CHEMIE OP WEG MET 2nuleren.be/ebooks/op_weg_met_chemie.pdf · CHEMIE 2 OP WEG MET Leerwerkboek 1uur...

A. Capon • J. Jansen • M. Meeus • E. Onkelinx • N. Rotty • G. Speelmans • A. Surings • A. Vangerven

2CHEMIEOP WEG MET

Leerwerkboek 1uur scheikunde

Op weg met chemie is de naam van de nieuwste boekenreeks voor het vak chemie

van uitgeverij Plantyn. Op weg met chemie stelt de gebruiksvriendelijkheid voor de

leerkracht en leerling voorop. Door alles te bundelen in 1 overzichtelijk, duidelijk

gestructureerd leerwerkboek in vierkleurendruk zorgt Op weg met chemie ervoor

dat de leerstof chemie makkelijker aan te leren en te leren is en dit via een kant-en-

klare, chronologische lesopbouw. Het leerwerkboek bevat alle theorie en oefeningen.

Daarnaast wordt een ruim aanbod interactieve oefeningen online aangeboden via

www.knooppunt.net.

ISBN 978-90-301-9551-1

9 7 8 90 3 0 1 9 5 5 1 1

OWCH21W_cover.indd 1 14-01-2009 15:04:48

Inhoud

1 Hoe worden samengestelde stoffen geordend, voorgesteld en benoemd? 10

1.1 Anorganische en organische stoffen 11

1.1.1 Anorganische of minerale stoffen 12

1.1.2 Organische stoffen of koolstofverbindingen 13

Intermezzo 1: oxidatiegetal Intermezzo 2: het opstellen van een

brutoformule An Bm met behulp van oxidatiegetallen

1.1.3 Stofklassen / Karakteristieke groep 16

1.2 Anorganische stofklassen 16

1.2.1 Oxiden 16

1.2.2 Hydroxiden 17

1.2.3 Zuren 17

1.2.4 Zouten 19

Oefenen en testen 20

1.3 Organische stofklassen 22

1.3.1 Waarom zijn er miljoenen organische stoffen? 22

1.3.2 Alkanen 24


Samenvatting 26

Leesstukje: Veilig doelgericht stockeren van stoffen 28

2 Een chemische kijk op anorganische stoffen 34

2.1 Samenhang tussen stofklassen 34

2.2 Omzettingen tussen stofklassen 35

2.2.1 Verbranding van metalen 35

2.2.2 Bereiding van hydroxiden 35

2.2.3 Bereiding van niet-metaaloxiden 36

2.2.4 Bereiding van ternaire zuren 36

2.2.5 Bereiding van zouten uit de enkelvoudige stoffen 36

2.2.6 Bereiding van zouten uit de oxiden 36

2.2.7 Bereiding van een zout uit een hydroxide en een zuur 37

Intermezzo: aantonen van een zuur of een hydroxide 37

Labo 38


Samenvatting 45

Leesstukje : Op zoek naar minerale grondstoffen en edelstenen 46

3 Een chemische kijk op organische stoffen 52

3.1 Alkanen 52

3.1.1 Voorkomen in de natuur 53

3.1.2 Eigenschappen 53

3.1.3 Toepassingen 55

3.2 Aardolie 55


Samenvatting 57

Leesstukje: Van stoffen met ‘levenskracht’ tot ‘kunststoffen’ 58

4 Water, een uitzonderlijke stof! 62

4.1 Water, een stof met opvallende eigenschappen 62

4.2 Polaire en apolaire stoffen 63

4.3 Dipoolmoleculen 64

4.4 Wat gebeurt er als je stoffen in water brengt? 65

4.4.1 Elektrische geleiding: elektrolyten en niet-elektrolyten 66

4.4.2 Het oplossen van ionverbindingen in water (elektrolyten) 67

3

OWMC2_FM 01-08.indd 3OWMC2_FM 01-08.indd 3 6/3/09 11:33:28 AM6/3/09 11:33:28 AM

4.4.3 Het oplossen van covalente verbindingen in water 68

– Apolair covalente verbindingen 68

– Polair covalente verbindingen (elektrolyten / niet-elektrolyten) 69


Samenvatting 72

Leesstukje: Water, plat of bruisend, hard of zacht? 74

5 Hoeveel opgeloste stof bevat een waterige oplossing? 80

5.1 Concentratie 81

5.1.1 Massaconcentratie 82

5.1.2 Molaire concentratie 82

5.2 Berekeningen met concentratie en stofhoeveelheid 83

5.2.1 Berekenen van de concentratie van een oplossing 83

5.2.2 Bereiden van oplossingen met een bepaalde concentratie 84

Labo 85


Samenvatting 89

Leesstukje: Elke stof kan giftig zijn! 90

6 Samenvoeging van elektrolytoplossingen met vorming van een neerslag 98

Intermezzo: Samenvoegen van elektrolytoplossingen 98

6.1 Vorming van een neerslag bij het samenvoegen van elektrolytoplossingen 99

6.1.1 Voorbeeld 99

6.1.2 Werkwijze 101

6.2 Andere voorbeelden van neerslagreacties 102

6.2.1 Het samenvoegen van een koperdinitraatoplossing met een kaliumhydroxide-oplossing 102

6.2.2 Het samenvoegen van een magnesiumdijodideoplossing met een trinatriumfosfaatoplossing 102

6.3 Toepassingen van neerslagreacties 103

6.3.1 Bereiden van slecht oplosbare verbindingen 103

6.3.2 Kwalitatieve analyse van bepaalde ionsoorten in een waterige oplossing 103

6.3.3 Bepaalde ionen afzonderen uit een oplossing 104

Labo 105


Samenvatting 110

Leesstukje: Chemie in het leven van elke dag 111

7 Samenvoeging van elektrolytoplossingen met vorming van een gas 116

7.1 Vorming van een gas bij het samenvoegen van elektrolytoplossingen 117

7.1.1 Voorbeeld van een gasvormingsreactie 117

7.1.2 Voorbeeld 2: vorming van CO2 118

7.2 Toepassingen van gasvormingsreacties 119

Labo 120


Samenvatting 122

Leesstukje: Eén atoom meer of minder, wat maakt het uit? 123

8 Samenvoeging van elektrolytoplossingen met vorming van water: zuur-basereacties 132

8.1 Geleidbaarheidsonderzoek bij het samenvoegen van een zuur- en een hydroxideoplossing 133

8.2 Samenvoegen van een NaOH-oplossing met een H2SO4-oplossing 135

8.3 De zuurgraad van een waterige oplossing (pH-waarde) 135

8.4 Toepassingen van neutralisatiereacties 137

Labo 137


Samenvatting 141

Overzichtschema: Samenvoeging van elektrolytoplossingen 00

Leesstukje: Van zouten, vitriool en logen tot zuren en basen 143

4


5

9 Verbrandingsreacties, een vorm van oxidatie en reductie 150

9.1 Wat is een verbranding? 150

9.1.1 Brandbare stof 151

9.1.2 Dizuurstof (O2) 151

9.1.3 Gevormde oxiden 153

9.1.4 Energie-aspect van een verbranding 155

9.1.5 Reactie-omstandigheden 155

9.2 Een verbranding, tevens een oxidatie en een reductie 156

9.3 Een redoxreactie, ook mogelijk zonder O2? 158

9.4 Het opstellen van redoxreactievergelijkingen 159

9.4.1 Roosten van ZnS 160

9.4.2 Reactie tussen aluminium en diijzertrioxide (thermietreactie) 160

Labo 161


Samenvatting 166

Leesstukje: Branden, verbranden: van lucifervlammetje tot verbrandingsoven 168

ADDENDA Veilig werken in het schoollaboratorium 174

Register 00

Periodiek systeem van de elementen 179


6

Chemie is overal


Zoals je reeds weet is chemie de wetenschap die bestudeert hoe atomen en moleculen zich ordenen tot stoffen met een bepaald uitzicht en bepaalde eigenschappen. Vorig jaar heb je vooral geleerd hoe uit stoffenmengsels zuivere stoffen kunnen verkregen worden door een juiste scheidingstechniek te kiezen. Je hebt ook vastgesteld dat de zuivere stoffen worden ingedeeld in enkelvoudige en samenge-stelde stoffen, naargelang hun moleculen atomen van één of meerdere atoomsoorten bevatten.

Zeer belangrijk was het inzicht dat alle stoffen rondom jou zijn opgebouwd uit atomen. In het Periodiek Systeem van de Chemische Elementen zijn alle tot nog toe gekende atoomsoorten geordend in groepen en perioden in relatie tot hun elektronenstructuur. Je leerde hoe atomen zich door interactie tussen hun elektronenmantels aan elkaar kunnen binden en zich zo verenigen tot grote roosters van atomen, ionen of moleculen. Naargelang hun bindingstype (atoombindingen, ionbindingen of metaalbindingen) zullen stoffen verschillende eigenschappen vertonen en zich ook onderling anders gedragen.

Je weet ook reeds dat een chemische reactie in feite niets anders is dan een herschikking van atomen tot andere stabiele combinaties. Chemische reacties gaan ook steeds gepaard met een energieomzet-ting: hetzij een verbruik (endo-energetische reactie) of een productie (exo-energetische reactie) van energie.

Bij chemische reacties is het vooral belangrijk te weten hoeveel van elke soort reagerende moleculen met elkaar kunnen en moeten reageren om een bepaalde hoeveelheid reactieproduct te leveren. Dus niet zozeer de massa’s of volumes van reagentia zijn erg belangrijk, maar wel het aantal deeltjes. Chemici tellen deze aantallen in een aangepaste eenheid: de “mol”, waarbij 1 mol overeenstemt met 6,023.1023 deeltjes. Dit leerjaar verneem je meer over enkele belangrijke soorten chemische reacties.Daartoe moet je ook een idee verwerven over de ordening van de stoffen in stofklassen en hun typische eigenschappen. Met belangrijke enkelvoudige stoffen heb je vorig jaar reeds kennisgemaakt. Nu ver-neem je meer over belangrijke anorganische en organische stofklassen. Je zult ook grondiger kennis maken met de wonderlijke eigenschappen van de stof “water”.Het is namelijk zo dat vele chemische reacties slechts kunnen plaatsgrijpen in aanwezigheid van water. Daarbij ontstaan allerlei opgeloste stoffen, neerslagen van vaste kristallijne stoffen en gassen. Soms worden er ook nieuwe watermoleculen gevormd. Ook de verbrandingsreactie wordt grondiger bestu-deerd en in relatie gebracht met de meer universele begrippen van oxidatie en reductie.

Je zal merken dat talrijke ogenschijnlijk verschillende stofomzettingen in feite te verklaren zijn door enkele eenvoudige chemische principes zoals ionverbindingsreacties en reacties met overdracht van elektronen tussen de reagerende deeltjes.Om dit beter begrijpbaar te maken en eenvoudig voor te stellen hebben de chemici daartoe een speci-fi eke symbolentaal ontwikkeld. De basis daarvan heb je reeds vorig jaar geleerd. Dit leerjaar wordt die symbolentaal verder ontwikkeld naargelang je nieuwe stofklassen en reactiesoorten leert kennen.

Een chemicus bestudeert de samenstelling, de eigenschappen en de omzettingen van stoffen.

Je leeft in een dagdagelijkse wereld van stoffen en chemische reacties!

7

Chemie in actie!


9

Hoe worden samen-gestelde stoffen geordend, voorge-steld en benoemd?Hoofdstuk 1

1. HO

E WO

RDEN

SA

MEN

GESTELD

E STO

FFEN

GEO

RDEN

D, V

OO

RG-

ESTELD EN

BENO

EMD

?

OWCH21W 9-32.indd 9OWCH21W 9-32.indd 9 6/3/09 4:23:25 PM6/3/09 4:23:25 PM

10 | 1 Hoe worden samengestelde stoffen geordend, voorgesteld en benoemd?

1 Hoe worden samengestelde stoffen geordend, voorgesteld en benoemd?

Bekijk en bedenk

Welke stoffen herken je in één oogwenk?

Zouden alle afgebeelde stoffen tot eenzelfde grote categorie behoren?

Ken je typische stofeigenschappen van deze stoffen?

Weet je waar deze stoffen in de natuur of in het dagelijks leven voorkomen?

Weet je nog hoe we samengestelde stoffen onderscheiden van enkelvoudige?

1 Methanol 2 Kwartsgesteente 3 Kaars 4 Suiker

5 Propaangas 6 Asprine 7 Soda (of bakpoeder) 8 Ontstopper

1. H

OE

WO

RDEN

SA

MEN

GES

TELD

E ST

OFF

EN

GEO

RDEN

D, V

OO

RG-

ESTE

LD E

N B

ENO

EMD

?


1 Hoe worden samengestelde stoffen geordend, | 11voorgesteld en benoemd?

Bekijk aandachtig de bijhorende formules. Enig idee welke twee grote onderverdelingen je kan maken bij de samengestelde stoffen?

Leer de chemie

1.1 Anorganische en organische stoffen

Je kunt samengestelde stoffen indelen volgens

• het uitzicht bv. de aggregatietoestand, de kleur, de kristalstructuur, …

• typische eigenschappen bv. giftig, brandbaar, zuur, ...

• de toepassing en het gebruik bv. geneesmiddelen, kunststoffen, detergenten, kleurstoffen, ...

Acetylsalicylzuur

C6H

4(CO

2CH

3)COOH NaHCO

3

CH3OH SiO

2 CxH

2x+2C

12H

22O

12

C4H

10NaOH

1. HO

E WO

RDEN

SA

MEN

GESTELD

E STO

FFEN

GEO

RDEN

D, V

OO

RG-

ESTELD EN

BENO

EMD

?



Zoals vorig jaar reeds besproken, delen chemici stoffen in op basis van hun chemische samen-

stelling. Enkelvoudige stoffen zijn steeds anorganische stoffen.Samengestelde stoffen kunnen onderverdeeld worden in: – anorganische stoffen (minerale verbindingen):– organische stoffen (koolstofverbindingen):Vorig schooljaar heb je reeds de eigenschappen van enkele enkelvoudige stoffen bestudeerd. In dit hoofdstuk worden alleen de samengestelde stoffen behandeld.

1.1.1 Anorganische stoffen of minerale stoffen

• Deze stoffen komen meestal (maar niet uitsluitend) voor in de dode natuur (bodem, water, lucht).• Van deze stoffen vind je zowel ionverbindingen, covalente verbindingen of metalen.• De moleculen van deze stoffen zijn meestal relatief klein en opgebouwd uit atomen van alle

elementen in het P.S.E.

Voorbeelden:

• Lucht bevat 78% stikstofgas (N2), 21% zuurstofgas (O2) en o.a. een hoeveelheid waterdamp (H2O) en koolstofdioxide (CO2).

• Zeewater bevat zouten als bv. keukenzout (NaCl) en calciumdichloride (CaCl2).

• In aardlagen en gesteenten komen vele soorten mi-nerale verbindingen voor. Er zijn ongeveer 3000 ver-schillende mineralen bekend, maar het grootste gedeelte van de aardkorst bestaat uit ongeveer 40 mineralen o.a. kwarts en calciet.

