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Die Periodieke tabel-DIE KERN KONSEPTE SCIENCE CLINIC 2022 © TABLE 3: THE PERIODIC TABLE OF ELEMENTS GROEPE (KOLOMME) • Elemente in 'n groep het soortgelyke buiten- 1 2 13 14 15 16 17 18 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (I) (II) (III) (IV) (V) (VI) (VII) (VIII) ste elektronkonfigurasies en soortgelyke che- miese eienskappe. 1 Atomic number 2 •Die groep nommer stem ooreen met die aan- KEY/SLEUTEL 2,1 H Atoomgetal He tal valenselektrone. 1 4 3 4 29 5 6 7 8 9 10 Symbol PERIODE (RYE) 1,0 Li 1,5 Be Electronegativity 1,9 Cu Simbool 2,0 B 2,5 C 3,0 N 3,5 O 4,0 F Ne 7 9 Elektronegatiwiteit 63,5 11 12 14 16 19 20 • Daar is 'n geleidelike verandering in die fi- siese en chemiese eienskappe soos ons oor ‘n periode beweeg. 0,9 11 Na 1,2 Mg 12 Approximate relative atomic mass 1,5 13 Aℓ 1,8 14 Si 2,1 15 P NIE- S Cℓ 2,5 16 Ar 3,0 17 18 • Die periode nommer vertel ons die energie vlak waar die buitenste elektrone gevind kan 23 19 24 20 21 22 23 Benaderde relatiewe atoommassa 24 25 26 27 28 29 30 27 31 28 32 31 33 METALE 32 34 35,5 35 40 36 word. 0,8 K 1,0 Ca 1,3 Sc 1,5 Ti 1,6 V 1,6 Cr 1,5 Mn 1,8 Fe 1,8 Co 1,8 Ni 1,9 Cu 1,6 Zn 1,6 Ga 1,8 Ge 2,0 As 2,4 Se 2,8 Br Kr 39 40 45 48 51 52 55 56 59 59 63,5 65 70 73 75 79 80 84 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 0,8 Rb 86 1,0 Sr 88 1,2 Y 89 1,4 Zr 91 Nb 92 1,8 METALE Mo Tc Ru 96 1,9 101 2,2 2,2 Rh 103 2,2 Pd 106 1,9 Ag 108 1,7 Cd 112 1,7 In 115 1,8 Sn 119 1,9 Sb 122 2,1 Te 128 2,5 I 127 Xe 131 BELANGRIKE GROEPE OM TE ONTHOU: 55 56 57 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 1: Alkali metale 0,7 Cs 0,9 Ba La 1,6 Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg 1,8 Tℓ 1,8 Pb 1,9 Bi 2,0 Po 2,5 At Rn 2: Alkali Aard metale 133 137 139 179 181 184 186 190 192 195 197 201 204 207 209 17: Halogene 87 88 89 18: Edelgasse 0,7 Fr 0,9 Ra Ac 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 226 Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 140 141 144 150 152 157 159 163 165 167 169 173 175 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr 232 238 EN NEEM TOE EA NEEM TOE AR NEEM AF IE NEEM TOE Elektronegatiwiteit (EN) Elektronaffiniteit (EA) Atoom Radius (AR) Ionisasie Energie (IE) EN NEEM AF EA NEEM AF AR NEEM TOE IE NEEM AF Die neiging van 'n atoom in 'n Die energie wat vryge-stel Die afstand vanaf die Energie wat nodig is per molekuul om ‘n bin-dingspaar word wanneer 'n elektron kern tot by die grens mol om 'n elektron uit 'n elektrone aan te trek. Elektro- aan 'n atoom of molekule van die buitenste orbi- atoom in die gasfase te negatiwiteit wissel van 0,7 heg wat dan 'n negatiewe taal. verwyder. (Cs) tot 4,0 (F). ioon vorm. Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 36

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Chemiese binding SCIENCE CLINIC 2022 © Chemiese bindings is INTRAMOLEKULÊRE BINDINGS wat voorkom tussen • As twee nie-metaalatome nader, is hulle geneig om hul valens-elektrone te atome binne molekules. Atome is geneig om elektrone by te kry, verloor, of deel en vorm 'n kovalente binding. te deel totdat hulle omring is deur 'n volle elektron skil. 'n Volledige dop • They form an ionic bond.As 'n metaal en 'n nie-metaal atoom nader, dra die maak die atoom meer stabiel soos 'n edelgas. metaal sy valenselektrone oor na die nie-metaal. Hulle vorm 'n ioniese binding. Dit staan bekend as Die Oktetreël: Elke atoom benodig 8 elektrone in die • As twee metaalatome nader, stel hulle hul valenselektrone vry om hulle te buitenste skil, behalwe vir H en He. omring en vorm 'n metaalbinding. A) Kovalente Binding B) Ioniese Binding C) Metaal Binding 1. Deel van ten minste een paar elektrone deur twee nie- 1. Vind plaas tussen 'n metaal en 'n metaal atoom. metaalatome. 1. Behels 'n volledige oordrag van elektrone 2. Die metaalatome stel hul valenselektrone vry om hulle te omring. 2. Eindig in eenvoudige molekules met net 'n paar atome wat met 2. Metaalatoom gee e- aan ‘n nie-metaal atoom Daar is 'n sterk, maar aanpasbare binding tussen die positiewe me- mekaar verbind. 3. Metaal vorm 'n positiewe katioon taal kern en die see van gedelokaliseerde elektrone. 4. Nie-metaal vorm 'n negatiewe anioon Enkel Kovalent 5. Elektrostatiese aantrekkingskrag van ione lei tot die vorming van Metaalatome is baie nou gepak, sodat die buitenste energievlakke reuse kristalroosters oorvleuel. Die valenselektrone is in staat om weg te beweeg van hul Bv. H − H onderskeie atome. Hulle word gedelokaliseerde elektrone of vrye elektrone genoem. Elke H atoom benodig een meer elektron om Ioniese binding vind plaas in twee stappe. die buitenste skil te vul met 2 elektrone. 1. Skenking van e (ne) om ione te vorm Die binding is tussen die positiewe metaal kern en die see van gede- Soos wat die waterstofatome nader kom, oor- 2. Elektrostatiese aantrekkingskrag lokaliseerde elektrone. vleuel hulle orbitale. Die verdeling van elek- trone lei tot 'n laer energie vir beide elektrone. 'n Enkel binding vorm. Dubbel Kovalent Bv. O = O Elke O-atoom benodig twee elektrone om die buitenste skil te vul met 8 elektrone. Na+ Cl- Die diagram toon twee suurstofatome wat nader aanmekaar kom sodat hulle orbitale oorvleuel. Hulle deel elk 2 buitenste elek- trone. 'n Dubbelbinding word gevorm. Driedubbele Kovalent Bv. N ≡ N Elke N atoom moet nog drie elektrone om die buitenste skil te vul met 8 elektrone. Die diagram toon twee stikstofatome wat nader aanmekaar kom sodat hulle orbitale IONIESE BINDING Diagramme toon die kristal- oorvleuel. Hulle deel elk 3 buitenste elek- behou die rooster rooster gemaak van alterna- trone. 'n Driedubbele binding vorm. struktuur tussen ione tiewe ione. gedelokaliseerde elektrone Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 37

