Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M...

58
1 Jaarboek 2017- 2018

Transcript of Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M...

Page 1: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

1

Jaarboek 2017- 2018

Page 2: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

2

Deelnemers TOA DOT 2017-2018

Ans Assink, SG Marianum , Groenlo

Anja van Dijk, Lyceum De Grundel, Hengelo

Annelies Mulder, Etty Hillesum Lyceum/ Het Stormink, Deventer

Erik Jansen, CSG Het Noordik, Almelo

Esther van der Heiden, CSG Het Noordik, Almelo

Graziella Barbaro, Carmel Hengelo/ Twickel College

Marien van der Horst, Kennemer Lyceum, Overveen

Radju Broekhuijsen, Etty Hillesum Lyceum/ Het Stormink, Deventer

Wendelien Bast ,Chr College Groevenbeek, Ermelo

Wil Gradussen, Isendoorn College, Warnsveld

Aline Hofman, OSG Het Erasmus, Almelo

Margreet Jonker , Chr College Groevenbeek, Ermelo

Hetty Lourens, Het Assink Lyceum, Neede

Rien Visser, Jacobus Fruytier Scholengemeenschap, Apeldoorn

Margreet Tuinman, Chr College Groevenbeek, Ermelo

Caroline van Rhenen, Montessori Lyceum Herman Jordan, Zeist

Angela Jansen, Almere College locatie Copernicus, Dronten

Herman Bijl, Almere College locatie Copernicus, Dronten

Henriette klein Bluemink, Montessori College Twente, Hengelo De practica voorschriften zijn volgens een ‘Getting Practical’ format opgesteld. Met dank aan: Pre- U Leerlingen lab www.utwente.nl/onderwijs/pre-university/pre-u/leerlingenlab-vo Labzaal op het Chr College Groevenbeek te Ermelo

Page 3: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

3

Colofon

Blz:

Deelnemers………………………………………………………………………………….. 2

Colofon………………………………………………………………………………………..3

Toa ontwikkelteam info…………………………………………………………………….. 4

Electrolyse in druppelvorm………………………………………………………………… 5

Druppelpracticum electrolyse………………………………………………………………8

Redox, zuurbase, neerslag druppelpracticum…………………………….…………….16

Vitamine C gehalte in verschillende voedingsmiddelen, microschaal 3e klas 20

Vitamine C gehalte in verschillende voedingsmiddelen microschaal …………..……23

Zuurstofbleekmiddelen (oxi)…………………………………………………………..…..29

Katalase in aardappel…………………………………………………………………..….49

Eendenkroos telen voor eiwitten…………………………………………………….…...53

Bioplastic maken van zetmeel…………………………………………………………….56

Page 4: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

4

TOA-Ontwikkelteam

Wij zijn op zoek naar TOA’s biologie, natuurkunde en scheikunde die met ons mee willen denken in de TOA DOT schooljaar 2018-2019

Activiteiten

Binnen de TOA DOT werken we aan het verbeteren van bestaande

practica en ontwikkelen van nieuwe practica voor zowel vmbo-t, havo en

vwo, onderbouw en bovenbouw voor de vakken biologie, natuurkunde en

scheikunde, maar ook vakoverstijgend.

Daarnaast wordt er bij elkaar op school gekeken en gewerkt en worden er praktische workshops gegeven bij landelijke TOA- en docentenbijeenkomsten.

Doel / Resultaten

• een kenniskring van TOA’s opbouwen

• jezelf bijscholen

• een practica jaarboek afleveren

Waar en wanneer?

De bijeenkomsten vinden elke vierde maandag van de maand plaats in het Leerlinglab op de UT in Enschede en elke vierde dinsdag van de maand op het CC Groevenbeek te Ermelo, van 15.00 tot 18:00 uur. Wil je een keer komen kijken wat we doen, maak een afspraak en kom langs

Informatie

www.utwente.nl/pro-u

of mail naar [email protected]

Page 5: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

5

Electrolyse in druppelvorm.