Vele mineralen hebben een eenvoudige samenstelling, andere een meer complexe. Voorbeelden: kwarts (SiO2),

Mengsels

Zuivere stoffen

Enkelvoudige stoffen Samengestelde stoffen

Brutoformule

ExE’yE’’z

H2O CO2 CaONaCl, BaBr2

H2SO4

Brutoformule

Ex

H2 O3 P4 S8Mg K Fe Cu He

Mineralen

1. H

OE

WO

RDEN

SA

MEN

GES

TELD

E ST

OFF

EN

GEO

RDEN

D, V

OO

RG-

ESTE

LD E

N B

ENO

EMD

?



zinkblende (ZnS), loodglans (PbS), cupriet (Cu2O), hematiet (Fe2O3), calciet (krijt, marmer, aragoniet: alle CaCO3), bariet (BaSO4 ).

1.1.2 Organische verbindingen of koolstofverbindingen

• Deze stoffen komen voor in de levende natuur maar kunnen ook synthetisch bereid worden (bv. geneesmiddelen, kunststoffen).

• De moleculen van deze stoffen zijn opgebouwd uit atomen van slechts een beperkt aantal elementen waaronder altijd C en meestal H, vaak O, soms N, S, F, Cl, Br ...

• De grootte van de moleculen in de koolstofchemie gaat van klein (enkele atomen) tot zeer groot (duizenden atomen). Je treft hier hoofdzakelijk covalente verbindingen aan.

Voorbeelden:

• Methaan (aardgas, mijngas of moerasgas, CH4), propaan (C3H8 of CH3 CH2 CH3)

• Alcohol: bv. ethanol (drankalcohol, C2H6O of CH3 CH2OH)

• Azijnzuur (in azijn, C2H4O2 of CH3 COOH)

• Vetten, plantaardige oliën: bv. oliezuur (9-octadeceenzuur, C18H34O2)

• Suikers: bv. glucose (druivensuiker, C6H12O6)

• Talrijke koolstofverbindingen kunnen ook synthetisch worden bereid, o.a. – kunststoffen als polyvinylchloride (PVC, (CH2 CHCl)n )– vitaminen: bv. vitamine C (ascorbinezuur, C6H8O6)– geneesmiddelen, kleurstoffen, lijmen....

Merk op: Een bepaalde stof, zowel organisch als anrganisch die in een labo of industrieel is

bereid, is volledig identiek aan de stof die je eventueel aantreft in de levende of dode

natuur.

Bv. ethanol (alcohol), vervaardigd uit aardolie is precies dezelfde stof als de ethanol die je in bier of

wijn aantreft.

1 Brandend aardgas 2 Olie 3 Azijn 4 Pintje bier

5 Tennisracket 6 Geneesmiddel 7 Lijm

1. HO

E WO

RDEN

SA

MEN

GESTELD

E STO

FFEN

GEO

RDEN

D, V

OO

RG-

ESTELD EN

BENO

EMD

?



Intermezzo 1: oxidatiegetal

Om op een snelle wijze de brutoformule van een verbinding te kunnen opstellen, maak je gebruik van het oxidatiegetal (soms ook wel oxidatietrap genoemd) van de betrokken atomen. Het oxidatiegetal wordt voorgesteld door OG.Het oxidatiegetal van een gebonden atoom is de lading die het draagt. Deze lading kan reëel zijn (ionen) of denkbeeldig.

• Het oxidatiegetal wordt weergegeoen door een Romeins cijfer, voorafgegaan door een � of � teken.

• Bij een ionbinding komt het OG overeen met de lading van het ion. bv. natriumchloride, NaCl Na1�Cl1�

OG(Na) � �I OG(Cl) � �I

• Bij een covalente binding is het OG de lading die het atoom krijgt als het bindend doublet zou verschoven zijn naar het atoom met de hoogste EN-waarde*. Concreet betekent dit dat het atoom met de grootste EN-waarde een negatief OG zal krijgen, het atoom met de kleinste EN-waarde een positief OG. bv. waterstofchloride, HCl H-Cl EN-waarde H 2,1 Cl 3,0 OG(H) � �I OG(Cl) � �I

Het oxidatiegetal van de meeste elementen varieert tussen welbepaalde extreme waarden. Deze waarden hangen af van het aantal valentie-elektronen (het groepsnummer in het P.S.E. met korte perioden).

• Het hoogste positieve oxidatiegetal is steeds gelijk aan het groepsnummer.

• Het laagste negatieve oxidatiegetal is steeds gelijk aan het groepsnummer min acht.

P.S.E. met lange perioden 1 2 13 14 15 16 17

Groepsnummer (P.S.E. met korte perioden)

I II III IV V VI VII

Hoogste positieve OG �I �II �III �IV �V �VI �VII

Laagste negatieve OG bestaat niet �IV �III �II �I

Intermezzo 2: het opstellen van een brutoformule AnB

m met behulp van oxidatiegetallen

Methode:

• A en B stellen een atoom of een atoomgroep voor, n en m de indices.

• De indices (n en m) krijgen de volgende benamingen: 1 � mono, 2 � di, 3 � tri, 4 � tetra, 5 � penta, 6 � hexa, 7 � hepta, 8 � octa, 9 � nona, 10 � deca.

• Het atoom met de kleinste EN-waarde krijgt een positief OG. Dit atoom wordt meestal links ge-schreven in de brutoformule.Het atoom met de grootste EN-waarde krijgt een negatief OG (meestal rechts geschreven in de brutoformule).

1. H

OE

WO

RDEN

SA

MEN

GES

TELD

E ST

OFF

EN

GEO

RDEN

D, V

OO

RG-

ESTE

LD E

N B

ENO

EMD

?



• Het totale oxidatiegetal van een atoomgroep (�OG) is gelijk aan de som van de oxidatiegetallen van de samenstellende atomen.– In een molecule is �OG van de samenstellende atomen gelijk aan nul.– In een polyatomisch ion (ion, samengesteld uit meerdere atomen, bv. NO3

1�) is �OG van de samenstellende atomen gelijk aan de lading van het polyatomisch ion. Je vindt de waarde van het totale oxidatiegetal van een atoomgroep terug in onderstaande tabel.

• Belangrijkste elementen en atoomgroep met hun positieve oxidatiegetallen

Symbool OG Symbool OG Symbool OG Symbool OG

H �I Mg �II Cu �I,�II C �II,�IV

Li �I Ca �II Hg �I,�II P �III,�V

Na �I Ba �II Fe �II,�III N �I,�II,�III,�IV,�V

K �I Al �III Pb �II,�IV S �IV,�VI

NH4 �I Zn �II Au �III Cl �I,�III,�V,�VII

Ag �I

• Belangrijkste elementen (en atoomgroepen) met hun negatief oxidatiegetal (zie verder bij de stofklassen)

Element OG Atoomgroep oOG Atoomgroep oOG

F �I NO3 �I SO4 �II

Cl �I ClO3 �I CO3 �II

Br �I BrO3 �I PO4 �III

I �I IO3 �I

O �II OH �I

S �II

Voorbeelden:

Binaire verbindingen Ternaire verbindingen

Verbinding tussen C en O Mg en S Ca en SO4

Al en ClO3

EN-waarde 2.5 3.5 1.2 2.5

Teken van OG � � � � � � � �

Groepsnummer IV VI II VI II geen III geen

Waarde van OG �IV �II �II �II �II �II �III �I

Aantalverhouding 1 2 1 1 1 1 1 3

Brutoformule CO2

MgS CaSO4

Al(ClO3)

3

* In het P.S.E. vind je voor elk element de overeenstemmende EN-waarde (elektronegatieve waarde). Dit getal (tussen 0,7 en 4,0 ) is een maat voor de aantrekkingskracht die een atoom van dit element uitoefent op een vreemd elektron.

1. HO

E WO

RDEN

SA

MEN

GESTELD

E STO

FFEN

GEO

RDEN

D, V

OO

RG-

ESTELD EN

BENO

EMD

?



1.1.3 Stofklassen/Karakteristieke groep

Anorganische en organische samengestelde stoffen worden verder onderverdeeld in meerdere stofklassen.

Een stofklasse bevat stoffen met analoge chemische (en vaak ook fysische) eigenschappen. Deze over-eenkomst in eigenschappen wordt verklaard door een analoge chemische structuur: namelijk de aanwezigheid van één of meer, op een welbepaalde wijze gebonden atomen in de moleculen van deze stoffen.Dit gemeenschappelijk onderdeel in de moleculen van deze stoffen wordt karakteristieke of functio-

nele groep genoemd.Zo onderscheiden we in de anorganische chemie oxiden, zuren, hydroxiden en zouten. In de organische chemie zijn er meerdere stofklassen, maar hier beperken we ons tot de stofklasse van de alkanen.In dit hoofdstuk bestudeer je de structuur en de naamgeving. De chemische eigenschappen en de samenhang tussen de verschillende stofklassen vind je in de volgende hoofdstukken.

1.2 Anorganische stofklassen

1.2.1 Oxiden

Voorbeelden

CaO: calciumoxide SO2: zwaveldioxideK2O: dikaliumoxide N2O5: distikstofpentaoxide

Oxiden zijn binaire verbindingen van een metaal of

een niet-metaal met zuurstof (O).

Karakteristieke groep: is zuurstof.

Algemene formule Naamvorming

MnOm metaaloxide (n)-naam van het metaal � (m)-oxide

(nM)nOm niet-metaaloxide (n)-naam van het niet-metaal � (m)-oxide

Opstellen van brutoformules met behulp van oxidatiegetallen

Verbinding tussen OG Aantalverhouding (indices)

Brutoformule Naam

1 Ca �II 1CaO calciumoxide

O �II 1

2 Na �I 2Na2O dinatriumoxide

O �II 1

3 Al �III 2Al2O3 dialuminiumtrioxide

O �II 3

4 N �V 2N2O5 distikstofpentaoxide

O �II 5

5 Cl �VII 2Cl2O7 dichloorheptaoxide

O �II 7

6 N �III 2N2O3 distikstoftrioxide

O �II 3

Rozijnen worden behandeld met zwaveldioxide voor lange bewaring

1. H

OE

WO

RDEN

SA

MEN

GES

TELD

E ST

OFF

EN

GEO

RDEN

D, V

OO

RG-

ESTE

LD E

N B

ENO

EMD

?



1.2.2 Hydroxiden

Voorbeelden

KOH: kaliumhydroxide Al(OH)3: aluminiumtrihydroxideBa(OH)2: bariumdihydroxide Pb(OH)4: loodtetrahydroxide

Hydroxiden zijn verbindingen van een metaal met een hydroxide-groep (OH).

Karakteristieke groep is de hydroxide-groep.


M(OH)m

: metaalhydroxide naam van het metaal � (m)-hydroxide

Hydroxiden vertonen base-eigenschappen. Daarom worden hydroxiden ook basen genoemd.Opstellen van brutoformules met behulp van oxidatiegetallen

Het totale oxidatiegetal van de OH-groep is �I (som van �II (O) en �I (H)). Het aantal OH-groepen in de brutoformule wordt dus bepaald door het oxidatiegetal van het metaal.

Verbinding tussen OG Aantalverhouding (indices)

Brutoformule Naam

1 Na �I 1NaOH natriumhydroxide

OH �I 1

2 Ca �II 1Ca(OH)2 calciumdihydroxide

OH �I 2

3 Fe �III 1Fe(OH)3 ijzertrihydroxide

OH �I 3

4 Fe �II 1Fe(OH)2 ijzerdihydroxide

OH �I 2

1.2.3 Zuren

Voorbeelden

HCl: waterstofchloride H2SO4: diwaterstofsulfaatH2S: diwaterstofsulfi de HNO3: waterstofnitraat

Zuren zijn verbindingen van waterstof (H) met een zuurrest (Z).

De karakteristieke groep is waterstof.


HnZ (n) � waterstof � naam

van de zuurrestgroep

Een autobatterij bevat zwavelzuur

1. HO

E WO

RDEN

SA

MEN

GESTELD

E STO

FFEN

GEO

RDEN

D, V

OO

RG-

ESTELD EN

BENO

EMD

?



Chemici maken een onderscheid tussen binaire zuren en ternaire zuren.

Binaire zuren Ternaire zuren (oxozuren)

De zuurrest (Z) is een niet-metaal. Z is een atoomgroep bestaande uit een niet-metaal (uitgezonderd O en F) en enkele zuurstofatomen.

Algemene formule Algemene formule

Hn(nM) Hn(nM)Op

Naamvorming Naamvorming

(n) � waterstof � verkorte (verlatijnste) naam van het niet-metaal � IDE

(n) � waterstof � verkorte (verlatijnste) naam van het niet-metaal � AAT

Voorbeeld Voorbeeld

HCl waterstofchloride H2SO4 diwaterstofsulfaat


Verbinding tussen

OG Aantalverhouding (indices)

Brutoformule Naam

1 H �I 1HF waterstoffl uoride

F �I 1

2 H �I 1HCl waterstofchloride

Cl � I 1

3 H �I 1HI waterstofjodide

I �I 1

4 H �I 2H2S diwaterstofsulfi de

S �II 1

5 H �I 2H2CO3 diwaterstofcarbonaat

CO3 �II 1

6 H �I 2H2SO4 diwaterstofsulfaat

SO4 �II 1

7 H �I 1HNO3 waterstofnitraat

NO3 �I 1

8 H �I 3H3PO4 triwaterstoffosfaat

PO4 �III 1

9 H �I 1HClO3 waterstofchloraat

ClO3 �I 1

* Opmerking: De uitgang –AAT wordt in de naam van ternaire zuren gebruikt als het oxidatiegetal van het niet-metaal maximaal is (d.w.z. OG = groepsnummer). Ternaire zuren met Cl, Br en I vormen hierop een uitzondering.

1. H

OE

WO

RDEN

SA

MEN

GES

TELD

E ST

OFF

EN

GEO

RDEN

D, V

OO

RG-

ESTE

LD E

N B

ENO

EMD

?



1.2.4 Zouten

Voorbeelden

NaCl: natriumchloride Al2(CO3)3: dialuminiumtricarbonaatLi2S: dilithiumsulfi de Pb(NO3)4: loodtetranitraatFeSO4 : ijzer(II) sulfaat

Zouten zijn verbindingen van een metaal met een zuurrest. Zouten hebben dus geen specifi eke

karakteristieke groep.


MnZ

m(n) � naam van het metaal � (m) � naam van de zuurrest


Verbinding tussen

OG Aantalverhouding (indices)

Brutoformule Naam

1 Ba �II 1BaCl2 bariumdichloride

Cl �I 2

2 Al �III 2Al2S3 dialuminiumtrisulfi de

S �II 3

3 Mg �II 3Mg3(PO4)2 trimagnesiumdifosfaat

PO4 �III 2

4 Na �I 2Na2CO3 dinatriumcarbonaat

CO3 �II 1

5 Fe �III 1Fe(IO3)3 ijzertrijodaat

IO3 �I 3

6 Zn �II 1ZnSO4 zinksulfaat

SO4 �II 1

7 Ag �I 1AgNO3 zilvernitraat

NO3 �I 1

NaCl en CaCl2 zijn veelgebruikte strooizoutenAntimosproducten bevatten meestal ijzersulfaat ( FeSO4)

1. HO

E WO

RDEN

SA

MEN

GESTELD

E STO

FFEN

GEO

RDEN

D, V

OO

RG-

ESTELD EN

BENO

EMD

?



Oefenen en testen1 Vervolledig de volgende brutoformules met behulp van de juiste indices. Eventueel moet je

haakjes toevoegen.