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Chemiese binding- Eienskappe van Stowwe SCIENCE CLINIC 2022 © Eienskappe van eenvoudige kovalente (molekulêre) Reuse Kovalente Netwerkstrukture: stowwe Dit vind plaas wanneer 'n nie-metaal atoom kovalente bindings met meer as een • Lae smelt- en kookpunte as gevolg van molekules wat nie aan ander nie-metaal atoom vorm. Dit vorm reuse-kovalente roosters. mekaar gebind is nie, maar slegs losweg bymekaar gehou word. Hulle word maklik geskei. Bv. stikstof het 'n KP van -1830C. VOORBEELD 1: Diamand • Hoogs volatiel. (Hoë neiging van 'n stof om te verdamp.) Elke C verbind aan vier ander koolstof atome. • Isolators - daar is nie enige vrye ladingdraers nie. Diamante en Grafiet is albei allotrope van koolstof. Allotrope is verskillende Eienskappe: 1. Hard: Baie sterk kovalente bindings hou die struktuur saam Eienskappe van ioniese stowwe en maak dit 'n baie sterk kristal. • Hard, kristallyne vaste stowwe omdat die ione bymekaar gehou 2. Baie hoë smeltpunt: Baie sterk kovalente bindings hou die word deur sterk ioniese bindings. struktuur saam. Dit vereis groot hoeveelhede energie om dit uit- • Plat kante en gewone vorms omdat die ione in reguit rye in 'n pa- mekaar te trek- oor 35000C troon gerangskik word. 3. Isolator: Al die valenselektrone word gebruik in binding. Nie • Smeltpunte en kookpunte baie hoog, want daar is sterk ioniese bind- een van die elektrone is vry om rond te beweeg nie. vorme van dieselfde element, maar het verskillende fisiese en chemiese ings tussen katione en anione. 'n Groot hoeveelheid energie word beno- dig om die ione te skei bv. NaCl smelt teen 808ºC en kook teen 1465°C. • Lae volatiliteit, want daar is 'n sterk ioniese bindings tussen die ione. • Soliede ioniese verbindings gelei nie elektrisiteit nie. Die ione kan nie beweeg nie en dus is daar nie vrye lading draers nie. • Gesmelte of opgeloste ioniese verbindings gelei elektrisiteit om- VOORBEELD 2: Grafiet dat die ione in hierdie situasies kan beweeg en stroom dra. Elke C is gebind aan drie ander atome om 'n laag te vorm. Eienskappe: eienskappe as gevolg van die verskil in rangskikking van deeltjies. 1. Die bindings tussen die lae is swak en dus kan die lae oor mekaar gly - die einskap maak grafiet glad en kan dit dus gebruik word as 'n smeermiddel Eienskappe van metaal stowwe 2. Omdat slegs drie uit vier valenselektrone gebruik word vir die Die see van gedelokaliseerde elektrone en styf gepakte metaal kerns is binding, is die vierde elektron vry om rond te beweeg. Dit is die verantwoordelik vir die eienskappe van metale: rede hoekom grafiet, in teenstelling met ander nie-metale, elek- • Hoë digtheid trisiteit kan gelei. • Goeie geleiers van elektrisiteit • Die gedelokaliseerde elektrone is vry om lukraak dwarsdeur die metaal te beweeg, maar wanneer 'n sel oor die terminale gekoppel word, sal die elektrone na die positiewe kant toe vloei. • Goeie geleiers van hitte • Gedelokaliseerde elektrone kan ook hitte-energie oordra vanaf 'n streek van hoë temperatuur na 'n streek van lae temperatuur, omdat hulle so vrylik kan beweeg. • Metale het 'n hoë smelt- en kookpunte as gevolg van die sterkte van VOORBEELD 3: Silikondioksied die metaalbinding. Silikondioksied (SiO2), ook bekend as silika. Baie kosbare stene • Metale is smeebaar en pletbaar- hulle kan maklik plat, gevorm of in bevat silika. Daar is geen diskrete SiO2 eenhede nie. Elke Si bind drade getrek word sonder om te breek. Dit is omdat die metaal kern nie aan twee O atome. aangetrokke tot 'n spesifieke elektron is nie. Dit maak hulle anders van 'n ioniese verbinding wat bros is. • Metaalglans: Die see van elektrone sal alle frekwensies van lig weer- spieël om 'n blink oppervlak te gee. Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 38