Introductie:

Zoals je weet, zijn er ruim 100 verschillende enkelvoudige stoffen. Deze stoffen kunnen opgedeeld worden in metalen en niet-metalen. Met deze enkelvoudige stoffen kunnen duizenden combinaties gemaakt worden. Een soort daarvan zijn zouten, dit zijn combinaties van metalen en niet-metalen. Met behulp van ontledingsreacties kunnen deze gecombineerde stoffen weer ontleed worden. We kennen 3 soorten ontledingsreacties:

- M.b.v. licht fotolyse

- M.b.v. warmte thermolyse

- M.b.v. elektriciteit elektrolyse

Elektrolyse wordt onder andere toegepast bij het galvaniseren: Dit is het verzilveren, verkoperen of verzinken van stroom geleidende voorwerpen. We gaan vandaag’elektrolyse’ uitvoeren door middel van een druppelproef.

Lesorganisatie:

Deze proef is geschreven voor de leerlingen, die beginnen met het vak scheikunde. 3VMBO, maar ook 3 H/V. De proef zelf duurt 5 a 10 minuten. Met uitwerken duurt het ongeveer een half lesuur.

Apparatuur en materiaal:

Petrischaal met gaatjes aan de zijkant.

9 volt batterij met kapje en snoertjes

Krokodillenklemmetjes

Elektrodes van carbonfiber

Koperchloride-oplossing 1,0M

Page 6: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

6

TOA aanwijzingen en veiligheid:

Koperchloride 1,0 M werkt goed voor deze toepassing. Om aan de negatieve-pool (min- pool) een duidelijke koper aanslag te krijgen, werkt het goed om de koperchloride-oplossing aan te zuren met zoutzuur tot pH1. Na afloop kunnen de petrischaal en de elektrodes afgeveegd worden met een tissue. Dit kan in het zware metalen vat. Elektrode materiaal is te koop bij Conrad of bij sommige hobbyzaken. Het materiaal is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop.

Procedure:

De elektrodes worden op de juiste manier verbonden met de batterij.

In het midden van de petrischaal wordt een flinke druppel gevormd van

koperchloride-oplossing.

De elektrodes worden door de openingen in de druppel gebracht, zorg dat ze

elkaar niet raken.

Rood vormt de positieve pool, zwart de negatieve pool.

Het deksel wordt even op de petrischaal gelegd.

Beschrijf de waarnemingen voor tijdens en na de reactie.

Til het deksel van de petrischaal op en ruik welk gas er ontstaan is.

Vragen:

Vraag 1: Verklaar waarom de kleur van de oplossing van koperchloride verandert bij deze proef. Vraag 2: Met de gebruikte opstelling kun je ook nikkelchloride ontleden. Welke stoffen ontstaan er dan? Vraag 3: Leg uit hoe je met een dergelijke proef een laagje chroom op een stukje ijzer kunt krijgen.

Page 7: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

7

Enkele verdiepingsvragen

Vraag 1: Welke atoomsoorten zijn er aanwezig in het zout koperchloride? Vraag 2: Bij de plus-electrode ontstaat een gas, welk gas is dit? Vraag 3: Hoe ziet de negatieve electrode eruit na afloop van de elektrolyse? Vraag 4: Welke stof zal dit zijn? Vraag 5: Geef het reactieschema van de elektrolyse van koperchloride Vraag 6: Waar moet je het voorwerp, dat je wilt elektrolyseren hangen: op de plek van de positieve-electrode of aan de negatieve-electrode?

Docentaanwijzingen:

Antwoorden: 1. De koperchloride ontleedt in koper en chloor dus verdwijnt de

koperchloride.

2. Nikkel en chloor

3. Je doet een stukje ijzer als negatieve pool en houdt dat in een chroomzout

oplossing. Dan ga je het elektrolyseren.

Antwoorden op de verdiepingsvragen: 1. Koper en chloor.