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Ag2 O Al O C* O Li O Mg F Na O N# O N* O Pb* O

Al2 S3 Ca Br Ca S H IO3 Li NO3 Mg Br Hg* S Na S Pb# S

AlPO4 Ba ClO3 CaCO3 HNO3 H PO4 Li CO3 Li BrO3 Na CO3 Na SO4

*: maximaal oxidatiegetal #: minimaal oxidatiegetal

2 Noteer de passende brutoformules.

0 dilithiumsulfi de Li2S 5 tribariumdifosfaat

1 dialuminiumtrioxide 6 calciumdibromaat

2 koolstofmono-oxide 7 dikwiksulfaat

3 dizilversulfaat 8 waterstofnitraat

4 magnesiumdihydroxide 9 triwaterstoffosfaat

3 Noteer de passende brutoformules. Maak gebruik van het OG!

1

nitraat

2

carbonaat

3

hydroxide

4

chloraat

5

fosfaat

6

oxide

0 K KNO3 K2CO3 KOH KClO3 K3PO4 K2O

1 Mg

2 Al

3 Na

4 Noteer de brutoformule van de volgende verbindingen. Maak waar nodig gebruik van het maxi-maal oxidatiegetal.

0

lithium

1

aluminium

2

zink

3

waterstof

4

ijzer

oxide Li2O

5 natrium 6 koper 7 kwik 8 aluminium 9 zilver

hydroxide van

1. H

OE

WO

RDEN

SA

MEN

GES

TELD

E ST

OFF

EN

GEO

RDEN

D, V

OO

RG-

ESTE

LD E

N B

ENO

EMD

?



5 Noteer het chemisch symbool en oxidatiegetal van de atomen en/of atoomgroepen (A en B) in vol-gende verbindingen.

aluminiumtri-

bromide

bariumdichlo-

ride

calciumcarbo-

naat

koperdifl uoride ijzerdijodide

A AlOG �IIIB BrOG �I

waterstofnitraat dikaliumoxide trinatriumfos-

faat

magnesiumdi-

hydroxide

loodsulfaat

A

OG

B

OG

6 Noteer de juiste brutoformule en de juiste systematische naam van de volgende verbindingen. Maak gebruik van het OG!

A B Brutoformule AnB

mSystematische naam

0 Ba Cl BaCl2 bariumdichloride

1 Al CO3

2 Mg NO3

3 Cu* OH

4 Pb* PO4

5 Li SO4

6 Fe* BrO3

*: maximaal oxidatiegetal

7 Vervolledig onderstaande tabel.

Nr. A OG(A) B OG(B) Brutoformule AnB

mSystematische naam

0 Ba �II ClO3 �I Ba(ClO3)2 bariumdichloraat

1 Li IO3

2 H SO4

3 Al BrO3

4 Na Br

5 Ag IO3

6 Pb* ClO3

7 Zn I

8 Cu# PO4

9 Cu* IO3

10 Fe# PO4

*: maximaal oxidatiegetal #: minimaal oxidatiegetal

1. HO

E WO

RDEN

SA

MEN

GESTELD

E STO

FFEN

GEO

RDEN

D, V

OO

RG-

ESTELD EN

BENO

EMD

?



1.3 Organische stofklassen

1.3.1 Waarom zijn er miljoenen organische stoffen?

Ondanks het geringe aantal verschillende atoomsoorten die voorkomen in organische verbindingen bestaan er miljoenen organische stoffen.Deze enorme verscheidenheid aan mogelijke koolstofverbindingen is toe te schrijven aan drie factoren.

• Het vermogen om ketens te vormen tussen C-atomen onderling. Deze ketens kunnen open of gesloten (ringstructuren) zijn, vertakt of niet vertakt.

• Het voorkomen van enkelvoudige, dubbele of drievoudige bindingen tussen de C-atomen onderling. Zowel C C, C C, als C�C kunnen voorkomen.

(1-buteen)

HC

H

H

C

H

H

CC

HH

H

(2-butyn)

HC

H

H

CCC

H

H

H

• de verschillende bindingsmogelijkheden tussen het C-atoom en heteroatomen als O, N, S, P, F, Cl, Br, I... (bv. C O H, C O C, C O ... ). Elke verschillende bindingswijze geeft aanleiding tot de vorming van een andere verbindingsklassen (stofklassen).

(ethanol, alcohol)

HOC

H

H

C

H

H

H

(ethanal)

CC

H

H

H

H

O

(methoxymethaan)

C

CC

C

CC

HHH

H

HH

H H

HH

HH

(cyclohexaan)

HC

H CCC

C

HH

H

H

H H H

HH

H

(dimethylpropaan)

HC

H

HC

H

HC

H

HC

H

HC

H

H

H

(pentaan)

H

H C

H

O C H

H

H

1. H

OE

WO

RDEN

SA

MEN

GES

TELD

E ST

OFF

EN

GEO

RDEN

D, V

OO

RG-

ESTE

LD E

N B

ENO

EMD

?



Voorbeelden

Brutoformule Naam en structuurformule

C5H12 n-pentaan

HC

H

HC

H

HC

H

HC

H

HC

H

H

H

methylbutaan

HC

H

HC

H

HC

H

CC

H

H

HH

HH

C6H12 cyclohexaan

C

CC

C

CC

HHH

H

HH

H H

HH

HH

1-hexeen

HC

H

HC

H

HC

H

HC

H

HC

H

C

H

H

2-hexeen

HC

H

H CH

H CH

H CH

CC

H

H

H

C2H6O methoxymethaan

OC

H H

C

H

H

H

H

ethanol

HOC

H

H

C

H

H

H

1. HO

E WO

RDEN

SA

MEN

GESTELD

E STO

FFEN

GEO

RDEN

D, V

OO

RG-

ESTELD EN

BENO

EMD

?



1.3.2 Alkanen

De eenvoudigste organische verbindingen zijn de koolwaterstoffen (KWS).De moleculen van deze verbindingen bevatten alleen C- en H-atomen.Een belangrijke deelgroep van de koolwaterstoffen zijn de alkanen. We beperken ons tot de niet-vertakte alkanen.

Bij de alkanen:• is elk C-atoom omringd door vier bindingspartners.• komen alleen enkelvoudige C-C-bindingen voor.Om deze reden noemt men de alkanen verzadigde koolwaterstoffen.

Aantal C-atomen

Brutoformule Structuurformule Eenvoudige structuurformule

Naam

1 CH4 H

C HH

H

CH4 methaan

2 C2H6 H

C HH

H

CH3 CH3 ethaan

3 C3H8

HC

H

H

C

H

H

C

H

H

H

CH3 CH2 CH3 propaan

4 C4H10

HC

H

H

C

H

H

C

H

H

C

H

H

H

CH3 CH2 CH2 CH3 butaan

5 C5H12 CH3 (CH2)3 CH3 pentaan

6 C6H14 CH3 (CH2)4 CH3 hexaan

7 C7H16 CH3 (CH2)5 CH3 heptaan

8 C8H18 CH3 (CH2)6 CH3 octaan

9 C9H20 CH3 (CH2)7 CH3 nonaan

10 C10H22 CH3 (CH2)8 CH3 decaan

1. H

OE

WO

RDEN

SA

MEN

GES

TELD

E ST

OFF

EN

GEO

RDEN

D, V

OO

RG-

ESTE

LD E

N B

ENO

EMD

?



Algemene brutoformule Naamvorming

CnH2n�2 Grieks telwoord (vanaf vijf koolstoffen) � AAN

Alkanen bevatten geen functionele groep.

Oefenen en testen1 Noteer de vereenvoudigde structuurformules.

0 propaan CH3CH

2CH

33 ethaan

1 methaan 4 pentaan

2 heptaan 5 hexaan

Aardolie, benzine en dieselolie : allemaal mengsels van alkanen

1. HO

E WO

RDEN

SA

MEN

GESTELD

E STO

FFEN

GEO

RDEN

D, V

OO

RG-

ESTELD EN

BENO

EMD

?



DoelJe leerde de indeling kennen van de samengestelde stoffen in:• anorganische stoffen met als stofklassen

– oxiden– hydroxiden– zuren– zouten

• organische stoffen (koolstofverbindingen) met een belangrijke stofklasse– alkanen

Het belangrijkste onthouden!

Anorganische stoffen Organische stoffen

• Komen voor in levenloze materie (gesteenten, mineralen, zee en atmosfeer) en kunnen ook synthetisch worden bereid

• Komen vooral voor in levende materie, kunnen ook synthetisch worden bereid.

• Zijn zowel ionverbindingen, covalente verbindingen als metaalverbindingen.

• Zijn hoofdzakelijk covalente verbindingen

• Hebben relatief kleine moleculen waarin atomen van bijna alle elementen kunnen voorkomen.

• Vormen kleine tot grote moleculen, opge-bouwd uit atomen van een beperkt aantal elementen : C, H en de heteroatomen O, S, N, P, halogenen (F, Cl, Br, I)

• Worden onderverdeeld in meerdere stofklassen, o.a. oxiden, hydroxiden, zuren en zouten.

• De miljoenen koolstofverbindingen worden onderverdeeld in meerdere stofklassen, o.a. alkanen.

SAMENVATTING1. H

OE

WO

RDEN

SA

MEN

GES

TELD

E ST

OFF

EN

GEO

RDEN

D, V

OO

RG-

ESTE

LD E

N B

ENO

EMD

?



Stofklassen van de anorganische stoffen

Naam

stofklasse

algemene

formule

Naamgeving Voorbeeld

AnB

m(n) � Naam van A � (m) naam van B

Metaaloxide MnO

m(n) � metaal � (m) oxide Al2O3

dialuminiumtrioxide

Niet-metaaloxide

(nM)nO

m(n) � niet-metaal � (m) oxide N2O5

distikstofpentaoxide

Hydroxide M(OH)m

metaal � (m) hydroxide Pb(OH)4

loodtetrahydroxide

ZurenBinaire zurenTernaire zuren

HnZ

HnMm(n)Hn(nMO)m

(n) �(n) �(n) �

waterstof waterstof �waterstof �

� (m)� (m)� (m)

zuurrest

niet-metaalIDEniet-metaalAAT

H2Sdiwaterstofsulfi deH3PO4

triwaterstoffosfaat

Zouten MZ (n) � metaal � (m) zuurrest CaBr2

calciumdibromideNa2CO3

dinatriumcarbonaat

Stofklasse van de organische stoffen

Naam stofklasse algemene

brutoformule

naamvorming voorbeeld

Alkanen CnH2n�2 Griekse telwoord – AAN C5H12 pentaan

Belangrijke begrippenalkanenanorganische stoffen / minerale stoffenbinaire verbindinghydroxidenkarakteristieke of functionele groepkoolstofverbindingen / organische stoffen koolwaterstoffen (KWS)

oxidatiegetal (positief OG / negatief OG)oxiden (metaaloxiden / niet-metaaloxiden)stofklassenternaire verbindingzoutenzuren (binaire / ternaire)zuurrest

1. HO

E WO

RDEN

SA

MEN

GESTELD

E STO

FFEN

GEO

RDEN

D, V

OO

RG-

ESTELD EN

BENO

EMD

?


Leesstukje 1


Veilig en doelgericht stockeren van stoffen We leven in een wereld van stoffen

We halen grondstoffen uit de natuur, die in allerlei chemische processen in laboratoria en fabrieken kunnen omgezet worden in

nieuwe stoffen.

Stoffen worden vervoerd langs de weg, over water of in de lucht. Ze worden opgeslagen in grote industriële opslagtanks, in allerlei

kleinere vervoerbare verpakkingen en soms uiteindelijk in handige gebruiksvriendelijke en veilige behouders, doosjes of fl esjes.

Op elk verwerkingsniveau worden stoffen geordend en volgens een bepaald systeem gestockeerd. Veiligheid speelt hierbij een zeer

belangrijke rol. Een goede etikettering informeert bondig over risico’s en gebruik van de stoffen. Gassen worden anders opgeslagen

dan vloeistoffen en vaste stoffen. Stoffen die met elkaar chemisch hevig kunnen reageren worden zo ver mogelijk van elkaar

gescheiden, zonodig in aparte opslagruimten. Vele stoffen moeten door hun verpakking afgeschermd worden van de buitenlucht, om

contact met luchtzuurstof of met andere stoffen in de omgeving te vermijden.

Naast veiligheid worden nog andere normen gebruikt om stoffen op een overzichtelijke wijze te bewaren. In een supermarkt

bijvoorbeeld vind je een allegaartje van producten: veiligheid, toepassingsgebied, reclame, en niet te vergeten, de gebruiksvriende-

lijkheid van de rangschikking, staan er centraal. Voedingswaren worden er gescheiden van drogisterijproducten zoals verven,

ontvlekkers, lijmen, verzorgingsproducten en van wasproducten, meststoffen en sproeimiddelen voor de tuin. Vleeswaren, vis en

verse zuivelproducten vergen bijzondere hygiënische zorg zoals een lage bewaartemperatuur uit voorzorg tegen voedselbederf.

1 2 3

4 5 6

1. H

OE

WO

RDEN

SA

MEN

GES

TELD

E ST

OFF

EN

GEO

RDEN

D, V

OO

RG-

ESTE

LD E

N B

ENO

EMD

?



Een blik in de apotheek

Ook een apotheker beheert dagelijks een duizendtal producten. Nochtans, als men een

voorschrift voor geneesmiddelen afgeeft dan valt het op dat de apotheker van dienst

onmiddellijk het voorgeschreven geneesmiddel vindt tussen de honderden geneesmid-

delen die zich in de kasten bevinden. Dit wijst er op dat geneesmiddelen niet zomaar

kris kras door elkaar bewaard worden maar dat daarbij bepaalde regels gehanteerd

worden die tot een goede en overzichtelijke ordening van de overvloed aan genees- en

verzorgingsmiddelen leiden.

Eerst en vooral zijn er wettelijke verplichtingen: bepaalde geneesmiddelen moeten achter

slot in een gifkast worden bewaard en andere niet. Er bestaan ook gifl ijsten. Deze

bevatten de namen van bepaalde grondstoffen voor farmaceutische bereidingen die zeer

voorzichtig moeten gebruikt kunnen worden om bepaalde zalven, poeders en crèmes op voorschrift van een geneesheer te bereiden.

Niet alle producten horen echter thuis in een gifkast. Die zal men bijvoorbeeld indelen in:

- vloeibare producten die via de mond moeten ingenomen worden ( bv. siropen)

- vloeibare producten die via een injectienaald in het lichaam moeten gebracht worden

- neus- en oordruppels

- vaste producten zoals tabletten

- zalven en oliën die via de huid in het lichaam dringen

- veterinaire producten voor huisdieren of voor veeteelt

Verdovende en stimulerende middelen moeten altijd gescheiden blijven van de overige geneesmiddelen.

Vele producten kunnen gewoon bewaard worden bij kamertemperatuur maar sommige vereisen toch een specifi ek temperatuursgebied voor

bewaring bv. tussen 2 °C en 8 °C in een ijskast of zelfs bij heel lage temperatuur in een diepvries.

Binnen de wettelijke normen en de specifi eke bewaarinstructies vanwege de geneesmiddelenproducenten kan elke apotheker een overzichtelijk

en gebruiksvriendelijk stockeersyteem uitwerken volgens zijn eigen inzichten. Sommigen verkiezen een alfabetische rangschikking op basis

van de handelsnamen. Anderen ordenen eerder volgens de aard van de actieve bestanddelen in de geneesmiddelen of volgens de wijze van

toediening aan patiënten.

Vroeger waren de apothekers ook verantwoordelijk voor de grondstoffen die ze gebruikten bij de bereiding van zalfjes, crèmes, siropen, ...