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Chemiese bindings-DIE KERN KONSEPTE SCIENCE CLINIC 2022 © Inter-atoom binding / intramolekulêre binding KOVALENTE IONIESE METAAL BINDING BINDING BINDING Tussen 2 of meer nie-metale Tussen 2 of meer metaal en nie- Tussen 2 of meer metaalatome metaalatome Molekules van ‘n ele- Kovalente netwerk strukture Ioniese netwerk strukture Metaal netwerk strukture ment Voorbeeld: Kristalle gemaak van 'n Positiewe kern en 'n see van ge- Voorbeeld: diamand netwerk van katione en an- delokaliseerde elektrone Diatomiese gasse grafiet ione. P4 SiO2 S8 C60 (buckyballs) Voorbeeld: NaCl KMnO4 Molekules van verbind- ings Voorbeeld: water (H2O) Ammoniak (NH3) Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 39

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Fisiese en Chemiese verandering SCIENCE CLINIC 2022 © FISIESE VERADERING CHEMIESE VERANDERING 1. Gewoonlik maklik om terug te keer. 1. Gewoonlik moeilik om om terug te keer. 2. Geen nuwe stowwe gevorm. 2. Nuwe stowwe word gevorm. 3. Klein energie veranderinge betrokke. 3. Groot energie veranderinge is betrokke. 4. Bv. Smelt, verdamping, skeiding van mengsels. 4. Bv. Ontbinding, sintese, brand, verrot, roes. Die deeltjies bly dieselfde, maar hulle rangskikking verander. Die deeltjies verander, omdat die binding tussen atome verander. Voorbeeld van fisiese verandering: Water VOORBEELD: Ontbinding van waterstofperoksied Vloeibare water verdamp om waterdamp te vorm. Elke watermolekuul bestaan uit een O Reaktante Produkte suurstofatoom gebind aan twee waterstof- atome. H H Woordvergelyking Waterstofperoksied vorm Water en Suurstof Gebalanseerde chemiese 2 H2 O2 → 2 H2 O + O2 vergelyking Deeltjie diagram Verdamping 2H2O2 2H2O + O2 Waterstofperoksied Water Suurstof Water waterdamp VOORBEELD: Sintese van water Spasies tussen Raak aan mekaar Ver van mekaar watermolekules Reaktante Produkte G e e n k ra g t e , b e h a l w e Woordvergelyking Waterstof + Suurstof vorm Water Kragte tussen wanneer hulle naby aan Gebalanseerde Medium kragte watermolekules mekaar kom is daar swak chemiese 2 H2 + O2 → 2 H2 O kragte vergelyking Beweging van Skuif verby mekaar en Beweeg vrylik teen hoë watermolekules skakel stadig plekke. spoed Deeltjie diagram Chemiese Tydens verdamping, verander die werklike watermolekules nie. Die massa van die water en die hoe- Reaksie veelheid molekules verander nie. Energie word opgeneem om die kragte tussen molekules te oor- kom. Dit verander hul rangskikking en beweging. Hierdie verandering word soos volg voorgestel: Reaktante Produkte Woordvergelyking water vorm waterdamp Hierdie twee reaksies is chemiese veranderinge omdat nuwe stowwe gevorm word. Groot energie veranderinge is betrokke. Die bindings tussen die atome van die reaktante breek en nuwe bindings Gebalanseerde chemiese vorm om die molekules van die produkte te skep. Elke atoom in die reaktante word 'n atoom in die H2O (l) → H2O (g) produkte. Die massa bly behoue, maar die atome word herrangskik. vergelyking Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 40

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Chemiese verandering- Chemiese reaksies SCIENCE CLINIC 2022 © Wet van konstante samestelling Wet van behoud van materie In 'n bepaalde chemiese verbinding, sal al die monsters In 'n chemiese reaksie, is die som van die massa van die reaktante gelyk aan die som van die van die mengsel uit dieselfde elemente in dieselfde ver- massa van die produkte. houding of verhouding soos per sy chemiese formule, bestaan. Dit is ook bekend as die Wet van Behoud van Materie, wat daarop dui dat materie nie geskep of vernietig kan word nie, maar kan slegs geherrangskik word in chemiese reaksies. Byvoorbeeld, enige watermolekule bestaan altyd uit twee waterstofatome en een suurstofatoom in 'n verhouding volgens die formule H2O. + OF + 2 Dele waterstof 1 Deel suurstof 1 Deel water 4 Dele waterstof 2 Dele suurstof 2 Dele water Beskou die volgende reaksie om ammoniak te vorm: 'n ammoniak molekule bestaan altyd uit drie waterstofatome en een stikstofatoom in 'n verhouding volgens die formule NH3. Die verskillende dele van die reaksie word opgesom in die tabel hieronder: Reaktante voor Produkte na Reageer Woordvergelyking Waterstof + Stikstof Ammoniak en vorm Chemiese 3 H2 + N2 → 2 NH3 vergelyking 6H 6H Atome → 2N 2N Totale massa van 2 x (14 + 1+1+1) = 3 x ( 1+1) + 1 x (14+14)= 34 → alle atome 34 Energie gebruik om 3 x H-H bindings Energie vrygestel wanneer 6 x N-H Energie → en 1 N-N binding te breek: bindings vorm Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 41