2. Chloor-gas, ruikt naar zwembad.

3. De elektrode is roodbruin geworden.

4. Koper.

5. Koperchloride(aq) Koper(s) + Chloor(g)

6. Aan de minpool.

7. Je ziet de vloeistof ontkleuren, de blauwe kleur verdwijnt. Voor de pijl verdwijnt

het koper, en het chloride atoom. Keukenzout (NaCl) is niet blauw, De blauwe

kleur komt niet van chloride, dus moet het van koper in oplossing komen.

Verdere informatie:

1. Bron: Cleapps zie http://science.cleapss.org.uk/

Page 8: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

8

Druppelpracticum Elektrolyse.

Introductie

Je gaat een aantal oplossingen elektrolyseren. We doen dat door middel van een druppelpracticum niet in de laatste plaats omdat dat veel grondstoffen bespaart. Bij elektrolyse voer je vanuit een batterij of een ander stroombron energie TOE aan de gekozen oplossingen. Let op dat is wat anders dan een stroomlevendere bron! Bij elektrolyse wordt de + pool en de – pool bepaald door je stroombron. Zie daarbij je stroombron als een soort electronenpomp, die elektronen stuwt naar de –negatieve(min)pool en wegzuigt uit de + positieve(plus)pool (zie tekening). Belangrijk is ook het materiaal waarvan de elektrodes zijn gemaakt. Dat materiaal kan immers “mee- reageren”. Om dat uit te sluiten worden vaak zogenaamde inerte elektroden gebruikt, vaak zijn die van koolstof of (iets duurder) van platina gemaakt.

Lesorganisatie:

Dit experiment kan als een introductie voor elektrolyse worden gebruikt. Door de kleinschaligheid is het aan te raden dit uit te laten voeren door groepjes van 2 leerlingen. De proefjes vergen niet veel tijd maar belangrijk is dat na elk experiment aan de hand van de waarnemingen de halfreacties worden uitgeschreven. Daarna mag je pas verder gaan met het volgende proefje. Een lesuur van 50 minuten moet voldoende zijn om alle 6 experimentjes uit te voeren en de vragen te kunnen beantwoorden.

Page 9: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

9

Apparatuur en materiaal:

Druppelflesjes met oplossingen van:

Koperbromide 1,0M,

Kaliumjodide 0,1M opgelost in een zetmeeloplossing 1%

Zilvernitraat 1,0M

Natriumsulfaat 1,0M

Zinkchloride 1,0 M

Kaliumbromide 0,1M

Fenolftaleïen

Thymolblauw

Koolstof/potlood of carbon elektrodes

krokodillenbekjes

9-Volts batterijen en clipje met aansluitdraden rood/zwart.

Plastic Petri schaaltjes met gaatjes in zijkanten, wij hebben hier 9 cm doorsnede gebruikt.

TOA-aanwijzingen en veiligheid:

Hier zijn plastic petrischaaltjes gebruikt, waar in de zijkant met een warme naald verticale gaatjes zijn gemaakt waardoor de elektrodes gestoken kunnen worden. Voor de elektrodes kunnen ook dunne carbon staafjes gebruikt worden. Deze zijn te bestellen bij Conrad per 50 cm. Je kunt hiervan10 elektrodes maken. Na ieder proefje kan de oplossing worden verwijderd met een tissue. Steeds de elektrodes schoonmaken met een tissue. Indien een koper -of zinkoplossing gebruikt is, kunnen de elektrodes schoongemaakt worden met zoutzuur 1M, daarna schoonspoelen met demiwater. Dit is niet nodig bij de carbon elektrodes. Aanwijzing bij uitvoering:

De thymolblauw direct toevoegen bij 3.

De fenolftaleïen direct toevoegen bij 4. Zet het petrischaaltje op een magneet en druppel daar de Na2SO4 boven. Electolyseer er is een prachtige beweging te zien.

Bij 5 en 6 is het de bedoeling dat de kaliumjodide in zetmeel echt apart van de zinkchloride gedruppeld wordt.

Voor de kaliumjodide-oplossing die in zetmeeloplossing moet worden opgelost maak je eerst een 1 % (1gram/100mL) oplossing van zetmeel in demiwater. Deze gebruik je om de kaliumjodide-oplossing mee te maken.