Er bestond een dienst die geregeld bij de apotheker langskwam om de zuiverheid en de kwaliteit van de gebruikte stoffen te controleren. De

identifi catiereacties en zuiverheidscontroles gebeurden meestal door kleurtests, smeltpuntbepalingen en door reacties waarbij gassen met een

specifi eke geur vrijkwamen. Tegenwoordig zijn de farmaceutische fi rma’s zelf verantwoordelijk voor de inhoud, de zuiverheid en de kwaliteit

van de geleverde producten. De apothekers voeren bijna geen chemische reacties meer uit. Bij de bereiding van zalven en crèmes vertrekt

men meestal van vetten en water. Na het toevoegen van een emulgator wordt het geheel apgewarmd tot ongeveer 60°C en vervolgens

verwerkt tot een zalf of crème.

Vele geneesmiddelen in tabletvorm hebben een specifi eke kleur of vorm. Hiervoor zijn verschillende redenen. Eerst en vooral psychologi-

sche: slaaptabletten bijvoorbeeld hebben meestal een blauwe of witte kleur maar nooit rood. Op heel wat tabletten staan ook fi guurtjes,

letters of soms cijfers. De reden hiervan is dat men de tabletten toxicologisch moet herkennen. Door de fi guurtjes op de tabletten weet men

tot welke grote groep van geneesmiddelen ze behoren. Zo kan men de tabletten identifi ceren zonder te beschikken over de bijsluiter of het

doosje. In noodgevallen kan een vlugge identifi catie zeer belangrijk zijn!

1. HO

E WO

RDEN

SA

MEN

GESTELD

E STO

FFEN

GEO

RDEN

D, V

OO

RG-

ESTELD EN

BENO

EMD

?



Bij het gebruik van azijnzuur, fosforzuur,

natriumhydroxide en bepaalde hormonale

preparaten gebruikt men handschoenen

omdat deze stoffen de huid kunnen

aantasten.

De indeling van de geneesmiddelen bij

een apotheker heeft tot doel het vlug

vinden van deze geneesmiddelen om de

patiënt vlugger te kunnen bedienen: zo

zal de apotheker bijvoorbeeld een indeling maken op basis van giftig of niet-giftig: hij

baseert zich vooral op veiligheid, toepassing en gebruik.

Een chemicus bekijkt de stoffen met een andere bril

Chemici zijn er op uit om gelijkenissen of verschillen te vinden in structuur en

eigenschappen van de moleculen waaruit de stoffen zijn opgebouwd. Zo wordt in de

chemie nog altijd de ruwe opdeling gedaan in anorganische (of minerale stoffen) en organische stoffen (of koolstofverbindingen).

Op basis van hun chemische samenstelling hebben chemici de gewoonte om de stoffen onder te verdelen in

– Anorganische stoffen of minerale stoffen: de moleculen zijn opgebouwd uit atomen van allerlei elementen uit het P.S.E.

– Organische stoffen of koolstofverbindingen: de moleculen zijn opgebouwd uit atomen van slechts een beperkt aantal elementen,

altijd C en bijna steeds H en verder vaak O, soms nog N, S, F, Cl, Br …

Deze beide groepen kunnen volgens hun structuur en eigenschappen verder onderverdeeld worden in stofklassen, bv. zuren,

hydroxiden, zouten, oxiden, koolwaterstoffen, alcoholen, vetten, suikers, eiwitten, …

Een chemicus is dus meer geïnteresseerd in de chemische samenstelling van de zuivere stoffen en minder in de toepassingen

ervan. Een bepaalde stof kan inderdaad heel veel toepassingen kennen. Denk maar aan de duizenden stoffen die uit aardolie kunnen

verkregen worden: brandstoffen, farmaceutica, meststoffen, kleurstoffen ... Alcoholen worden, weliswaar in aangepaste verpakking,

zowel verkocht als brandstof, oplosmiddel, voedingsmiddel en ontsmettingsmiddel en toch bevatten deze, chemisch gezien, allemaal

éénzelfde atomengroep ( C O H) waardoor een alcohol zich onderscheidt van andere stoffen.

De chemici hebben daarom steeds gezocht naar een rationele klassering van de zuivere stoffen, zoals biologen zoeken naar een

indeling van het planten- en dierenrijk, en geologen naar een classifi catie voor gesteenten en mineralen.

Kijk ook, onder begeleiding van je leerkracht, eens rond in het chemicaliënmagazijn van het schoollabo. De chemicaliën zijn er

geordend volgens de chemische stofklassen. Sommige zitten wellicht ook in een afgesloten gifkast. Organische stoffen worden

gescheiden van de anorganische. Zuren en basen staan niet willekeurig door elkaar. Brandbare solventen worden bewaard in een

geventileerde kast, in fl essen op een opvangbodem of in een zandbak. Gassen worden bewaard in metalen gascilinders, voorzien

van veiligheidsventielen. Sommige metalen, zoals lithium, natrium, kalium en calcium worden bewaard onder petroleum omdat ze

1. H

OE

WO

RDEN

SA

MEN

GES

TELD

E ST

OFF

EN

GEO

RDEN

D, V

OO

RG-

ESTE

LD E

N B

ENO

EMD

?



hevig kunnen reageren met zuurstof, stikstof

en water uit de omgevingslucht. Er zijn zelfs

stoffen, zoals fosfor, die absoluut niet in

contact mogen komen met de lucht omwille

van het gevaar van spontane ontbranding. In

het schoollabo zijn de criteria om chemicaliën

te stockeren vooral gericht op veiligheid en

herkenbaarheid van de chemische stofklassen

en/of de chemische elementen. Soms zal de

leerkracht stoffensets samenstellen in functie

van hun gebruik bij een bepaald experiment. Regelmatig moet gecontroleerd worden of alle verpakkingen en fl essen nog voldoende veilig

zijn. Chemicaliën die, door reactie met de omgevingslucht, deels zijn omgezet in andere stoffen, moeten best verwijderd worden.

Dankzij het eeuwenlange speurwerk van chemici en allerlei ambachtslieden is langzaam een universele en rationele classifi catie van stoffen

ontstaan uit de chaos van stoffen en producten die in het alledaagse leven en in de ambachtelijke wereld gebruikt worden. Het is wel spijtig

dat deze universele chemische naamgeving voor stoffen en stofklassen, nog niet algemeen bruikbaar is in de omgangstaal. Denk maar aan

woorden zoals ‘vitriool’ en ‘loog’ waarvan het soms moeilijk te achterhalen is wat er juist mee bedoeld wordt.

Ten onrechte worden soms aan stoffen die in de natuur voorkomen andere eigenschappen toegekend dan diezelfde stoffen die door synthese

in een laboratorium worden bereid. Dit is niet juist want zij zijn opgebouwd uit precies dezelfde moleculen. Deze stoffen vertonen dan

uiteraard ook dezelfde chemische en fysische eigenschappen. Het is wel mogelijk dat de stoffen die men uit de natuur haalt in feite nog

stoffenmengsels zijn en dus minder zuiver zijn dan de synthetische laboratoriumstoffen. Hierdoor vertonen zij andere, al of niet gunstige,

eigenschappen die bijvoorbeeld tot uiting kunnen komen in hun geneeskundige toepassing.

Denk hier eens over na of zoek het eens op

1. Ook bij jou thuis zijn heel wat chemische producten te vinden!

Speur ze op en onderzoek eens hoe ze bewaard worden.

Zijn ze voldoende veilig opgeslagen?

Zijn ze voorzien van duidelijke en begrijpbare etiketten?

2. Zoek eens op wat de betekenis is van gevaarcodes en waarschuwingen die je aantreft op tankwagens en grote wegtransporten.

3. Bekijk eens, samen met je leerkracht , de ordening van chemicaliën in het schoollaboratorium.

4. Vraag eens in de apotheek of drogisterij in jouw buurt hoe men er de stoffen ordent en bewaart.

1. HO

E WO

RDEN

SA

MEN

GESTELD

E STO

FFEN

GEO

RDEN

D, V

OO

RG-

ESTELD EN

BENO

EMD

?


Hoofdstuk 2

33

Een chemische kijk op anorganische stoffen

2. EEN CH

EMISCH

E KIJK

O

P AN

ORG

AN

ISCHE

STOFFEN


34 | 2 Een chemische kijk op anorganische stoffen

2 Een chemische kijk op anorganische stoffen

Bekijk en bedenk

Welke processen herken je in bovenstaande situaties?

Welke stoffen zijn hierbij betrokken? Uit welke stofklasse?

Leer de chemie

2.1 Samenhang tussen stofklassen

Bij chemische reacties worden stoffen omgezet in andere stoffen.Een stof uit een bepaalde stofklasse wordt omgezet in een stof uit een andere stofklasse. Dit wordt voorgesteld in onderstaand schema. Voor de eenvoud zijn de indices niet vermeld.

5 Roest 6 pH-meter 7 Aantasting van beelden 8 Gekleurd glas

1 Vuurwerk 2 Gips 3 Rennie 4 Kwartskristallen

M

M O

M OH

Reeks B

M Z

M Z

M Z H Z

nM

(nM )O

5

3

66

7

5

1

42

7

Reeks A

2. E

EN C

HEM

ISCH

E K

IJK

OP

AN

ORG

AN

ISCH

E ST

OFF

EN


2 Een chemische kijk op anorganische stoffen | 35

• Binnen een reeks (A of B) kan een stof uit elke stofklasse omgezet worden in een stof uit elke andere stofklasse. Dit zie je in reeksen A en B. In reeks A kan een metaaloxide MO omgezet wor-den in een metaal M, in een metaalhydroxide MOH en in een zout MZ. In reeks B kan een zuur HZ omgezet worden in een zout MZ, in een niet-metaaloxide (nM)O en (voor binaire zuren) in een niet-metaal (nM).

• Tussen de stoffen uit beide reeksen (A en B) reageren tegenoverliggende stoffen tot een zout (over-gang 5, 6, 7). Zouten (MZ) kunnen dus op vele verschillende wijzen gevormd worden.

Opmerking: welke omzettingen in de praktijk ook effectief goed verlopen, hangt af van vele factoren, bv. temperatuur en verdelingsgraad van de stoffen. In dit hoofdstuk wordt niet gestreefd naar volledigheid en evenmin naar een volledige verklaring van de weergegeven chemische reacties; er worden alleen representatieve voorbeelden gegeven.

2.2 Omzettingen tussen stofklassen

Hier worden de omzettingen uitgewerkt zoals ze vermeld staan in bovenstaand schema. Om de correcte brutoformule van een stof te schrijven, maak je gebruik van het OG.

2.2.1 Verbranding van metalen

M ( � O2) → MO

2 Mg � O2 → 2 MgO (zie foto)4 Al � 3 O2 → 2 Al2O3

2 Fe � O2 → 2 FeO

Door verbranding van metalen verkrijg je metaaloxiden.Dergelijke reacties, waarbij metalen reageren met dizuurstof uit de lucht, zijn doorgaans niet gewenst. Met allerlei middelen (galvaniseren, roestvrije legeringen) tracht men de aantasting van metalen zo veel mogelijk tegen te werken.

2.2.2 Bereiding van hydroxiden

MO (� H2O) → MOH

CaO � H2O → Ca(OH)2 (blussen van kalk) Na2O � H2O → 2 NaOH

Oxiden van sterke metalen (groep Ia en IIa in het P.S.E.) reageren met water en vormen hydroxiden (basen). Deze oxiden worden dan ook basevormende oxiden genoemd.

+

CaO(v)

(wit poeder)

H2O

(witte pasta)(gebluste kalk)

Ca (OH)2

Brandend magnesium Brandend ijzer

2. EEN CH

EMISCH

E KIJK

O

P AN

ORG

AN

ISCHE

STOFFEN



2.2.3 Bereiding van niet-metaaloxiden

nM (� O2) → nMO

C � O2 → CO2 (verbranding van houtskool)S8 � 8 O2 → 8 SO2 (zie afbeelding)

N2 is erg stabiel (|N�N|). Denk hierbij aan distikstof als belang-rijkste component in de lucht. Slechts bij zeer hoge temperatu-ren (bv. in een ontploffi ngsmotor of bij bliksem) reageert het met dizuurstof tot NO en verder tot NO2.

2.2.4 Bereiding van ternaire zuren

(nM)O (� H2O) → HZ

SO3 � H2O → H2SO4

P2O5 � 3 H2O → 2 H3PO4 (zie afbeelding)

Vele niet-metaaloxiden reageren met water en vormen een ternair zuur. Deze oxiden noem je zuurvormende oxiden. Voorbeelden zijn CO2, SO2, SO3, N2O5 en P2O5. Enkele van deze niet-metaaloxiden (SO2, CO2, N2O5 …) zijn oorzaak van de voor het milieu schadelijke zure regen.

2.2.5 Bereiding van zouten uit de enkelvoudige stoffen

M � (nM)→ MZ

2 Na � Cl2 → 2 NaCl 8 Fe � S8 → 8 FeS Zn � I2 → ZnI2

Bij de reactie van een metaal met een niet-metaal ontstaat een binair zout.

2.2.6 Bereiding van zouten uit de oxiden

MO � ((nM)O) → MZ

CaO � CO2 → CaCO3

Omdat meerdere metaaloxiden en niet-metaaloxiden reageren met water tot respectievelijk een hydroxide en een ternair zuur, zal een neutralisatiereactie tussen een zuur en een hydroxide echter vaker voorkomen in oplossing.

prop watten(enkele druppels NaOH opl)

brandendezwavel

TREKKAST

+

P2O5 H3PO4 (v) H2O +1 druppel base (opl.)+ FF - indicator

witte rook(NaCl)

Na (v)

Cl 2(g)

2. E

EN C

HEM

ISCH

E K

IJK

OP

AN

ORG

AN

ISCH

E ST

OFF

EN



2.2.7 Bereiding van een zout uit een hydroxide en een zuur

MOH � HZ → MZ � H2O

Zuren en basen neutraliseren elkaar en vormen water en een zout. Deze neutralisatiereactie is de belangrijkste chemische eigenschap van de hydroxiden en de zuren.H3PO4 � 3 NaOH → Na3PO4 � 3 H2OH2SO4 � 2 NaOH → Na2SO4 � 2 H2O

Opmerking:

Er zijn, onder bepaalde omstandigheden, nog andere omzettingen mogelijk dan die vermeld in het bovenstaande schema op p 34.

Enkele voorbeelden:

• de reactie van een metaal met een zuurbv. Mg � 2 HCl → MgCl2 � H2

Een sterk metaal reageert met een zuur en vormt een zout en diwaterstof.

• de ontleding van een zout bv. – elektrolyse van ZnI2 ZnI2 E (elektrisch) Zn � I2

Dit is de omgekeerde reactie van 2.2.5 (omzetting 5 in het schema).

– thermolyse van CaCO3

CaCO3 T↑ CaO + CO2

CaCO3

Intermezzo: aantonen van een zuur of een hydroxide

Hoe kun je nu weten of er in water zuren of hydroxiden aanwezig zijn? Dat is niet zo eenvoudig! Het opsporen van zuren of hydroxiden in een waterige oplossing kan gebeuren door middel van:

• de smaak (bv. een zure smaak);

• de tast (bv. een hydroxideoplossing voelt zeepachtig en zacht aan);

• de pH-waarde, meestal variërend tussen 0 en 14.