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Reaksies in Waterige Oplossings SCIENCE CLINIC 2022 © Ioniese netwerk struktuur Ione in waterige oplossing Reaksies in waterige oplossings Omdat katione en anione teenoorgestelde Ione is atome of groepe atome wat lading dra. Katione is positief gelaai, en anione is Reaksies in waterige oplossings is reaksies van chemikalieë wat ontbind. ladings dra, trek hulle mekaar aan. In soliede negatief gelaai. Die tabel hieronder het voorbeelde van algemene ione: vorm, word reuse ioniese kristalle geskep, 'n Oplossing word gevorm wanneer 'n stof oplos in 'n oplosmiddel. Baie soos natriumchloried en magnesium nitraat. reaksies in chemie en in lewende sisteme word in waterige oplossing Ione Formula Lading uitgevoer. Dit beteken dat water die oplosmiddel is. Nitrate NO3 -1 -1 Ten einde vir 'n reaksie om plaas te vind moet die deeltjies van die reak- -1 Chloried Cl -1 tant met mekaar bots. Ammonium NH4+1 +1 Vir die botsing om suksesvol te wees, moet daar 'n oordrag van óf: Natrium Na+1 +1 A. ione - dit staan bekend as ioonuitruilingsreaksies B. elektrone - dit is bekend as redoksreaksies. Magnesium Mg+2 +2 +3 Aluminium Al +3 Polêre aard van water Hidrasie van ione Die ione van die opgeloste stof raak heeltemal omring deur watermolekules. Dit staan bekend as Water is die oplosmiddel in alle waterige oplos- hidrasie. sings. Die lading in 'n watermolekuul is nie ewere- dig versprei nie. Die suurstofatoom is effens nega- tief (δ-), en die waterstofatome is effens positiewe (δ+). Ons sê dat water polêr is. Die negatiewe dipool van een watermolekuul is aan- getrokke tot die positiewe dipool van 'n ander wa- termolekule. Ontbinding van ioniese stowwe Watermolekules is aangetrokke tot mekaar, maar ook tot ioniese verbindings met die suurstof (δ-) naaste aan die katioon (+) en die waterstof (δ+) naaste aan die anione (-). As die ione vry getrek word uit die kristal uit, los die kristal op. Elektroliete Ba/ery Ontbinding is 'n fisiese proses, omdat daar geen nuwe Elektroliete is waterige oplossings wat ione, soos stowwe gevorm word nie. Wanneer al die ione van NaCl (aq) of KNO3 (aq) bevat. Omdat die ione vrylik Krokodil mekaar geskei word, het die ioniese kristal ontbind. rond beweeg, kan elektroliete elektrisiteit gelei. 'n Ammeter Eenvoudige stroombaan kan gebruik word om die A klem geleiding van die elektroliet te toets, deur die stroom deur die oplossing met 'n ammeter te meet. Hoe meer ione in oplossing hoe beter gelei die elek- troliet stroom. VOORBEELD: Sekere stowwe, soos suiker, is ook oplosbaar in NaCl (s) → Na+(aq) + Cl-(aq) water, maar vorm nie ione in oplossing nie, en het geen invloed op geleiding nie. Toets stof Stroom diagram om die geleid- ing van 'n oplossing te toets. Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 42

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Reaksies in Waterige Oplossings- Reaksie tipes SCIENCE CLINIC 2022 © A. Ioonuitruilingsreaksies 'n Ioonuitruilingsreaksie is waar die katione hul onderskeie anione uitruil. Daar is 3 tipe ione reaksies, geklassifiseer volgens die reaktante en produkte wat betrokke is. 1. Neerslagreaksies 2. Suur-basis reaksies 3. Gas vorming reaksies In neerslagreaksies, bind anione en katione met nuwe stowwe om onoplosbare Suur-basisreaksies vind plaas tussen sure en basisse. Deur In gasvormende reaksies, bind anione en katione met nuwe soute te vorm. Sekere katione en anione trek mekaar so goed aan dat hulle nie uit die uitruil van ione, sal die produkte wat vorm water en 'n stowwe en deur die uitruil van ione word 'n gas gevorm. die ioniese kristal getrek sal word nie. Hierdie soute is onoplosbaar en vorm 'n ioniese sout wees. neerslag. Daar is 4 tipe suur-basis reaksies: VOORBEELD: VOORBEELD: 1. Suur + metaal → sout + waterstof Suur+ metaalkarbonaat → sout + water + koolstofdioksied NaI (aq) word by AgNO3 (aq) gevoeg. Daar is Na+, l-, Ag+ en NO3- ione in die oploss- ing teenwoordig. Wanneer die I- en Ag+ -ione mekaar aantrek, vorm hulle 'n on- 2. Suur + metaaloksied → sout + water Na2CO3 (s) + 2HCl(aq)→ 2NaCl(aq) + H2O(ℓ) + CO2 (g) oplosbare sout AgI (s) wat 'n geel bewolkte neerslag is. 3. Suur + metaalhidroksied → sout + water 4. Suur + metaalkarbonaat →sout+water+koolstofdioksied NaI (aq) + Ag NO3 (aq) → AgI(s) + NaNO3 (aq) VOORBEELD: VOORBEELD: Suur + metaal → sout + waterstof Neerslagreaksies kan gebruik word om te toets vir die teenwoordigheid van sekere H2SO4 + Mg → MgSO4 + H2 Metaalhidroksied + suur → sout + water anione. 'n Omgewingswetenskaplike ontleed water vir besoedeling. Die volgende NaOH(aq) + HCl(aq)→NaCl(aq) + H2O(ℓ) tabel toon hoe om vir 'n paar van hierdie anione te toets. Positiewe Die natriumione uit die natriumhidroksied ruil plekke Gas Toets Resultaat Anione Toets Neerslag resultaat met die waterstof in die waterstofchloried om natrium- Druk 'n brandende Wit neerslag vorm chloried te vorm. Terselfdertyd bind die hidroksied en hout spalk in 'n 1. Voeg ‘n paar druppels van AgNO3 by die waterstof om water te vorm. Waterstof (H2) maak 'n knal geluid Chloried na stap 1 en bly na AgCl(s) proefbuis van 2. Versuur met verdunde HNO3 waterstof stap 2 Bromied Voeg ‘n paar druppels van AgNO3 by Room neerslag AgBr(s) VOORBEELD: Druk 'n gloeiende Metaaloksied + suur → sout + water hout spalk in 'n spalk steek weer Jodied Voeg ‘n paar druppels van AgNO3 by Geel neerslag AgI(s) CuO(aq) + 2HCl(aq) → CuCl2(aq) + H2O(l) Suurstof (O2) proefbuis van aan die brand Wit neerslag vorm suurstof 1. Voeg ‘n paar druppels van BaNO3 by Die koperione uit die koperoksied ruil plekke met die Sulfate na stap 1 en bly na BaSO4 Borrel die toets gas Koolstofdioksied 2. Versuur met verdunde HNO3 waterstof in die waterstofchloried wat koper (II) chlo- stap 2 Koolstofdioksied deur kalkwater - verander die ried vorm. Terselfdertyd bind die oksied ioon (-) en Wit neerslag vorm (CO2) kalsiumhidroksied kalkwater na ‘n 1. Voeg ‘n paar druppels van BaNO3 by die waterstof om water te vorm. Karbonate na stap 1, en los BaCO3 oplossing bewolkte wit 2. Versuur met verdunde HNO3 op na stap 2 B. Redoksreaksies Redoksreaksies vind plaas wanneer een reaktant elektrone bykry, genoem reduksie, en 'n ander reaktant elektrone verloor, genoem oksidasie. Die atoom of groep atome wat elektrone verloor word meer positief, terwyl die atoom of groep atome wat elektrone bykry, word meer negatief. VOORBEELD: Soutsuur reageer met sink om sinkchloried en OIL RIG VOORBEELD: O oxidation Kopersulfaat reageer met sink om sinksulfaat waterstofgas te vorm. en koper te vorm. 2HCl(aq) + Zn(s) → ZnCl2 + H2 I is a CuSO4(aq) + Zn(s) → ZnSO4(aq) + Cu(s) L loss of electrons Ons wys die oordrag van elektrone soos volg: R reduction Ons wys die oordrag van elektrone soos volg: Zn(s) → Zn 2+ + 2e- (Oksidasie) I is a Zn(s) → Zn 2+ + 2e- (Oksidasie) 2 H+ + 2 e- → H2 (g) (Reduksie) G gain of electrons Cu2+ + 2 e- → Cu(s) ( Reduksie) Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 43