Kaliumjodide-oplossing 0,1M : weeg 1,660 g kaliumjodide af en los dit op in zetmeeloplossing 1%. Vul aan tot 100 mL met de zetmeeloplossing. Homogeniseer.

Koper- en zinkoplossingen(tissues?) in het afvalvat van zware metalen

Page 10: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

10

Procedure werkblad Maak de opstelling zoals hierboven aangegeven (zorg dat de koolstofpunten elkaar NIET raken). Druppel in het midden tussen de elektroden

een kleine hoeveelheid oplossing. Zorg nu dat beide elektroden de oplossing “raken” maar NIET elkaar.

Bij sommige oplossingen moet je fenolftaleïen of thymolblauw toevoegen. Dit is een indicator voor OH- ionen, hierdoor wordt de oplossing

roze gekleurd. Je kunt zelf bedenken waarvoor je zetmeel toevoegt. Vul onderstaande tabel in en gebruik BINAS tabel 48

Nr. Oplossing(en) Extra toevoegen Welke deeltjes/ stoffen aanwezig. OX of RED? Onderstreep sterkste OX en RED

Waarnemingen (kleurveranderingen/ ontstaan gassen etc.) en halfreacties

1 koperbromide

2 kaliumjodide/ zetmeel

3 zilvernitraat thymolblauw aan oplossing

4 natriumsulfaat fenolftaleïen aan oplossing evt magneet gebruiken

onder petrischaaltje

5 zinkchloride Aantal druppels KI/ zetmeel apart van ZnCl2 -oplossing Daarna deksel erop

6 koperchloride koperchloride als neus KI/zetmeel als ogen kaliumbromide als mond Daarna deksel erop

Page 11: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

11

Per experiment op het werkblad invullen

1. Noteer aanwezige deeltjes/stoffen en daarachter RED/OX. 2. Onderstreep de sterkste RED/OX (BINAS tabel 48). 3. Schakel de spanningsbron in. 4. Kijk nu goed welke veranderingen plaatsvinden. 5. Noteer alle halfreacties ook als er meer per elektrode plaatsvinden.

Docentaanwijzingen: Antwoorden per experiment op het werkblad:

Cu2+ Br- H2O Antwoorden die horen bij het werkblad en die op het werkblad worden ingevuld Ox red ox/red

1. CuBr2 oplossing 0,1 M Beginoplossing helder en blauw

De blauwe kleur van de oplossing verdwijnt. Aan de plus pool, oplossing wordt geel/bruin Aan de min pool, er ontstaat een vaste stof, roodbruin van kleur. Plus-pool red. 2 Br-

Br2 = 2 e-

Geel Min-pool: ox. Cu2+ + 2 e- Cu(s)

Blauw roodbruin 2. K+ I- H2O

Ox RED OX/red KI oplossing 0,1 M opgelost in 1 % zetmeel oplossing Beginoplossing kleurloos

en helder

Aan de pluspool: oplossing wordt blauw/zwart Aan de minpool ontstaan belletjes. Plus-pool: red. 2 I- I2 + 2 e-

Blauw/zwart Min-pool: ox.2 H2O +2 e-

H2(g) + 2 OH-

3. Ag+ NO3

- H2O Ox - RED/OX AgNO3 oplossing 0,1 M Beginoplossing: kleurloos en helder.

Aan de pluspool, er ontstaan belletjes Aan de minpool: er ontstaat een donkergrijze vaste stof. Plus-pool: red.: 2 H2O O2 + 4 H+ + 4 e-

Min-pool: ox.: Ag + + e- Ag

Page 12: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

12

4. Na+ SO4

2- H2O

OX/RED

Na2SO4 oplossing, 0,1 M Beginoplossing kleurloos en helder, + druppel

fenolftaleïne

Aan de plus-pool ontstaan belletjes Aan de min-pool onstaan belletjes en wordt rose Plus-pool: red.: 2 H2O O2 + 4 H+ + 4 e-