Vanzelfsprekend moet je hierbij met de grootste omzichtigheid te werk gaan. Proeven van onbekende chemicaliën doe je sowieso nooit en ook het huidcontact met dergelijke oplossingen kan erg gevaarlijk zijn.

De pH-waarde meet je met een elektrische of digitale pH-meter of met behulp van indicatoren.

Indicatoren zijn meestal organische kleurstoffen met een vrij complexe molecuulstructuur. Ze kunnen, naargelang de zuurgraad, twee of meer verschillende kleuren aannemen. Een kleuromslag treedt op

-

I2 Zn Ι2 (opl.)

+

Zn ( v )

+

HCI(opl.)

H2

hevigegasontwikkeling

Mg

CaCO3�Calciumcarbonaat

Kalksteen

+ CO2�- H2O

Δ T i

+ H2O

CaO�Calciumoxide

Ca(OH)2�Calciumhydroxide

Ca(OH)2+H2O CaO + CO2

+H2O H2CO3

T↑

2. EEN CH

EMISCH

E KIJK

O

P AN

ORG

AN

ISCHE

STOFFEN



bij een bepaalde zuurgraad. Deze stoffen indiceren door hun typische kleur het zure of basische ka-rakter van een waterige oplossing. (Zie p 38)

In de praktijk gebruik je meestal indicatoren in oplossing of geabsorbeerd op papierstrookjes.

Overzicht:

zuur neutraal basisch

pH-waarde < 7 7 > 7

indicator zure kleur neutrale kleur basische kleur

lakmoes LM rood blauw

methyloranje MO rood geel geel

fenolftaleïne FF kleurloos kleurloos paars

thymolblauw TB rood geel blauw

universele indicator UI rood oranje geel groen blauw

Opmerking: een universele indicator is een mengsel van verschillende indicatoren.

Labo1 Reactie van zink met dijood

Opstelling Benodigdheden

– dijood | – zinkpoeder– alcohol (ethanol)

Werkwijze

Doe in een reageerbuis een snuifje dijood en een iets grotere hoeveelheid zinkpoeder. Plaats de reageerbuis in het rek.Giet 3 tot 4 ml alcohol in een andere reageerbuis. Pipetteer voorzichtig enkele druppels alcohol bij het zink-dijoodmengsel. Wot neem je waar? Wanneer er niets meer verandert, voeg je nog enkele druppels alcohol toe. Blijf toevoegen tot alle dijood verdwenen is. Voeg daarna de rest van de alcohol toe. Stop de reageerbuis af en schud krachtig (houd de stop vast). De alcoholische oplossing moet prak-tisch kleurloos zijn en er blijft een weinig zink over! Noteer de reactievergelijkingen van de optredende reacties. Benoem alle deelnemende stoffen en stofklassen.

2. E

EN C

HEM

ISCH

E K

IJK

OP

AN

ORG

AN

ISCH

E ST

OFF

EN



2 Verhitten van koper en verdere reactie met zwavelzuur

Opstelling

1

Benodigdheden

– koperpoeder– verdunde zwavelzuuroplossing

Werkwijze

Verwarm in een pyrexreageerbuis een weinig koperpoeder met een krachtige vlam.Wat neem je waar? Breng een kleine hoeveelheid van de gevormde stof in een tweede reageerbuis. Voeg daaraan enkele ml verdunde zwavelzuuroplossing toe. Stop de reageerbuis af en schud krachtig.Ontstop de reageerbuis en verwarm het mengsel kortstondig met een matige vlam.Noteer de kleurverandering in de oplossing: Noteer de reactievergelijkingen van de optredende reacties. Benoem alle deelnemende stoffen en stofklassen.

3 Reacties van calcium en calciumverbindingen

Opstelling

Benodigdheden

– calcium (enkele korrels) R15; S8, 24/25, 43– fenolftaleïneoplossing– marmer of calciumcarbonaatpoeder– klein lepeltje– rietje

2. EEN CH

EMISCH

E KIJK

O

P AN

ORG

AN

ISCHE

STOFFEN



Werkwijze

Vul een reageerbuis met voor 1/3 met water en plaats die in een reageerbuisrek. Voeg met een klein lepeltje enkele calciumkorrels toe. In geen geval mag je de calciumkorrels en het verkregen reactiemengsel met je huid in aanraking laten komen!Wat neem je waar? Filtreer het reactiemengsel en verdeel het fi ltraat over drie reageerbuizen. Voer vervolgens volgende reacties uit:Basische reactie van Ca(OH)2:

Aan enkele druppels (max. 1 ml) van het fi ltraat voeg je een paar druppels fenolftaleïneoplossing toe.Waarneming:

Bereiding van CaCO3 en Ca(HCO3)2:Blaas (veiligheidsbril!) met een lang rietje of pipet voorzichtig in het tweede deel van het fi ltraat.Waarneming: CO2 vormt met Ca(OH)2 het onoplos-brare CaCO3. Blijft door blasen.Waarneming:

Verder blazen (toevoegen van CO2) zorgt voor vorming van het onlosbare Ca(HCO3)2: de oplossing wordt helderder.Op deze reactie steunt de verwering van kalkrotsen (mergel, krijt, marmer) en de vorming van grotten.

Bereiding van CaCl2:Druppel enkele ml van een verdunde waterstofchlorideoplossing bij een ander deel van het fi ltraat waaraan enkele druppels fenolftaleïneoplossing zijn toegevoegd.Waarneming:

Noteer de reactievergelijkingen van de optredende reacties. Benoem alle deelnemende stoffen en stofklassen.

4 Reactie van CaCO3 met een zuur

Opstelling

Benodigdheden

– verdunde waterstofchlorideoplos-sing (c � 0,1 mol/l)

– marmer, krijt of calciumcarbonaatpoeder

– calciumdihydroxideoplossing (� kalkwater)

– wiek of houtspaander

2. E

EN C

HEM

ISCH

E K

IJK

OP

AN

ORG

AN

ISCH

E ST

OFF

EN



Breng in een erlenmeyer een kleine hoeveelheid marmer, krijt of calciumcarbonaatpoeder.Voeg hieraan enkele ml van een verdunde waterstofchlorideoplossing toe.Waarneming: Breng een brandende wiek in de erlenmeyer. Waarneming: Verbind de erlenmeyer (zie opstelling) met een recipiënt dat kalkwater bevat. Waarneming: Noteer de reactievergelijkingen van de optredende reacties. Benoem alle deelnemende stoffen en stofklassen.

Alle omzettingen vind je terug in het volgende schema:CaO (v)

Ca (v) Ca(OH)2 (v en opl.) CaCl2 (opl.)

Ca(HCO3)2 (opl.) CaCO3 (v)

CaCO3 � 2HCl CaCl2 � H2O � CO2

5 Geheimschrift

Opstelling

Benodigdheden

– fenolftaleïneoplossing– een basische oplossing (bv. zeer verdunde

natriumhydroxideoplossing) in een kleine sproeier

– glasstaaf

Werkwijze

Schrijf met een glasstaaf, gedrenkt in een fenolftaleïneoplossing een geheime boodschap op een blad papier. Ontcijfer die door het blad te besproeien met een basische oplossing (bv. natriumhydroxide).

2. EEN CH

EMISCH

E KIJK

O

P AN

ORG

AN

ISCHE

STOFFEN



Oefenen en testen1 Zoek de fout in onderstaande zinnen. Noteer de verbetering 0 Bij de ternaire zuren is het oxidatiegetal van elk niet-metaalatoom steeds negatief. correct: het zuurstof atoom of correct: bij binaire zuren

1 Dialuminiumsulfaat is een anorganisch ternair zout.

2 In de formule van ternaire zuren en zouten komt steeds het element zuurstof en een metaal voor.

3 De formule van een fosfaat bevat naast de P O 4 3 � �groep nog water of een metaal.

4 Binaire zouten zijn verbindingen van waterstof met een niet-metaal.

2 Verbeter waar nodig en schrijf de algemene reactievergelijking voor de omzettingen tussen stofklassen. 0 zuurstof gas ontsnapt bij de substitutiereacties van sommige metalen met zuuroplossingen. correct: waterstofgas 1 Sommige metaaloxiden zijn zuurvormend bij contact met water.

2 Bij de thermische ontleding van ternaire zouten ontstaan metalen en niet-metaaloxiden.

3 In waterige oplossing reageert looddinitraat met HCl tot loodchloride en een ander zuur.

4 Sommige metalen reageren met oplossingen van zouten ter vorming van o.a. waterstofgas.

5 Zouten kunnen ontstaan wanneer metalen reageren met zuren, hydroxiden of andere zouten.

6 Ongebluste kalk, CaO, ontstaat naast koolstofdioxide in de thermische ontleding van marmer,

CaCO3.

2. E

EN C

HEM

ISCH

E K

IJK

OP

AN

ORG

AN

ISCH

E ST

OFF

EN



3 Vervolledig de volgende zinnen.Illustreer dit ook met een reactievergelijking.1 Een hydroxide reageert met een zuur tot een en

2 Een metaal kan worden omgezet in een zout door een reactie met een of

een

3 Sterke metalen worden door zuren omgezet in een en

4 Een metaaloxide kan met een reageren tot een en water.

5 Een metaaloxide en een niet-metaaloxide verkrijg je door de thermische ontleding van

een

6 Waterstofgas ontsnapt bij de reactie van sommige metalen met of een

7 Een zout ontstaat door de synthese van een met een of van een

met een

2. EEN CH

EMISCH

E KIJK

O

P AN

ORG

AN

ISCHE

STOFFEN



4 Wat hoort waar thuis? Noteer de letter (A tot J) van je keuze achter het gegeven. Door een juiste selectie komt elk

ant woord slechts één maal aan bod.

Gegeven Antwoord Keuzemogelijkheden

0 2 Mg 1 O 2 ↑ → 2 MgO H A de vorming van een hydroxide

1 de ontleding van water B de vorming van waterstofgas en een zout

2 de thermische ontleding van calciumcarbonaat

C de vorming van water en een zout

3 de fotochemische ontleding van zilverchloride

D de vorming van een M en een zout

4 de reactie tussen een metaal en een niet-metaal

E de vorming van een zout

5 de reactie tussen een metaal en een zout

F de vorming van een MO en een nMO

6 de reactie tussen water en een niet-metaaloxide

G de vorming van een M en een nM

7 de reactie tussen een metaal en een zuur

H verbranding

8 de reactie tussen een metaaloxide en water

I elektrolyse

9 de reactie tussen een zuur en een hydroxide

J de vorming van een zuur

2. E

EN C

HEM

ISCH

E K

IJK

OP

AN

ORG

AN

ISCH

E ST

OFF

EN



Bereiding van

metaaloxiden M � O2 → MO

niet-metaaloxiden nM � O2→ nMO

hydroxiden MO � H2O → MOH

zuren nMO � H2O → HZ

zouten

M � nM → MZ

MO � nMO → MZ

HZ � MOH → MZ � H2O

Belangrijke begrippenbasevormend oxide hydroxidenindicatorneutralisatiereactieoxiden

pH-waardezoutenzurenzuurgraad (zuur, neutraal, basisch milieu)zuurvormend oxide

DoelJe leerde de omzettingen tussen de verschillende anorganische stofklassen:• de bereiding van metaal- en niet-metaaloxiden;• de bereiding van hydroxiden en zuren;• de bereiding van zouten.


SAMENVATTING

M

MO

MOH

Reeks A Reeks B

MZ

MZ

MZ HZ

nM

(nM)O

53

66

7

51

427

2. EEN CH

EMISCH

E KIJK

O

P AN

ORG

AN

ISCHE

STOFFEN


Leesstukje 2


Op zoek naar minerale grondstoffen en edelstenen

Talrijke stoffen kunnen via chemische processen worden omgezet in allerlei materialen en voorwerpen die je dagelijks gebruikt,

maar moeten eerst ontgonnen worden uit de zee, uit de lucht of uit de dunne aardkorst. De dikte van de aardkorst schommelt

tussen 30 en 65 km. Onderstel dat de aarde zo groot zou zijn als je hoofd, dan zou de aardkorst slechts de dikte hebben van

je huid.

Sommige chemische elementen komen veel meer voor dan andere, en niet alle gesteenten die een bepaald element bevatten, zijn

geschikt voor de ontginning en productie van dat element. Soms is dat gehalte zelfs zo laag dat ontginning economisch niet de

moeite loont.

Andere chemische elementen zijn zeer zeldzaam en komen slechts in een zeer laag gehalte in één bepaald mineraal voor. De

opsporing van mineralen is hoofdzakelijk het werk van geologen, terwijl de winning van mineralen uit gesteenten en van zuivere

stoffen uit mineralen het werkterrein is van de industriële chemie. De methoden om zuivere stoffen te bereiden uit mineralen

worden vooraf op kleine schaal in chemische laboratoria uitgetest.

Van erts tot metaal …

zuurstof 47%

silicium 28%

calcium 4%

rest 8%

aluminium 8%

ijzer 5%

Somen stelling van de aard korst

2. E

EN C

HEM

ISCH

E K

IJK

OP

AN

ORG

AN

ISCH

E ST

OFF

EN



De grondstoffen voor het verkrijgen van zuivere anorganische stoffen bevinden zich vooral in de gesteenten in de aardkorst. Grondstoffen

voor organische stoffen daarentegen bevinden zich in planten en dieren of in de min of meer vergane restanten ervan, zoals aardolie,

aardgas, bruinkool, turf en steenkool.

Gesteenten waarin zich interessante grondstoffen bevinden voor de aanmaak van anorganische stoffen, noem je ook ertsen. Ertsen zijn

gesteenten waarin zich interessante mineralen bevinden, die na vrijmaking uit het erts via allerlei fysicochemische methoden omgezet kunnen

worden in nuttige enkelvoudige of samengestelde stoffen.

Vooral mineralen waarin zich metaalatomen bevinden, zijn interessante grondstoffen. Een rijk erts is een erts met een hoog gehalte aan een

bepaald mineraal. Een rijk kopererts bevat dus een hoog gehalte aan koperhoudende mineralen.

Kopermetaal bv. wordt verkregen uit de ontginning in de kopermijnen van die ertsen, die rijk zijn aan koperhoudende mineralen, zoals

malachiet (Cu2(OH)2CO

3), azuriet (Cu3(OH)CO

3)2, chalcopyriet (CuFeS

2) of borniet (Cu5FeS

4).

Een eerste opdracht is ertsgesteenten te vinden die voldoende

mineralen bevatten met een hoog kopergehalte. Meestal bevinden

zich in die ertslagen ook nog mineralen van andere metalen.

De tweede opdracht bestaat uit het afzonderen van het koperhou-

dende mineraal uit de ertsgesteenten en vervolgens moet het

kopermetaal uit de koperhoudende mineralen gehaald worden. Dat

is zeker geen eenvoudige zaak! Eeuwenlang hebben volkeren zich

op ambachtelijke wijze beziggehouden met de winning van metalen

uit ertsen. Allerlei technieken werden daartoe getest, met vallen en

opstaan.