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Reaksies in Waterige Oplossings-DIE KERN KONSEPTE SCIENCE CLINIC 2022 © WATERIGE OPLOSSINGS REAKSIES Water A. Ioonuitruilingsreaksies Water is die oplosmiddel in alle waterige oplossings. 1.Neerslagreaksies Water is polêr. Polêre molekules is molekules wat teen- In neerslagreaksies, bind anione en katione met nuwe stowwe om onoplosbare soute te vorm. oorgestelde gelaaide pole het en staan bekend as 'n NaI (aq) + Ag NO3 (aq) → AgI(s) + NaNO3 (aq) dipool. Neerslagreaksies kan gebruik word om te toets vir die teenwoordigheid van sekere anione. Water los ioniese stowwe op wat gemaak is van katione (positief gelaai), en anione (negatief gelaai). 2. Suur-basis reaksies Daar is 4 tipe suur-basis reaksies: 1. Suur + metaal → sout + waterstof Watermolekules trek die ione vry van die ioniese kristal. Dit staan bekend as die ontbinding. 2. Suur + metaaloksied → sout + water 3. Suur + metaalhidroksied → sout + water 4. Suur + metaalkarbonaat →sout + water + koolstofdioksied 3. Gas vorming reaksies In gasvormende reaksies, bind anione en katione met nuwe stowwe en deur die uitruil van ione word 'n gas gevorm. Gas Toets Resultaat Druk 'n brandende hout spalk in Waterstof (H2) maak 'n knal geluid 'n proefbuis van waterstof Druk 'n gloeiende hout spalk in spalk steek weer aan die Suurstof (O2) 'n proefbuis van suurstof brand Die ione raak heeltemal omring deur watermolekules. Dit staan bekend as hidrasie. Borrel die toets gas deur Koolstofdioksied verander Koolstofdioksied (CO2) kalkwater - kalsiumhidroksied die kalkwater na ‘n oplossing bewolkte wit Elektroliete Elektroliete is waterige oplossings wat ione, soos NaCl (aq) of KNO3 (aq) bevat. Omdat die ione vrylik rond beweeg, kan elektroliete elektrisiteit gelei. Hoe meer ione in oplossing hoe beter gelei die elektro- liet stroom. Dit kan getoets word met die gebruik van 'n eenvoudige stroombaan soos hieronder ge- B. Redoksreaksies toon. Een reaktant kry elektron(e) by → reduksie; 'n ander reaktant verloor elektron(e) → oksidasie. Ba/ery Yster + koper(II)sulfaat → koper + yster (II) sulfaat Eg. Fe(s) + CuSO4 (aq) → Cu (s) + FeSO4 (aq) Krokodil Ammeter A klem Cu 2+ ione kry 2 elektrone by → Cu atome Fe atome verloor 2 elektrone → Fe 2+ ione Toets stof Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 44