Min-pool: ox.2 H2O +2 e- H2(g) + 2 OH-

Rose 5. Zn2+ Cl- H2O

Ox RED OX/RED

ZnCl2 oplossing 0,1 M Beginoplossing kleurloos en helder

+ paar druppeltjes KI/zetmeel naast de ZnCl2 , helder en kleurloos Aan de pluspool, er ontstaan belletjes Aan de minpool, er ontstaat vast zink De KI/zetmeel druppeltjes worden blauw/zwart Pluspool: red.: 2 Cl- Cl2(g)+ 2 e-

Min-pool: ox.2 Zn2+ +2 e- Zn

KI/zetmeel druppeltjes: Red.: 2 I- I2 + 2 e-

Blauw/zwart Ox.: Cl2 + 2 e-

2 Cl- 6. Cu2+ Cl- H2O

RED OX RED/OX RED

CuCl2- oplossing 1,0 M beginoplossing groen en helder

+ paar druppeltjes KI/zetmeel naast de CuCl2 oplossing , helder en kleurloos Aan de pluspool: ontstaan belletjes. Aan de minpool: er ontstaat vast koper. De KI/zetmeel druppeltjes worden blauw De kaliumbromide wordt geel/oranje Pluspool: red.: 2 Cl- wordt Cl2 blauw Minpool: Cu2+ + 2e- wordt Cu Roodbruin KI 2I- wordt I2 + 2e KBr 2Br- wordt Br2+ 2 e-

Page 13: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

13

Extra vragen bij de experimenten op het werkblad

1. Welke van de experimenten 1 t/m 6 reageerde NIET de sterkste RED en/of de sterkste OX? Welke halfreactie had je verwacht en welke vond wel plaats.

2. Streep door en vul in:

Aan de negatieve (min)-elektrode: Naar de negatieve-elektrode bewegen zich de positieve/negatieve ionen of ……... Aan deze elektrode moet de oxidator/reductor elektronen opnemen. De sterkste oxidator/reductor zal hier reageren. Aan de positieve (plus)-elektrode: Naar de positieve-elektrode bewegen zich de positieve/negatieve ionen of ……. Aan deze elektrode moet de oxidator/reductor elektronen afstaan. De sterkste oxidator/reductor zal hier reageren. Het metaal waaruit de positieve-elektrode bestaat, kan ook als oxidator/reductor optreden (we noemen dat een aantastbare elektrode). Hierbij ‘lost’ het metaal op. Dit doet zich voor als het metaal als oxidator/reductor sterker is dan ……….

Docentaanwijzingen: Antwoorden:

1: Bij de experimenten 5 en 6 reageert niet water als sterkste RED maar Cl-(aq) tot Cl2 Verwacht: 2 H2O O2(g) + 4H+(aq) + 4e- in werkelijkheid: 2Cl- Cl2(g) + 2e- 2: Negatieve electrode: Naar de negatieve elektrode bewegen zich de positieve ionen of water. Aan deze elektrode moet de oxidator elektronen opnemen. De sterkste oxidator zal hier reageren. Positieve electrode: Naar de positieve elektrode bewegen zich de negatieve ionen of water. Aan deze elektrode moet de reductor elektronen afstaan. De sterkste reductor zal hier reageren. Het metaal waaruit de positieve elektrode bestaat, kan ook als reductor optreden (we noemen dat een aantastbare elektrode). Hierbij ‘lost’ het metaal op. Dit doet zich voor als het metaal als reductor sterker is dan water.

Page 14: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

14

Extra vragen ter verdieping:

3. Hiernaast zie je een stroom leverende cel getekend. De Voltmeter slaat uit dus er loopt een stroom.

a. Geef van beide cellen de aanwezige stoffen en ionen

b. Geef aan welke als OX en welke als RED kunnen reageren

c. Welke is de sterkste OX en welke de sterkste RED

d. Staan ze gunstig ten opzichte van elkaar? Tabel 48

e. Geef de twee halfreacties die plaatsvinden

4. Bij een stroom leverende cel bepalen de halfreacties welke elektrode positief (plus) en welke de negatieve (min) is.

a Beredeneer welke electrode (de Zn of de Cu) de negatieve (min) pool is

van deze cel

5. De Oxidator is altijd de stof die elektronen op neemt.

a. Welke stof/ ion is hier de Oxidator? b. Aan welke elektrode (positief of negatief) reageerde deze oxidator?