Een elementair chemisch proces dat daarbij een grote rol speelt, is

de verhitting van mineralen (zouten en oxiden) in aanwezigheid

van koolstof (bv. in houtskool, in restas uit kampvuren of uit

haardas). Hogere verhittingstemperaturen, waardoor onder meer zouten gemakkelijker ontbinden in oxiden, werden bereikt door vernuftige

systemen van blaasbalgen en gecontroleerde luchttoevoer in de ovens. In moderne chemische taal kunnen we dit vereenvoudigd als volgt

voorstellen:

CuCO3 → CuO → CO

2

CuO � C → Cu � CO

Het eerste handboek, waarin op een min of meer systematische wijze de

ertsontginning beschreven werd, verscheen in 1556, met als titel ‘De Re

Metallica’. Het was het levenswerk van de Saksisch-Duitse natuurkundige

Georg Bauer (verlatijnst tot Georg Agricola) (1494-1555), waaraan hij

ongeveer 25 jaar had gewerkt en dat gepubliceerd werd één jaar na zijn

overlijden.

FPO FPO

2. EEN CH

EMISCH

E KIJK

O

P AN

ORG

AN

ISCHE

STOFFEN



Het geschitter van goud

Nadat in Californië goud was gevonden, ontstond er in 1848 een ware ‘goldrush’

(stormloop op zoek naar goud) naar deze streek. Overal werd in gebergten en in

rivieren naar goudklompjes (‘nuggets’) of goudstof gezocht. In dat Eldorado dolven

ze voor meer dan 200 miljoen dollar goud op. Het leven van deze tienduizenden

pioniers was hard en vol ontberingen. In de meeste gevallen stond de goudvondst

amper in verhouding tot de stroom euforische geruchten, zodat weinigen rijk zijn

geworden. Naast het harde leven was er ook nog het niet te onderschatten gevaar

van een maatschappij waarin meestal alleen de wet van de sterkste gold.

Nadien zijn er nog meerdere van deze ‘goldrushes’ geweest. Telkens wanneer er een

goudader werd aangetroffen, ontstond er een stormloop van avonturiers op deze streken (bv. in Australië en Zuid-Afrika en

tegenwoordig nog in Centraal-Afrika).

Goud is en blijft een duur metaal en de zoektocht naar goud blijft zeker nog een groot aantal mensen aanspreken. Het is dan ook

spectaculair om goud zomaar in je zeef te zien blinken. En dan te weten dat voor metalen zoals ijzer of zink ingewikkelde procedu-

res met hoogovens nodig zijn!

Niet alle goud vind je evenwel zomaar in rivierslib. Goudmijnen, die tot de diepste mijnen ter wereld behoren en soms 3 à 4 km

diep zijn, leveren de grootste opbrengst.

Waarom vinden we wel goudklompjes, maar geen zuiver ijzer?

Chemici en geologen hebben een eenvoudig antwoord op de vraag waarom je in de vrije natuur goudklompjes vindt en geen

ijzerblokjes: goud, zilver en platina zijn edele metalen, maar koper, ijzer en zink niet.

Maar wat betekent ‘edel’ in dit verband?

Daarvoor moeten we teruggaan naar de edelgassen. Het heliumatoom bv. bezit twee elektronen die de eerste elektronenschil

volledig opvullen en daardoor een zeer stabiele toestand van het atoom veroorzaken. Alle andere edelgassen hebben acht elektronen

op de buitenste elektronenschil. Atomen met een zogenaamde edelgasconfi guratie zijn zeer stabiel. Ze vormen praktisch nooit

moleculen met andere atomen.

Edele metalen hebben ook een stabiele elektronenconfi guratie, al is die wel iets ingewikkelder dan bij de edelgassen. Het gevolg

daarvan is dat edele metalen moeilijk worden aangetast door andere stoffen. De meeste andere atoomsoorten hebben geen stabiele

elektronenconfi guratie.

Niet-edele metalen trachten een stabielere toestand te bereiken door hun valentie-elektronen af te geven aan niet-metaal atomen.

Door die overdracht worden chemische bindingen gevormd. Zo krijgen ze een stabielere structuur. Daarbij komt energie vrij in de

vorm van warmte of straling. We kunnen dan ook begrijpen dat er energie nodig is om die bindingen opnieuw te breken. Om de

bindingen in bv. ijzererts te verbreken gebruikt men zeer hoge temperaturen in hoogovens. Op die manier wordt het ijzermetaal, d.

w.z. de enkelvoudige stof ijzer, vrijgezet.

2. E

EN C

HEM

ISCH

E K

IJK

OP

AN

ORG

AN

ISCH

E ST

OFF

EN



Het neusje van de zalm: diamanten en edelstenen

Zuid-Afrika is niet enkel beroemd om zijn goudmijnen maar nog meer om zijn

diamantontginning. Diamanten bezitten een typische kristalstructuur, waardoor

ze lichtstralen sterk kunnen breken. Zuivere diamanten schitteren dan ook in het

licht. Daardoor en omwille van hun zeldzaamheid zijn ze ook zeer kostbaar.

Maar ook minder zeldzame stoffen kunnen mooie kristallen vormen (bv. kwarts

en keukenzout). Vele stoffen vormen zelfs zodanig kleine kristalletjes dat je ze zonder technische hulpmiddelen niet eens kunt merken of

aantonen. Zelfs het doodgewoon ijzermetaal is opgebouwd uit minuscule kristallen. Het Atomium in Brussel is daar een reuzegrote

voorstelling van.

Edelstenen hebben de mensen steeds geboeid. Reeds duizenden jaren wordt ernaar gezocht, ervoor gevochten en gestolen en zijn ze gegeerd.

De meeste edelstenen zijn mineralen. Wat ze onderscheidt van andere mineralen is dat ze een mooie kleur hebben en vaak ook zeldzaam

zijn. Het basismineraal waaruit ze zijn opgebouwd kan wel zeer veel voorkomen. Zo bestaan opalen voornamelijk uit siliciumdioxide,

hetzelfde mineraal als in zand. Maar in een edelsteen als opaal is dit basismineraal nog vermengd met kleine hoeveelheden van andere

stoffen, die er een extra mooie kleur aan geven.

De meeste edelstenen zijn gevormd uit gesmolten gesteenten en dit bij extreem hoge temperaturen en onder zeer hoge druk, d.w.z. in de

diepere aardlagen. Tijdens de afkoeling van het gesmolten gesteente kristalliseerden de edelstenen. Soms ontstonden kleine kristalletjes,

maar soms ook zeer grote. Hoe groter, hoe kostbaarder de edelsteen.

Edelstenen hebben een duidelijke kristalvorm, d.w.z. dat de atomen erin op een welbepaalde wijze gerangschikt zijn. De oppervlakken van de

edelsteenkristallen refl ecteren het invallende licht, waardoor de edelstenen gaan glinsteren. Geslepen kristallen werken ook als een soort

prisma dat invallend wit licht doet opsplitsen in kleuren, waardoor sommige juweeledelstenen nog in waarde stijgen.

Wanneer een edelsteen wordt opgegraven, is hij doorgaans ruw van vorm en oppervlak en vuil. Ervaren bewerkers van edelstenen kunnen

de kleurenpracht en schittering van edelstenen verhogen door de ruwe kristallen vakkundig te snijden en te slijpen, zodat de natuurlijke

kristalvormen tevoorschijn komen.

De prachtige schittering in licht en de zeldzaamheid van zuivere diamanten verhogen hun waarde aanzienlijk.

Denk hier eens over na of zoek het eens op: :

1. Welke soorten chemische bindingen kenmerken de stoffen waaruit edelstenen zijn opgebouwd?

2. Bepaalde edelstenen hebben dezelfde kristalvorm en toch verschillende kleurschakeringen. Hoe komt dat?

3. Kunnen mineralen ook gebruikt worden voor de productie van niet-metalen?

4. De aardkorst bevat meer aluminium dan ijzer en toch is ijzer goedkoper. Hoe leg je dat uit?

2. EEN CH

EMISCH

E KIJK

O

P AN

ORG

AN

ISCHE

STOFFEN


Hoofdstuk 6

Samenvoeging van elektrolytoplossingen met vorming van een neerslag

97

6. SAM

ENV

OEG

ING

VA

N ELEK

TROLY

T-O

PLOSSIN

GEN

MET

V

ORM

ING

VAN

EEN

NEERSLAG


98 | 6 Samenvoeging van elektrolytoplossingen met vorming van een neerslag

6 Samenvoeging van elektrolytoplossingen met vorming van een neerslag

Intermezzo: Samenvoegen van elektrolytoplossingen

In een elektrolytoplossing komt de opgeloste stof voor als vrij gehydrateerde ionen. Als twee elektrolytoplossingen worden samengevoegd, worden meerdere ionen bij elkaar gebracht.

Voorbeelden

Ba(NO3)-oplossingNa2SO4-oplossing

Er wordt een wit neerslag gevormd.neerslagvorming

Na2S-oplossingHCl-oplossing

Er wordt een gas gevormd.gasontwikkeling

HCl-oplossingNaOH-oplossing

Er is geen waarneembare reactie. Bij toevoeging van een HCl-oplossing aan de door fenolftaleïne paars gekleurde NaOH-oplossing verdwijnt de kleur.neutralisatiereactie

Waarom deze reactie zo genoemd wordt, leer je in hoofdstuk 8.

Na2SO4-oplossingKCl-oplossing

Er is geen waarneembare reactie.

Elk van deze mogelijkheden wordt verder uitgewerkt in de volgende hoofdstukken. In dit hoofdstuk komt de vorming van een neerslag aan bod.

Bekijk en bedenk

1 Neerslag 2 Neerslag in een lichaamsader 3 Neerslag op een 4 Neerslag als contrastmiddel bij waterkraan darmonderzoek

5 Neerslag bij kaasbereiding 6 Neerslag bij een gekookt eitje 7 Neerslag in de oceaan 8 Neerslag in de zwart-wit fotografi e

6. S

AM

ENV

OEG

ING

VAN

ELE

KTR

OLY

T-O

PLO

SSIN

GEN

MET

V

ORM

ING

VA

N E

EN

NEE

RSLA

G


6 Samenvoeging van elektrolytoplossingen met vorming | 99van een neerslag

Is het begrip ‘neerslag’ een synoniem voor regen?

In welke foto’s vind je een neerslag terug?

In welke aggregatietoestand komt een neerslag voor?

De neerslagen in de foto’s zijn niet altijd ontstaan vanuit elektrolytoplossingen in water. Hoe een neerslag wordt gevormd door samenvoeging van elektrolytoplossingen, vind je hieronder.

Leer de chemie

6.1 Vorming van een neerslag bij het samenvoegen van elektrolytoplossingen

6.1.1 Voorbeeld

Voeg telkens twee van de onderstaande reeksen elektrolytoplossingen samen. Wat neem je waar?

Reeks 1

Reeks 2

Na2SO

4-oplossing H

2SO

4-oplossing Al

2(SO

4)

3-oplossing

BaCl2

wit neerslag wit neerslag wit neerslag

Ba(NO3)

2wit neerslag wit neerslag wit neerslag

BaBr2

wit neerslag wit neerslag wit neerslag

Je stelt vast dat er telkens een witte neerslag ontstaat. Hoe kun je dat verklaren?De vorming van een neerslag is het gevolg van een combinatie tussen positieve en negatieve ionen in waterig midden.Om deze nieuwe combinatie bij het samenvoegen van twee elektrolytoplossingen te achterhalen schrijf je altijd de splitsingsreactie (ionisatie of dissociatie) van de betrokken elektrolyten.Bv. voor het eerste elektrolyt van elke reeks: Na2SO4→ 2 Na1� � SO 4

2-

BaCl2 → Ba2� � 2 Cl1-

6. SAM

ENV

OEG

ING

VA

N ELEK

TROLY

T-O

PLOSSIN

GEN

MET

V

ORM

ING

VAN

EEN

NEERSLAG



Voor een aantal van de bovenstaande experimenten werden de volgende ionen samengevoegd: Na2SO4 � BaCl2 → 2 Na1� � SO 4 2- � Ba2� � 2 Cl1- → wit neerslag H2SO4 � Ba(NO3)2 → 2 H1� � SO 4 2- � Ba2� � 2 NO 3 1- → wit neerslag Al2(SO4)3 � 3 BaBr2 → 2 Al3� � 3 SO 4 2- � 3 Ba2� � 6 Br1- → wit neerslag

Bij alle elektrolytmengsels werd een oplossing die sulfaationen ( SO 4 2- ) bevat toegevoegd aan een oplossing die bariumionen (Ba2�) bevat. Het is dus logisch dat de combinatie deze twee ionsoorten leidt tot de vorming van een neerslag van BaSO4 vormen. De stof bariumsulfaat is immers moeilijk oplosbaar in water.

+

+--

+ ++++

++

++++ ++ ++ ++++--

----

--

+

+

+

+

++

+ +

+

+--

---- --

++

+

+

+

+

+

+

+

+

--++

macroscopisch

modelvoorstelling

Na2SO4 (opl.) BaCI2 (opl.) neerslag van BaSO4

--+

+

2 Na1+ + SO 2- 4

--+

+

Ba2+ + 2 CI1-

BaSO4 + 2 Na1+ + 2 Cl1-

++ --+++

+

-

-- - -

--

--

---

--

-- ---

--

--

De chemische interactie van deze ionencombinatie kan voor elk van de experimenten geschreven worden door de volgende essentiële ionenreactievergelijking:

Ba2� � SO4

2- → BaSO4↓ (↓ betekent dat er een neerslag wordt gevormd)

Deze reactievergelijking wordt gelezen als:• bariumionen (Ba2�) en sulfaationen ( SO 4 2- ) combineren tot een neerslag van BaSO4;• of een Ba2�-oplossing reageert met een SO 4 2- -oplossing en vormt een neerslag van BaSO4.

Opmerking

Tussen de overige positieve en negatieve ionsoorten in de respectieve lijke mengsels zijn blijkbaar te kleine aantrekkingskrachten werkzaam, zodat er geen combinatie tussen bv. de Na1�-ionen en de Cl1--ionen optreedt. Deze ionen fungeren dus enkel als toeschouwer bij het eigenlijke reactieproces. Ze blijven onveranderd in de oplossing aanwezig en komen daarom niet voor in de essentiële ionenre-actievergelijking.We kunnen deze ionen wel inbrengen in de stoffenreactievergelijking. Dan wordt de nadruk gelegd op de reagentia en de verkregen reactieproducten. Voor het eerste experiment wordt dat: Na2SO4 (opl) � BaCl2 (opl) → BaSO4↓ � 2 NaCl (opl)

Om te weten welke ionsoorten niet combineren tot een neerslag kun je gebruikmaken van een oplosbaarheidstabel. De ionen van makkelijk oplosbare elektrolyten blijven naast elkaar bestaan. Bij het samenvoegen van ionen van moeilijk oplosbare elektrolyten wordt meestal een neerslag gevormd.