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Kwantitatiewe aspekte van chemiese verandering SCIENCE CLINIC 2022 © Die Mol Persentasie Samestelling Atome, molekules en ione is te klein om te tel, en daar kom baie deeltjies in selfs die kleinste monster van ‘n stof Persentasie samestelling is die massa van elke atoom teenwoordig in die verbinding en word voor. voorgestel as 'n persentasie van die totale massa van die verbinding. Daar is meer waterdeeltjies in ‘n teelepel as wat daar teelepels water in al die oseane is. molêre massa van element Persentasie samestelling van element = × 100 Eerder as om met al die deeltjies individueel te werk, werk ons met ‘n spesiale getal deeltjies. MR van verbinding Die mol is die naam vir die spesiale nommer. Baie nommers het name, soos: 2 = paar Oorweeg die volgende yster-ertse: hematiet en magnetiet – watter erts bevat meer 3 = driekuns yster volgens massa? 12 = dosyn Erts Hematiet Magnetiet Avogadro’s number (NA) is te groot om te verbeel. ‘n Mol deeltjies is ‘n hoeveelheid van 6,02 x 1023 deeltjies. 6,02 x 1023 staan bekend as Avogadro se getal, NA. Formule Fe2O3 Fe3O4 Avogadro se getal is te groot om te verbeel. Relatiewe 602 000 000 000 000 000 000 000. (2 x 56) + (3 x 16) (3 x 56) + (4 x 16) molekulêre =160 =232 massa Hierdie hoeveelheid sandkorrels op die oppervlakte van die aarde gehoop sal amper tot by die maan strek. Die mol word gedefiniëer as die aantal deeltjies of atome in 12,0 g Koolstof-12. % yster volgens [(2 x 56) /160] x 100 [(3 x 56) / 232] x 100 massa = 70% = 72% Molêre Massa Deeltjies is te klein om individueel te weeg. ∴ magnetiet bevat meer yster Molêre massa (M) word gedefinieer as die massa van een mol deeltjies (atome, molekules of formule-eenhede) Verskillende tipe Chemiese Formules en word in die eenheid g.mol-1 gemeet. massa van stof (g) Oorweeg die stof etaan. m hoeveelheid mol (mol) n= M molêre massa (g·mol−1) Bal-en-stok model van etaan Relatiewe atoommassa (Ar) is die gemiddelde massa van ‘n atoom in vergelyking met die massa van ‘n Koolstof-12 atoom. Dit word in atoom-massaeenhede (amu) gemeet. Molêre massa (M) van ‘n element is gelyk aan die grootte van die relatiewe atoommassa (A) in amu. Dit kan ook as ‘n formule voorgestel word. Daar is drie tipes formules wat gebruik word: Molêre massa Molekulêre Werklike aantal van elke Bv. C2H6 Tipe stof Deeltjies Voorbeeld Formule (g.mol-1) formule atoom Element Atome Neon Ne 20 Eenvoudigste heelgetal Bv. C1H3 → CH3 Empiriese Kovalente Gewoonlik Koolstof- 12+32 verhouding van die CO2 formule verbinding molekules dioksied = 44 atome Ioniese Ione 23+35,5 Wys hoe die atome Sout NaCl verbind is verbinding (formule eenhede) = 58,5 Strukturele Metaal Positiewe kern en formule Goud Au 197 verbinding gedelokaliseerde elektrone VOORBEELD: VOORBEELD: VOORBEELD: VOORBEELD: Wat is die relatiewe formulemassa van kalsiumsulfaat (CaSO4)? Wat is die molêre massa van Wat is die relatiewe formule massa van sukrose (C12H22O11)? Wat is die molêre massa MR (CaSO4) = AR (Ca) + AR (S)+ (4 x AR (O)) kalsiumsulfaat (CaSO4)? MR (C12H22O11) = 12 x AR (C) + 22 x AR (H)+ 11 x AR (O) van sukrose (C12H22O11) ? = 40 + 32 + (4 x 16) 136 g.mol-1 = (12x 12) + (22x1) + (11 x 16) 342 g.mol-1 = 136 (Geen eenheid) = 342 (geen eenheid) Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 45

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Kwantitatiewe aspekte van chemiese verandering SCIENCE CLINIC 2022 © Konsentrasie van oplossings Molêre Volumes van Gasse Oplossings is homogene (uniforme) mengsels van twee of meer stowwe. ‘n Oplossing Indien verskillende gasse dieselfde volumes onder dieselfde toestande van temperatuur en druk beslaan, sal hulle word gevorm wanneer ‘n opgeloste stof in ‘n oplosmiddel oplos. dieselfde aantal molekules besit. Die opgeloste stof en oplosmiddel kan ‘n vloeistof, gas of vastestof wees. Die mees alge- Dit staan bekend as Avogadro se Wet: Een mol van enige gas beslaan dieselfde volume op dieselfde tem- mene oplosmiddel is water. Hierdie oplossings word waterige oplossings genoem. peratuur en druk. Oplossing Opgeloste stof Oplosmiddel Sout water Sout water Sodawater Koolstofdioksied water Konsentrasie Die konsentrasie van ‘n oplossing is die hoeveelheid mol opgeloste stof per volume-eenheid van oplosmiddel. hoeveelheid mol (mol) n konsentrasie (mol ⋅ dm-3) c= volume (dm3) V Die molêre volumes van ‘n gas, VM , is die volume wat een mol gas beslaan. kan ook bereken word deur VM vir alle gasse by STD is 22.4 dm3·mol−1. m c= MV Standaard Temperatuur en Druk (STD) is 0°C en 101.3 kPa. Dws. die aantal mol van opgeloste stof per 1 dm3 oplosmiddel in mol.dm-3. Indien ‘n oplossing van LET WEL: Dit beteken ook dat vir alle reaksies teen dieselfde temperatuur en druk, sal volumes van gasse in dieselfde verhou- kaliumpermanganaat KMnO4 ‘n konsentrasie van 2 1000 cm3 = 1 dm3 (= 1 liter) ding reageer. -3 het, beteken dit dat vir elke 1 dm3 oplos- mol.dm middel, is daar 2 mol KMnO4 opgelos in die oplosmid- 1 cm3 = 0,001 dm3 1 cm3 = 1 ml N2 + 2O2 → 2NO2 del. 1 mol + 2 mol → 2 mol VOORBEELD: VOORBEELD: 'n Oplossing bevat 10 g natriumhidrok- Bereken die massa van die opgeloste 1 dm3 + 2 dm3 → 2 dm3 sied, NaOH, in 200 cm3 oplossing. Bere- ken die konsentrasie van die oplossing. stof in 600 cm3 van 1,5 mol·dm-3 natri- umchloried oplossing. V volume van gas stof (dm3) n(NaOH) = m V = 600 cm3 = 0,6 dm3 hoeveelheid mol (mol) n= VM M 10 = 23 + 16 + 1 molêre gas volume teen STD = 0,25 mol M(NaCl) = 23 + 35,5 (22,4 dm3·mol−1) = 58,5 g ⋅ mol− 1 3 3 V = 200 cm = 0,2 dm VOORBEELD: n = cV ‘n Gassilinder met ‘n volume van 224 cm3 is vol chloorgas, by STD. c(NaOH) = n = 1,5 × 0,6 Hoeveel mol chloorgas is daar in die silinder? V 0,25 = 0,9 mol V = 0,2 n = VM = 1,25 mol ⋅ dm− 3 m = nM = 0,224 = 0,9 × 58,5 22,4 = 52,65 g = 0,01 m ol Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 46