6. Kijk terug naar vraag 1 over elektrolyse

a. Aan welke elektrode (positief of negatief) reageerde bij elektrolyse de Oxidator?

b. Is dat dezelfde elektrode als bij de stroom leverende cel? c. En dus ……………………………………………………………(vul zelf in)

7.

In de derde klas hebben jullie het toestel van Hofmann leren kennen, dit was jullie eerste kennismaking met elektrolyse. Hier wordt elektriciteit gebruikt om water te scheiden.

a. Geef nu aan welke reacties plaatsvinden aan de positieve en de negatieve pool. b. Wat is de aantoningsreactie voor de beide gassen, die ontstaan zijn.

Page 15: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

15

Docentaanwijzingen:

Antwoorden op verdiepingsvragen. 3:

a. Links: red:Zn, ox: Zn2+, H2O zowel ox als red b. Rechts: red: Cu, ox: Cu2+ c. sterkste red : Zn, sterkste ox: Cu2+ d. Ja staan linksboven/ rechtsonder in tabel 48 e. Links: Zn (s) Zn2+ + 2e- Rechts: Cu2+ + 2e- Cu (s)

4:

a. De Zn -pool is de negatieve pool omdat bij deze reactie elektronen vrijkomen en die veroorzaken een overdosis elektronen op de elektrode.

5:

a. Dat is hier Cu2+ want elektronen staan in reactie links en worden dus opgenomen

b. Het Cu2+ onttrekt elektronen uit de elektrode en dus blijven er te weinig over en dus is elektrode positief

6: a. De oxidator reageerde aan de negatieve pool want werd gedwongen om

elektronen op te nemen. b. Nee, want bij elektrolyse worden reacties gedwongen, want bij stroom

leverende cel was dat positieve elektrode c. En dus reageert de Oxidator bij de stroom leverende cel aan een ANDERE

elektrode dan bij elektrolyse.

7:

a. Positieve pool: red.: 2 H2O → O2 + 4 H+ + 4 e- negatieve pool: ox.2 H2O +2 e-→ H2(g) + 2 OH- b. Zuurstof: met een gloeiende houtspaander, deze gaat feller branden in aanwezigheid van zuurstof. Waterstof: met een brandende lucifer geeft het een blafgeluid.

Verdere informatie: Bron: Cleapps zie http://science.cleapss.org.uk/

Page 16: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

16

Redox, zuur-base, neerslag (Druppelproef)

Inleiding:

De leerlingen hebben de hoofdstukken, over zouten, zuur-base en redox afgesloten. op. Om nu even alle overeenkomsten, reactievergelijking, maar ook de verschillen goed een rijtje te zetten, gaan we proeven uitvoeren, die gaan over een van deze drie onderwerpen of een combinatie ervan. Alle onderstaande proeven uitvoeren. Opdracht: Noteer voor elke proef

De beginstoffen (in de juiste notatie) Bijv. bij 1a: H3O

+(aq) + SO4

2-(aq) en Na+

(aq) en OH-(aq)

Waarnemingen (voor en na)

Noteer wat voor soort reactie er plaatsvindt: REDOX/NEERSLAG/ZUUR-BASE, leg uit waarom. Indien je te maken hebt met een redox reactie, geef aan wat de oxidator is en wat de reductor.

Een reactievergelijking

Lesorganisatie:

Dit practicum is geschikt voor 5 havo en 5 VWO De uitvoering van de proef is ingeseald in plastic en de proef kan dan hierop uitgevoerd . De proeven worden in tweetallen uitgevoerd.De materialen worden op de zuilen geplaatst. Om te zorgen, dat niet alle leerlingen tegelijk dezelfde materialen nodig hebben, kunnen sommigen met 1, anderen met proef 2, 3 of 4 beginnen.