6. S

AM

ENV

OEG

ING

VAN

ELE

KTR

OLY

T-O

PLO

SSIN

GEN

MET

V

ORM

ING

VA

N E

EN

NEE

RSLA

G



Oplosbaarheidstabel van ionverbindingen

goed oplosbaar slecht oplosbaar

natriumzouten (Na1�)kaliumzouten (K1�)

allealle

nitraten ( NO 3 1- )chloriden (Cl1-)

allealle, behalve Ag1� (, Hg1�, Pb2�:

matig oplosbaar)

bromiden (Br1-) alle, behalve Ag1�, Hg1�, Pb2�

jodiden (I1-) alle, behalve Ag1�, Hg1�, Hg2� en Pb2�

sulfaten ( SO 4 2- ) alle, behalve Ba2� (, Pb2� en Ca2�: matig oplosbaar)

sulfi den (S2-) Na1�, K1�, NH 4 1� , Mg2�, Ba2�, Ca2�

alle andere

fosfaten ( PO 4 3- ) Na1�, K1�, NH 4 1� alle andere

carbonaten ( CO 3 2- ) Na1�, K1�, NH 4 1� alle andere

hydroxiden (OH1-) Na1�, K1� (Mg2�, Ba2�, Ca2�: matig)

alle andere

6.1.2 Werkwijze

Om een reactie bij het samenvoegen van twee elektrolytoplossingen te ontrafelen moet je dus drie stappen uitwerken:

1 de splitsingsreactie (ionisatie of dissociatie) van beide elektrolyten schrijven;

2 de combinatie van deze twee reacties schrijven, er rekening mee houden dat de som van het aantal positieve ionladingen en het aantal negatieve ionladingen gelijk moet zijn aan nul en op basis van de oplosbaarheidstabel uitzoeken welke ionen combineren;

3 de essentiële ionenreactievergelijking schrijven en eventueel de stoffenreactievergelijking opstellen.

Voorbeeld: het samenvoegen van een Al2(SO4)3-oplossing met een BaBr2-oplossing

1 Al2(SO4)3 → 2 Al3� � 3 SO 4 2- BaBr2 → Ba2� � 2 Br1-

2 ? BaSO4 is niet oplosbaar.2 Al3� � 3 SO 4 2- � 3 Ba2� � 6 Br1- → 3 BaSO4↓ � 2 Al3� � 6 Br1

?

3 essentiële ionenreactievergelijking: Ba2� � SO 4 2- → BaSO

4↓

stoffenreactievergelijking: Al2(SO4)3 (opl) � 3 BaBr2 (opl) → BaSO4↓ � 2 AlBr3 (opl)

6. SAM

ENV

OEG

ING

VA

N ELEK

TROLY

T-O

PLOSSIN

GEN

MET

V

ORM

ING

VAN

EEN

NEERSLAG



6.2 Andere voorbeelden van neerslagreacties

6.2.1 Het samenvoegen van een koperdinitraatoplossing met een kaliumhydroxide-oplossing

Bij het samenvoegen van een Cu(NO3)2-oplossing met een KOH-oplossing ontstaat een blauw neerslag.Uitwerking volgens de bovenstaande werkwijze geeft:

1 Cu(NO3)2 → Cu2� � 2 NO 3 1- KOH → K1� � OH1-

2 ? Alle oplossingen met kaliumionen en

nitraten zijn oplosbaar. Cu2� � 2 NO3

1- � 2 K1� � 2 OH1- → Cu(OH)2↓ � 2 NO 3 1- � 2 K1�

? Cu2� en OH1- moeten verantwoordelijk zijn voor het blauw neerslag.

3 essentiële ionenreactievergelijking: Cu2� � 2 OH1- → Cu(OH)2↓

stoffenreactievergelijking: Cu(NO3)2 (opl) � 2 KOH (opl) → Cu(OH)2↓ � 2 KNO3 (opl)

6.2.2 Het samenvoegen van een magnesiumdijodide-oplossing met een trinatriumfosfaat-oplossing

Bij het samenvoegen van een MgI2-oplossing met een Na3PO4-oplossing ontstaat een wit neerslag.Uitwerking volgens de bovenstaande werkwijze geeft:

1 MgI2 → Mg2� � 2 I1-

Na3PO4 → 3 Na1� � PO 4 3-

2 ? Alle oplossingen met natriumionen zijn oplosbaar.

3 Mg2� � 6 I1- � 6 Na1� � 2 PO 4 3- → Mg3(PO4)2↓ � 6 I1- � 6 Na1�

? Mg2� en PO 4 3- moeten verantwoordelijk zijn voor het wit neerslag.

3 essentiële ionenreactievergelijking: 3 Mg2� � 2 PO 4 3- → Mg

3(PO

4)

2↓

stoffenreactievergelijking: 3 MgI2 (opl) � 2 Na3PO4 (opl) → Mg3(PO4)2↓ � 6 NaI (opl)

Neerslagreacties treden op bij het samenvoegen van welbepaalde elektrolytoplossingen AB en CD. Bepaalde ionsoorten combineren en vormen een vaste stof die zeer moeilijk oplost in water. Deze stof bezinkt na enige tijd en vormt dan een neerslag.

A�(opl) � D-

(opl) → AD↓

Of algemeen: m An� � n Dm- → AmDn↓

Welke soorten positieve en negatieve ionen met elkaar een neerslag vormen, kun je afl eiden uit de oplosbaarheidstabel.

Cu(NO3)2 Cu(OH)2-neerslag(opl) KOH(opl)

MgI2 (opl) Na3PO4 (opl) Mg3(PO4)2-neerslag

6. S

AM

ENV

OEG

ING

VAN

ELE

KTR

OLY

T-O

PLO

SSIN

GEN

MET

V

ORM

ING

VA

N E

EN

NEE

RSLA

G



6.3 Toepassingen van neerslagreacties

6.3.1 Bereiding van moeilijk oplosbare verbindingen

Om een moeilijk oplosbare verbinding AD te bereiden vertrek je met twee oplossingen van goed oplosbare elektrolyten. Het eerste elektrolyt levert A�-ionen, het tweede elektrolyt D--ionen. geschikte stoffen kun je opzoeken aan de hand van de oplosbaarheidstabel.Bij het samenvoegen van de twee elektrolytoplossingen slaat de gewenste stof AD neer. De overige ionen van beide elektrolytoplossingen moeten wel vrij in de oplossing blijven.

samenvoegen van de elektrolytoplossing en AB en CD:

A� � B- � C� � D- → AD↓ � C� � B-

Voorbeeld: bereiding van AgBr (lichtgevoelige stof in de fotografi e) benodigde ionen: Ag1� oplosbaar elektrolyt: AgNO3

Br1- alle bromiden zijn oplosbaar, bv. KBr neerslag: AgBrresterende ionen: K1� en NO 3

1- Deze ionen blijven vrij in oplossing.

1 AgNO3 → Ag1� � NO 3 1- KBr → K1� � Br1-

2 Deze ionen blijven vrije ionen. Ag1� � NO 3 1- � K1� � Br1- → AgBr↓ � NO 3 1- � K1�

neerslag

3 essentiële ionenreactievergelijking: Ag1� � Br1- → AgBr↓ stoffenreactievergelijking: AgNO3 (opl) � KBr (opl) → AgBr↓ � KNO3 (opl)

Door fi ltratie kan AgBr worden afgescheiden en de K1� en NO 3 1- -ionen blijven in oplossing.

6.3.2 Kwalitatieve analyse van bepaalde ionsoorten in een waterige oplossing

Bepaalde ionen in waterige oplossing kunnen aangetoond worden door een neerslag te vormen met het desbetreffende ion. In de oplosbaarheidstabel ga je na welk ion een neerslag vormt met dit op te sporen ion.

Voorbeeld 1: zijn er SO 4 2- -ionen aanwezig in de oplossing?

In de oplosbaarheidstabel vind je dat positieve Ba2�-ionen een wit neerslag vormen met negatieve SO 4 2- -ionen.

Ba2� � SO 4 2- → BaSO4↓

De vorming van een wit neerslag bij toevoeging van een Ba (NO3)2 oplossing kan dus wijzen op de aanwezigheid van sulfaationen in de oplossing. Ba2� -ionen vormt en echter ook met andere ionen een neerslag, nl. met carbonaat-, fosfaat- en hydroxide-ionen. Om de aanwezigheid van sulfaationen eenduidig aan te tonen zijn er dus nog andere onderzoeksmethoden nodig.

geligeneerslagvan AgBr

KBr( opl. )

AgNO3( opl.)

+

6. SAM

ENV

OEG

ING

VA

N ELEK

TROLY

T-O

PLOSSIN

GEN

MET

V

ORM

ING

VAN

EEN

NEERSLAG


Voorbeeld 2: een oplossing bevat Ba(NO3)2 of Pb(NO3)2. Welk van beide stoffen is aanwezig in de elektrolytoplossing?

De opgeloste ionen zijn: mogelijkheid 1: Ba2� en NO 3 1- mogelijkheid 2: Pb2� en NO 3 1-

In de oplosbaarheidstabel vind je dat Pb2�-ionen een neerslag vormen met Br1--ionen.Met Ba2� vormt Br1- geen neerslag.

Mogelijkheid 1 Mogelijkheid 2

De oplossing bevat Ba2�-ionen. De oplossing bevat Pb2�-ionen.

toevoeging van een KBr-oplossing

Ba2� � 2 NO 3 1- � 2 K1� � 2 Br1-

Alle ionen blijven naast elkaar bestaan: er is geen neerslagvorming.

toevoeging van een KBr-oplossing

Pb2� � 2 NO 3 1- � 2 K1� � 2 Br1- → PbBr2↓ � 2 K1� � 2 NO 3 1 -

vorming van een neerslag van PbBr2

6.3.3 Bepaalde ionsoorten afzonderen uit een oplossing

Een gegeven oplossing bevat drie verschillende metaalionen. Deze moeten aangetoond worden door ze van elkaar te scheiden.Algemene werkwijze:

• Voeg één elektrolytoplossing toe met een negatieve ionsoort die met slechts één van de drie metaalionen een neerslag vormt.

• Na fi ltratie voeg je aan het fi ltraat een tweede elektrolytoplossing toe die slechts met een van de twee resterende metaalionen een neerslag vormt.

• Na nieuwe fi ltratie blijven alleen ionen van het derde metaal aanwezig in het fi ltraat.

Voorbeeld: een oplossing bevat Ba2�-, Ag1�- en Cu2�-ionen.

Om deze ionen van elkaar te scheiden voeg je aan de elektrolytoplossing een NaCl-oplossing toe. Ag1� � Cl1- → AgCl ↓De chloride-ionen vormen geen neerslag met Ba2� en Cu2�.Je fi ltreert het mengsel. Het fi ltraat bevat nog Ba2�- en Cu2�-ionen.Aan het fi ltraat voeg je een Na2SO4-oplossing toe. Ba2� � SO 4 2- → BaSO4 ↓Sulfaationen vormen geen neerslag met Cu2�.Je fi ltreert het mengsel. Het fi ltraat bevat nog Cu2�-ionen. Deze kun je eventueel nog verwijderen door de toevoeging van een NaOH-oplossing. Cu2� � 2 OH1- → Cu(OH)2 ↓

Ba2+

Ag1+

Cu2+

proefoplossing

+ NaCl

AgCl

Ba2+

Cu2+

BaSO4

Cu2+

+ Na2SO4

+ NaOH

Cu(OH)2


6. S

AM

ENV

OEG

ING

VAN

ELE

KTR

OLY

T-O

PLO

SSIN

GEN

MET

V

ORM

ING

VA

N E

EN

NEE

RSLA

G



LaboVorming van een neerslag: algemene werkwijze

Een aantal elektrolytoplossingen wordt gegeven.Tenzij anders is aangegeven, breng je van elke oplossing hoogstens 2 cm in een reageerbuis.Bij het samenvoegen neem je deerste reageerbuis bovenaan vast en breng je ze op ooghoogte.Voeg van de tweede oplossing eerst een minimale hoeveelheid toe, eventueel met een plasticpipet.Je kunt de reageerbuis afstoppen en ermee schudden, maar daardoor kun je de vorming van een neerslag en het bezinken ervan minder goed waarnemen.Zet de reageerbuis in het rek en observeer af en toe het bezinken. Noteer de kleur van de eventuele neerslag.Deze neerslag kan je afzonderen door fi ltrate.

1 Vorming van neerslagen door het samenvoegen van oplossingen


– zinkdinitraatoplossing (Zn(NO3)2)– dinatriumcarbonaatoplossing (Na2CO3)

– bariumdichloride-oplossing (BaCl2) – diwaterstofsulfaatoplossing (c � 0,1 mol/l) (H2SO4)– ijzertribromide-oplossing (FeBr3)– dikaliumsulfi de-oplossing (K2S)

Werkwijze

Voegenkele ml van de volgende oplossingen samen:

• zinkdinitraatoplossing en dinatriumcarbonaatoplossing;• bariumdichloride-oplossing en diwaterstofsulfaatoplossing;• ijzertribromide-oplossing en dikaliumsulfide-oplossing.

Noteer in jouw verslag je waarneming en schrijf de opeenvolgende stappen uit voor de optredende reacties.

6. SAM

ENV

OEG

ING

VA

N ELEK

TROLY

T-O

PLOSSIN

GEN

MET

V

ORM

ING

VAN

EEN

NEERSLAG



2 Vorming van een neerslag op twee verschillende wijzen


– oplossingen met de gevraagde ionen

Vorm op twee verschillende wijzen de volgende neerslagen:

• een neerslag van Cu(OH)2;

• een neerslag van CaCO3.

Werkwijze

Zoek zelfstandig de gevraagde gegevens op.Gebruik de algemene werkwijze.Noteer je waarneming en schrijf de opeenvolgende stappen uit voor de optredende reacties.

3 Bewijs de aanwezigheid van bepaalde stoffen in oplossing

Werk een methode uit om het volgende aan te tonen:

a Leidingwater bevat Cl1--ionen.

b Zeezout bevat I- -ionen.

c Het etiket van mineraalwater bevat veel informatie over aanwezige ionen. Van welke opgeloste mineralen kunnen die ionen afkomstig zijn?

d De blauwe kleur van Cu2�-oplossingen is te wijten aan de aanwezigheid van gehydrateerde Cu2�-ionen. Dat kun je aantonen door deze ionen neer te slaan en de kleur van de overblijvende oplossing te observeren.

Oefenen en testen1 Welke elektrolyten zijn goed (�) en welke zijn slecht (-) oplosbaar?

0 H2SO4 � 5 Ag3PO4

1 Ba(NO3)2 6 Fe(OH)2

2 CaBr2 7 K2CO3

3 Al2(SO4)3 8 K2S

4 Mg(OH)2 9 HgI2

6. S

AM

ENV

OEG

ING

VAN

ELE

KTR

OLY

T-O

PLO

SSIN

GEN

MET

V

ORM

ING

VA

N E

EN

NEE

RSLA

G



2 Welke reactie geeft correct (J) de splitsingsreactie (ionisatie of dissociatie) weer van het elektrolyt bij oplossing in water? Welke zijn fout (F)? Verbeter daarna de reactievergelijking.

0 MgCl2 → Mg2� � Cl-2 F MgCl2 → Mg2� � 2 Cl1-

1 Ba(NO3)2 → Ba2� � 2 NO 3 -

2 Ag2SO4 → 2 Ag2� � 4 SO-

3 Cu(CO3)2 → Cu2� � 2CO 3 1-

4 HgSO4 → Hg�1 � SO 4 -

5 K3PO4 → 3 K� � 4 PO3-

6 Ca(OH)2 → Ca2� � 2 OH-

7 Zn3(PO4)2 → 3 Zn2� � 2 PO 4 3-

8 Al2S3 → 2 Al3- � 3 S2�

9 Na2CO3 → 2 Na� � CO 3 2-

3 Twee elektrolytoplossingen worden samengevoegd. Gebruik de gegeven werkwijze (drie stappen) om te achterhalen of er een neerslag wordt gevormd.

Voorbeeld zie pagina 102

zilvernitraat- en kaliumbromide-oplossing

1.

2.

3.

dialuminiumtrisulfaat- en bariumdinitraatoplossing

1.

2.

3.

calciumdichloride- en trinatriumfosfaatoplossing

1.

2.