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Kwantitatiewe aspekte van chemiese verandering SCIENCE CLINIC 2022 © Kristalwater VOORBEELD: Berekening van die Empiriese formule van ‘n verbinding vanaf Sommige ioniese kristalle vang ‘n sekere aantal wa- 13,2 g van ‘n sinksulfaat, ZnSO4.xH2O, monster word in ‘n die massa termolekules tussen die ione wat hul vorm, op. Hier- kroesie verhit. Bereken die hoeveelheid mol kristalwater die watermolekules staan bekend as “kristalwater”. indien 7,4 g van die vastestof oorgebly het. Empiriese formule is die chemiese formule van ‘n verbinding wat die kleinste heelgetal-verhouding van atome aandui. Bv. Waterige kopersulfaat: 1 . m(H2 O) = 13,2 g − 7,4 g CuSO4 · 5 H2O het 5 watermolekules per formule- eenheid. Wanneer waterige soutkristalle warm ge- = 5,8 g maak word, verdamp die watermolekules, en los an- Stappe om die empiriese formule van ‘n verbinding te bereken: hidriese sout agter. m 2 . n(H2 O) = M 1. Bepaal die massa van die elemente 2. Bereken die aantal mol van elke element CuSO4 · 5 H2O(s) → CuSO4 (s) + 5 H2O(g) 5,8 = 18 3. Vereenvoudig die atoomverhouding Om die hoeveelheid mol kristalwater te bereken: = 0,32 mol VOORBEELD: m In ‘n verbrandingsreaksie is 0,48 g magnesiumlint verbrand en vorm 0,80 g 1. Bereken die massa water wat verdamp. 3 . n(ZnSO4 ) = M magnesium oksied. Bereken die empiriese formule vir die magnesiumoksied. 2. Bereken die mol water. 7,4 3. Bereken die mol anhidriese sout. = 161 Stappe Magnesium Suurstof 4. Bereken die verhouding van water tot anhidriese Stap 1: sout. = 0,046 mol 0.48 g 0.80 – 0.48 = 0.32 g Massa van element 5. Skryf die formule van die anhidriese sout. mol water Stap 2: n=m/M n=m/M 4 . verhouding = mol anhidriese sout Mol (deel deur die massa van = 0.48 / 24 = 0.32 / 16 Let wel: 0,32 1 mol) = 0,02 mol = 0,02 mol = 0,046 Die kolletjie in die formule ( · ) tussen die Stap 3: sout en die water beteken dat ‘n swak binding = 1:7 Atoomverhouding gevorm het. Dit is NIE ‘n 1 1 (deel deur die kleinste vermenigvuldigings-teken nie. 5 . ∴ formule = Z nSO4 ⋅ 7H2O verhouding) Empiriese formule: MgO Berekening van Empiriese Formule vanaf Persentasie Samestelling Die empiriese formule van ‘n stof kan ook vanaf die persentasie samestelling bepaal word. Ons neem aan dat 100 g van die stof ontleed word, dan gee elke persentasie vir ons die massa van daardie element in 100 g van die stof. VOORBEELD: ‘n Oksied van swael bevat 40% swael en 60% suurstof volgens massa. Bepaal die empiriese formule ‘n Monster van koperoksied bevat 8 g koper verbind met 1 g suurstof. van hierdie oksied van swael. Bepaal die empiriese formule van die verbinding. Stappe Swael Suurstof Stap 1: 40 60 Stappe Koper Suurstof % van element Stap 1: 8g 1g Stap 2: 40 60 Massa van element Massa van element Stap 2: n=m/M n=m/M (g) Mol (deel deur die massa van = 8 / 63,5 = 1 / 16 Stap 3: n=m/M n=m/M Mol = 40 / 32 = 60 / 16 1 mol) = 0,126 mol = 0,0625 mol = 1,25 mol = 3,75 mol Stap 3: Stap 4: 1,25 / 1,25 3,75 /1,25 Atoomverhouding 0,125/0,0625 0,0625/0,0625 Kleinste mol =1 =3 (deel deur die Empirical kleinste formula: Cu2O ≈2 =1 verhouding verhouding) Empiriese formule: SO3 Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 47