Apparatuur en materiaal:

Apparatuur Stoffen

Plastic sheet Zwavelzuur 0,1 M

Vloeistoffen in druppelbuisjes

Zwavelzuur 0,1 M gemengd met broomthymolblauw

Brander Natronloog 1 M

Cocktailprikkers Bariumchloride oplossing 0,1 M

Lucifer Magnesiumlint 1 cm en kleine stukjes of poeder

Zoutzuur 0,1 M gemengd met methylrood

Zilvernitraat oplossing 0,1 M

Huishoudammonia

Natriumcarbonaat poeder

Fenolftaleïen

Azijnzuur 0,1 M

Waterstofperoxide 10 %

Kaliumjodide oplossing 0,1 M

Kaliumpermanganaat oplossing 0,004M

Broomthymolblauw (BTB)

Natriumthiosulfaat oplossing 0,1 M

Veiligheid: Omdat je werkt met druppelproeven, mogen na afloop alle materialen met royaal water worden weggespoeld en kunnen de sheets met papier weer drooggemaakt worden.

Page 17: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

17

Redox, zuur-base en neerslag (druppelproef)

Uitvoering

Draag veiligheidsbril Breng de druppels op de scheiding van zwart/wit Roer indien nodig met een cocktailprikker

1. Breng in ieder vakje 3 druppels zwavelzuur gemengd met broomthymolblauw

Blanco Voeg natronloog 1,0 M toe tot kleuromslag.

Voeg 0,1 M Bariumchloride toe tot duidelijke verandering

Voeg klein stukje magnesium of magnesiumpoeder toe(duurt even voor je iets ziet)

2. Breng in ieder vakje 3 druppels zoutzuur gemengd met methylrood.

Blanco Voeg huishoudammonia tot kleuromslag.

Voeg 0,1 M Zilvernitraat toe tot Duidelijke verandering

Voeg een beetje vast Natriumcarbonaat toe

3. Breng in het vakje 2 druppels demiwater en meng dit met een druppel

fenolftaleïen. Verbrand nu 1 cm magnesiumlint en laat het reactieproduct in het

water vallen.

Voeg nu druppelsgewijs 0,1 M azijnzuuroplossing toe tot de kleur veranderd. Roer de oplossing door en herhaal de toevoeging van azijnzuuropl. Verklaar de kleursverandering

4. Breng in ieder vakje 10 % waterstofperoxide

Blanco Voeg 1 druppel zwavelzuur 0,1 M toe en meng en voeg 1dr. Kaliumjodideoplossing toe.

Voeg 1 druppel zwavelzuur 0,1M toe en meng en voeg 1 dr. Kaliumpermanganaatopl. Toe.

Voeg m.b.v. een cocktailprikker een beetje BTB toe en 1 dr.Natriumthiosulfaatopl. toe.

Toa aanwijzigingen en veiligheid:

Het maken van de oplossingen:

Page 18: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

18

Zwavelzuur 0,1 M: 5,56 mL 98 % verdunnen tot 1 L

Natronloog 1 M: 40 g NaOH oplossen in 1 ,00L

Bariumchloride oplossing 0,1 M: 20,8 g BaCl2 oplossen in 1,00L.

Loodnitraat oplossing 0,1 M: 33,12 g Pb(NO3)2 oplossen in 1,00L.

Broomthymolblauw: 1 g BTB + 16,0 mL NaOH 0,1 M aanvullen met water tot 1,00L.

Fenolftaleïen: 1 g per L 90 % ethanol (V/V).

Azijnzuur 0,1 M: 5,88 mL 99 % (ijsazijn) verdunnen tot 1,00L.

Waterstofperoxide 10 %: 333 mL 30 % waterstofperoxide verdunnen tot 1,00L.

Methylrood: 1gram per liter 60% ethanol (V/V).

Kaliumjodide oplossing 0,1 M: 16,6 g KI oplossen in 1 L.

Kaliumpermanganaat oplossing 0,02 M: 3,16 g KMnO4 oplossen in 1 L

Ammonia, voor deze proef voldoet gewone huishoudammonia.