3.

bariumdijodide- en dizilversulfaatoplossing

1.

2.

3.

6. SAM

ENV

OEG

ING

VA

N ELEK

TROLY

T-O

PLOSSIN

GEN

MET

V

ORM

ING

VAN

EEN

NEERSLAG



4 Noteer telkens twee elektrolytoplossingen die je kunt samenvoegen om de onderstaande neerslag te verkrijgen. Schrijf daarna de stoffenreactievergelijking.

0 PbI2 Pb(NO3)2 en KI Pb(NO3)2 (opl) � 2 KI (opl) → PbI2 ↓ � 2 KNO3 (opl)

1 BaSO4

2 AgCl

3 CaCO3

4 Mg3(PO4)2

5 Al2S3

6 Ni3(PO4)2

5 Welke van de gegeven elektrolytoplossingen is bruikbaar om de volgende stoffen (of ionen), opgelost in water, via een neerslagreactie aan te tonen?

0 Cu2�

AlCl3

MgSO4

K2CO3

NaOH Ag2SO4

Pb(NO3)2

1 Ca2�

AlCl3

MgSO4

K2CO3

NaOH Ag2SO4

Pb(NO3)2

2 Cl1-

AlCl3

MgSO4

K2CO3

NaOH Ag2SO4

Pb(NO3)2

3 Ag1�

AlCl3

MgSO4

K2CO3

NaOH Ag2SO4

Pb(NO3)2

4 Mg2�

AlCl3

MgSO4

K2CO3

NaOH Ag2SO4

Pb(NO3)2

5 OH1-

AlCl3

MgSO4

K2CO3

NaOH Ag2SO4

Pb(NO3)2

6 Pb2�

AlCl3

MgSO4

K2CO3

NaOH Ag2SO4

Pb(NO3)2

7 NaBr AlCl3

MgSO4

K2CO3

NaOH Ag2SO4

Pb(NO3)2

8 NaNO3

AlCl3

MgSO4

K2CO3

NaOH Ag2SO4

Pb(NO3)2

9 K3PO4

AlCl3

MgSO4

K2CO3

NaOH Ag2SO4

Pb(NO3)2

6. S

AM

ENV

OEG

ING

VAN

ELE

KTR

OLY

T-O

PLO

SSIN

GEN

MET

V

ORM

ING

VA

N E

EN

NEE

RSLA

G



6 Je moet aantonen welk van beide ionen in een gegeven oplossing voorkomt. Dat doe je door er een elektrolytoplossing aan toe te voegen die met slechts één van de ionen een neerslag vormt. Geef aan welk elektrolyt daarvoor in aanmerking komt. Indien geen van de mogelijke keuzes voldoet, noteer dan zelf een elektrolyt.

Aan te tonen stof Keuzemogelijkheden Je eigen keuze

0 Cu2� of Ca2� MgCl2

MgSO4

K3PO4

Zn(NO3)2

Ag2SO4

Pb(NO3)2

1 Cl1- of OH1- MgCl2

MgSO4

K3PO4

Zn(NO3)2

Ag2SO4

Pb(NO3)2

2 Mg2�of Ca2� MgCl2

MgSO4

K3PO4

Zn(NO3)2

Ag2SO4

Pb(NO3)2

3 Pb2� of Al3� MgCl2

MgSO4

K3PO4

Zn(NO3)2

Ag2SO4

Pb(NO3)2

4 SO 4 2- of Cl1- MgCl2

MgSO4

K3PO4

Zn(NO3)2

Ag2SO4

Pb(NO3)2

7 Een gegeven oplossing bevat twee of meer ionsoorten. Probeer deze ionsoorten aan te tonen en van elkaar te scheiden via neerslagvorming. Geef het werkschema.

0 Ag� en Ba2�

we voegen een NaBr-oplossing toe. Ag� � Br- → AgBr↓ De bromide-ionen vormen geen neerslag met Ba2�. Het mengsel fi ltreren: Het fi ltraat bevat nog Ba2�-ionen. Deze kun je verwijderen door toevoeging van een S O 4 2- -oplossing

1 Pb2� en Al3�

2 chloride, hydroxide en sulfaationen

3 Cu2�, Ca2�, Mg2� en Ag1�

6. SAM

ENV

OEG

ING

VA

N ELEK

TROLY

T-O

PLOSSIN

GEN

MET

V

ORM

ING

VAN

EEN

NEERSLAG



DoelJe leerde• dat bij de samenvoeging van twee elektrolytoplossingen een neerslag kan worden gevormd;• dat deze neerslagvorming kan worden aangewend om bepaalde stoffen te bereiden, om ionsoorten

te scheiden of om het voorkomen van ionsoorten in een oplossing aan te tonen.


Bij het samenvoegen van twee elektrolytoplossingen (AB (opl) en CD (opl)) kan een combinatie tussen positieve en negatieve ionen plaatsgrijpen waarbij een neerslag wordt gevormd. Dat is een vaste stof die zeer moeilijk oplost in water.

A�(opl) � D-

(opl) → AD↓

Of algemeen: m An� � n Dm- → AmDn↓

Welke soorten positieve en negatieve ionen met elkaar een neerslag vormen, kun je afl eiden uit de oplosbaarheidstabel.Om de optredende reactie te kennen gebruik je steeds de volgende stappen:

Algemeen Voorbeeld

het samenvoegen van een Al2(SO4)3-oplossing met een BaBr2-oplossing

1 de splitsingsreactie (ionisatie of dissociatie) van beide elektrolyten schrijven;

Al2(SO4)3 → 2 Al3� � 3 SO 4 2- BaBr2 → Ba2� � 2 Br1-

2 de combinatie van deze twee reacties schrijven, er rekening mee houden dat de som van het aantal positieve ionladingen en het aantal negatieve ionladingen gelijk moet zijn aan nul en op basis van de oplosbaarheidstabel uitzoeken welke ionen combineren;

BaSO4 is niet oplosbaar.?

2 Al3� � 3 SO 4 2- � 3 Ba2� � 6 Br1- → ..

?... 3 BaSO4↓ � 2 Al3� � 6 Br1-

3 de essentiële ionenreactievergelijking schrijven en eventueel de stoffenreactievergelijking opstellen.

Ba2� � SO 4 2- → BaSO4↓Al2(SO4)3 (opl) � 3 BaBr2 (opl) →

3 BaSO4↓ � 2 AlBr3 (opl)

Toepassingen:• een moeilijk oplosbare stof bereiden;• de aanwezigheid van een bepaalde ionsoort in een waterige oplossing aantonen;• bepaalde ionsoorten in een oplossing aantonen en verwijderen.

Belangrijke begrippen

SAMENVATTING

elektrolytoplossingessentiële ionenreactievergelijkingneerslagneerslagvorming

oplosbaarheidstabelsplitsingsreactie (ionisatie/dissociatie)stoffenreactievergelijking

6. S

AM

ENV

OEG

ING

VAN

ELE

KTR

OLY

T-O

PLO

SSIN

GEN

MET

V

ORM

ING

VA

N E

EN

NEE

RSLA

G


Leesstukje 6


Is koken en eten meer dan een louter

culinaire aangelegenheid? Zeker. Kijk maar

even mee in de provisiekast, de afwasbak en

onder de deksels van potten en pannen. Dan

merk je meteen dat een chef-kok en een

chemicus meer met elkaar gemeen hebben

dan alleen maar de noodzaak om na hun

werk de afwas te doen. Maar ook een

huisvrouw of -man en een landbouwer zijn

vaker met chemie bezig dan ze wel denken.

Achter het fornuis

Iedere kok die over de gezondheid van zijn gasten waakt, schotelt hen enkel vers of goed bewaard voedsel voor. Bedorven of rotte voedingswaren

houden immers veel risico’s in: je wordt onwel of krijgt er zelfs een voedselvergiftiging van. Voedselbewaring is dan ook een delicaat punt

waarbij additieven soms onontbeerlijk zijn.

Een goede keukenpiet zal in zijn keuken vaak onbewust chemie bedrijven.

Ook de boer en de tuinier, leveranciers van lekkere ingrediënten, weten wat chemie is. Omdat zij regelmatig dezelfde gewassen telen op hun

percelen, kan de grond uitgeput raken. Is de bodem te zuur, dan pakken ze de kwaal aan met kalk: het is dan net of er een laagje sneeuw op

Chemie in het leven van elke dagIs je keuken thuis ook een laboratorium?

6. SAM

ENV

OEG

ING

VAN

ELEKTRO

LYT-

OPLO

SSING

EN M

ET

VO

RMIN

G VA

N EEN

N

EERSLAG


Leesstukje 1


de velden ligt. Als ze pesticiden gebruiken, krijgen ze vaak kritiek van milieugroeperingen, want is al dat chemisch spul wel gezond

voor de mens? Er wordt inderdaad soms te kwistig omgesprongen met bepaalde producten.

Nuttiger wordt de chemie dan weer bij biotechnologische toepassingen. Denk maar aan de bereiding van yoghurt, kaas en hoeveboter.

Een indigestie?

Ook al weet een goede kok met verse ingrediënten een culinair festijn voor te schotelen, toch kunnen zijn gerechten je zwaar op de

maag liggen. Je neemt je toevlucht tot maagzout of bepaalde bronwaters, zoals Vichy, Perrier of Apollinaris, die bekend staan om

hun hoge gehalte aan bicarbonaten. Zij steken de spijsvertering een handje toe. In het slechtste geval houd je er een indigestie aan

over. Of als je te diep in het glas gekeken hebt, neem je met plezier een

bruistabletje om die vervelende hoofdpijn weg te werken.

Hardnekkige problemen, eenvoudige oplossingen

Veel ‘plongeurs’ (want zo heten bordenwassers in restaurants) ergeren zich

dagelijks aan hard water: dat veroorzaakt kalkaanslag die vieze plekken

achterlaat op bestek, glas- en eetservies. Een ervaren ‘plongeur’ weet dat het

eenvoudig en goedkoop is om dat hardnekkige probleem aan te pakken met een

oud huismiddeltje: kalkaanslag kan makkelijk ‘weggewerkt’ of opgelost worden

met azijn.

Wil je een afvoer ontstoppen? Neem dan soda (dinatriumcarbonaat: Na2CO

3 ). En wist je dat natriumwaterstofcarbonaat

(NaHCO3) het prima doet als wasverzachter of als badzout? Zeker milieubewuste mensen zoeken hun toevlucht tot dergelijke

‘ouderwetse’ technieken en beseffen dan vaak niet dat ze op dat ogenblik chemie beoefenen.

Chemisch reinigen?

En de vlijtige huisvrouw of huisman?

Ook zij worden in hun dagelijkse bezigheden geconfronteerd met chemie, vaak onbewust. Neem nu poetsmiddelen om alles

schitterend schoon en fris te houden. De industrie produceert een heel gamma aan onderhoudsproducten en samen met hun

marketingafdelingen proberen zij zo veel mogelijk gebruikers voor hun product te winnen. Met een dergelijk uitgebreid pakket van

concurrerende merken is het voor de consument niet altijd zo eenvoudig om door de bomen het bos nog te zien.

Wat meer kennis van chemie vereenvoudigt heel wat verschijnselen!

Wat hebben een mooie foto, kalkaanslag, een vuile rand in een kopje koffi e of thee, een gekookt ei met een groenige schijn en

water- en bodemanalyse nu met elkaar gemeen?

Chemie kan je wat meer inzicht bieden in deze en andere verschijnselen in jouw leefomgeving.

Je hebt al verschillende soorten anorganische stofklassen leren kennen, nl. oxiden, zuren, hydroxiden en zouten, evenals het

onderscheid tussen elektrolyten en niet-elektrolyten. Vele verschijnselen in jouw leefwereld zijn in feite chemische reacties tussen

elektrolyten.

Ook het begrip ‘zuurtegraad’ speelt vaak een belangrijke rol.

6. S

AM

ENV

OEG

ING

VAN

ELE

KTR

OLY

T-O

PLO

SSIN

GEN

MET

V

ORM

ING

VA

N E

EN

NEE

RSLA

G



Voorbeelden van reacties die gepaard gaan met de vorming van een onoplosbare vaste stof

(neerslag):- zie hoofdstuk 6

– een gekookt ei met een groene verkleuring;

– een bruine rand in een vuil koffi e- of theekopje;

– kalkaanslag in een koffi ezetapparaat of kookpan of in een wasmachine;

– zeepaanslag (kalkzeep) na een bad met kalkrijk water;

– stalagmieten. stalactieten en grotvorming;

– neerslagvorming van zilverzouten in de klassieke fotografi e;

– water- en bodemanalyse.

Voorbeelden van reacties die gepaard gaan met het ontsnappen van een gas:- zie hoofdstuk 7

– het oplossen van een bruistablet;

– het gebruik van gist of bakpoeder bij het bakken van een brood of taart;

– een betere spijsvertering met mineraalwater dat koolzuurgas bevat of ontwikkelt in de maag;-

– bederf en verrotting van vlees en vis: de afbraak van eiwitten tot onwelriekende stoffen zoals

ammoniak en diwaterstofsulfi de;

– gistings- en verzuringsreacties bij de omzetting van voedingsbestanddelen met vrijzetting van

koolstofdioxide.

Voorbeelden van reacties die verband houden met veranderingen van de

zuuregraad:- zie hoofdstuk 8

– het gebruik van maagzout (NaHCO3) bij zure oprispingen;-

– het kalken van zure grond;

– de kleurverandering bij toevoeging van azijn tijdens de bereiding van rode

kool - (rodekoolsap is een zuur/base-indicator);

– de ontkalking van een koffi ezetapparaat met azijn;

6. SAM

ENV

OEG

ING

VAN

ELEKTRO

LYT-

OPLO

SSING

EN M

ET

VO

RMIN

G VA

N EEN

N

EERSLAG


Leesstukje 1


– de controle van de zuurgraad van een aquarium;

– de regulatie van de zuurgraad van ons bloed;

– de bereiding van zuurvrije tafelolie door het ontzuren met loog (base-oplossing);

– de bepaling van het vitamine C-gehalte in fruitsap;

– de - bepaling van het gehalte aan koolzuurgas dat door een - bruistablet kan

worden vrijgezet;

– de bepaling van het gehalte aan vetzuren in oliën en vetten;

– de verwijdering van resten van cement en kalk met zoutzuur; (HCl)

– de verwijdering van roest met zoutzuur.

Denk hier eens over na of zoek het eens op:

1. Een nieuwe modetrend in de restaurantwereld is het moleculaire koken. Wat bedoelt men daarmee? Is dat werkelijk zo nieuw

of zet men iets in de kijker wat in feite reeds lang gekend is bij voedingsdeskundigen en koks?

2. Welk ontkalkingsmiddel wordt bij jou thuis gebruikt om kranen of het koffi ezetapparaat te ontkalken?

3. Waarom moet rijzend taartdeeg of brooddeeg voorzichtig behandeld worden?

6. S

AM

ENV

OEG

ING

VAN

ELE

KTR

OLY

T-O

PLO

SSIN

GEN

MET

V

ORM

ING

VA

N E

EN

NEE

RSLA

G


CHEMIE OP WEG MET 2nuleren.be/ebooks/op_weg_met_chemie.pdf · CHEMIE 2 OP WEG MET Leerwerkboek 1uur...

Documents

Transcript of CHEMIE OP WEG MET 2nuleren.be/ebooks/op_weg_met_chemie.pdf · CHEMIE 2 OP WEG MET Leerwerkboek 1uur...