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Kwantitatiewe aspekte van chemiese verandering SCIENCE CLINIC 2022 © -DIE KERN KONSEPTE Berekening van die Empiriese formule van ‘n verbinding vanaf die massa Om die hoeveelheid mol kristalwater te bereken: 1. Bereken die massa water wat verdamp. Empiriese formule is die chemiese formule van ‘n verbinding wat die kleinste heelgetal-verhouding van atome aandui. 2. Bereken die mol water. 3. Bereken die mol anhidriese sout. 4. Bereken die verhouding van water tot anhidriese sout. Stappe om die empiriese formule van ‘n verbinding te bereken: 5. Skryf die formule van die anhidriese sout. 1. Bepaal die massa van die elemente 2. Bereken die aantal mol van elke element 3. Vereenvoudig die atoomverhouding Molêre massa (M) word gedefinieer as Aantal die massa van een mol deeltjies Massa van suiwer deeltjies stof (in gram) # != ! 6,02×10!" != ! Die mol is dieselfde aantal Die konsentrasie van 'n oplos- sing is die hoeveelheid opgelos- te stof per eenheid volume van Oplossing Aantal mol deeltjies atome in 12,0 g koolstof -12. die oplossing. ! = !" ! Die molêre volumes van ‘n gas, VM , != is die volume wat een mol gas bes- 22,4 laan. Volume gas teen VM vir alle gasse by STD is 22.4 STD (in dm3) dm3·mol−1. Standaard Temperatuur en Druk (STD) is 0°C en 101.3 kPa. Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 48

Graad 10 Wetenskap Kernkonsepte Hidrosfeer SCIENCE CLINIC 2022 © WATER STELSELS VAN DIE AARDE Water bestaan in 3 vorms: • Solied: sneeu by die pole, ysberge en ysgrond • Vloeistof: oppervlakwater (oseane, mere, damme, riviere) en grondwater Stelsels beïnvloed • Stoom: waterdamp in die atmosfeer deur die ATMOSFEER LITOSFEER BIOSFEER HIDROSFEER Water is belangrik vir: • Alle lewende organismes is afhanklik van water → selle bestaan hoofsaaklik uit water, stowwe in selle word opgeskort of opgelos in water, stowwe word vervoer na en van selle in water Harde kors van die • Drinkwater, habitat, fotosintese. Alle gasagtige aarde, semi-soliede Komponente van Alle lewende organismes • Kook, skoonmaak, vervaardigingsprosesse, landbou ens. komponente van die rotse, warm vloeistof die stelsel op aarde aarde rotse en gesmelte yster HIDROSFEER kern • Die watersiklus (ook bekend as hidrosfeer) beskryf die deurlopende beweging van water deur die grond (litos- feer), lewende organismes (biosfeer) en die atmosfeer. Verdamping, Prosesse beïnvloed Oppervlak afloopwater Fotosintese, • Die belangrikheid van die watersiklus kondensasie en deur water en perkolasie metabolisme ens -Water word herwin neerslag • Die belangrikheid van watersiklus WOLKE Energie van die son Neerslag filter deur die Water is noodsaaklik vir grond. 'n Sekere alle lewende veroorsaak water om gedeelte vloei oor die organismes. Plante te verdamp en vorm Neerslag Kondensasie waterdamp wat oppervlak as afloopwater benodig water vir Waterdamp versamel en Beskrywing en die ander gedeelte fotosintese, diere en Water druppels word kondenseer om wolke vloei dieper na die mense benodig water vir te swaar en val drupples vorm wat aan mekaar te vorm en word te onderwater riviere. metabolisme en verskeie vas sit om wolke te vorm swaar en val na die na die aarde grond as neerslag. Water versamel in mere, ander intrasellulêre damme en oseane. prosesse. Watedamp Neerslag: Verdamping INVLOED VAN DAMME Reen, haal, sneeu Transpirasie Water word vrygestel Water word verander Omgewingsinvloed deur plante en na waterdamp • Vloede in omliggende gebiede → invloed op die plant- en dierelewe dit verdamp • 'n Dam het 'n groot oppervlakte wat lei tot verhoogde verdamping wat die plaaslike klimaat OSEANE, MERE, kan beïnvloed in die omgewing DAMME, RIVIERE, • Erosie en verdieping van riviere as gevolg van die aanvanklike leegmaak van riviere en peri- PLANTE STROME odieke vrystelling van water uit die dam • Vermeerdering van slik in damme Oppervlak aﬂoopwater • Verandering van temperatuur van water in die dam as gevolg van groot oppervlakte Water vloei oor die oppervlakte • Vis migrasie voorkom • Damme voorsien water vir landbougebruik van die grond GROND Oppervlak en grond water • Damme produseer water vir gebruik in huishoudings en verskeie industriële prosesse • Produksie van hidro-elektrisiteit Perkolasie Water ﬁltreer deur die grond en Ekonomiese invloed versamel in ondergrondse • Koopkoste van private grond om die dam te bou • Koste van die bou van die dam strome en damme • Koste van die koop van elektrisiteit (energie) om die dam te loop Volg ons op Instagram: @science.clinic Besoek www.scienceclinic.co.za om gratis SmartPrep opsommings af te laai, of om by interaktiewe aanlyn Wiskunde en Wetenskap klasse aan te sluit. Bl. 49

SCIENCECLINIC_SMARTPREP_GR10_DBE_AFR_2023_V3.1.pdf

Recommended for this subject

MATHSCLINIC_SMARTPREP_GR10_ENG_2023_V2.1.pdf

MATHSCLINIC_SMARTPREP_GR10_AFR_2023_V2.1_1.pdf

SCIENCECLINIC_SMARTPREP_GR10_DBE_ENG_2023_V4.1.pdf