Veiligheid: Omdat je werkt met druppelproeven, mogen na afloop alle materialen met royaal water worden weggespoeld en kunnen de sheets met papier weer drooggemaakt worden.

Docent aanwijzingen Zoals aangegeven is de proef geschreven voor 5vwo of 5 havo, als afronding voor de hoofdstukken zouten, zuur-base en redox. Maar hij is ook geschikt om als er tijd over is bij 5H te gebruiken als training voor het eindexamen. De antwoorden bij de experimenten, zijn heel summier uitgewerkt. Van de leerlingen mag je een uitgebreidere uitwerking verwachten. Maar als het in 1 lesuur moet, hebben ze niet heel veel tijd. Handig zou dan zijn. Beginstoffen en waarnemingen tijdens de les en reactievergelijkingen als huiswerk.

Antwoorden bij de experimenten. 1:

Begin + BTB + waarneming Reactie

H+(aq)

SO42-

(aq)

geel Na+(aq) + OH-

(aq)

blauw Z/B

H+(aq)

SO42-

(aq)

geel Ba2+(aq) + Cl-

(aq)

Geel wit neerslag Neerslag

H+(aq)

SO42-

(aq)

geel Mg(s) Belletjes, Redox

H+(aq) + OH-

(aq) H2O(l)

Ba2+(aq)+ SO4

2-(aq) BaSO4(s)

Ox: 2 H+ + 2 e-

H2(g) | 1 x | Red: Mg Mg2+ + 2 e- | 2 x | 2 H+ + 2 Mg H2(g) + 2 Mg2+

2:

Begin + methylrood

+ waarneming Reactie

H+(aq) +

Cl-(aq)

rood NH3(aq) geel Z/B

H+(aq) +

Cl-(aq)

rood Ag+(aq) + NO3

-(aq) Rood, wit neerslag Neerslag

H+(aq) + rood NaCO3(s) geel, belletjes Z/B

Page 19: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

19

Cl-(aq)

H+

(aq) + NH3(aq) NH4+

(aq)

Ag+(aq) + Cl-(aq) AgCl(s)

2 H+(aq) + CO3

2-(aq) H2O(l) + CO2(g)

3: Verbrand magnesium geeft een witte vaste stof, die niet oplost in water, maar wel met fenolftaleïen een rose kleur geeft, omdat er altijd een klein beetje oplost. Na toevoegen van azijnzuur ontkleurt de oplossing , maar na homogeniseren ontstaat er opnieuw een rose kleur. 2 Mg(s) +O2(g)) 2MgO(s)

MgO(s)+ H2O(l) Mg(OH)2(s) Mg(OH)2(s)+ 2 CH3COOH(aq) Mg2+(aq) + 2 H2O(l) + 2 CH3COO-(aq) 4:

Begin + Waarnemingen Reactie

H2O2(aq) H+(aq) + SO4

2-(aq) +

K+(aq) +I-(aq)

Oplossing wordt bruin. (evt. + zetmeel zwart

Redox

H2O2(aq) H+(aq) + SO4

2-(aq) +

K+(aq) + MnO4

2-(aq)

ontkleurt Redox

H2O2(aq) + Broomthymolblauw blauw + Na+

(aq) + S2O32-

(aq)

Wordt geel Redox

Ox.: H2O2(aq) + 2 H+(aq) + 2 e- 2 H2O(l)

Red.: 2 I- (aq) I2(aq) + 2 e-

H2O2(aq) + 2 H+(aq) + 2 I-(aq) 2 H2O(l) + I2(aq)

Red.: H2O2(aq) O2(g) + 2 H+(aq) + 2 e-

Ox.: MnO4-(aq) + 8 H+

(aq) +5 e- Mn2+(aq) + 4 H2O(l)

H2O2(aq) + MnO4-(aq) + 6 H+

(aq) O2(g) + Mn2+(aq) + 4 H2O(l)

Ox.: H2O2(aq)+ 2 e- 2 OH-(aq)

Red.: 2 S2O32-

(aq) S4O62-

(aq) + 2 e-

H2O2(aq)+ 2 S2O32-

(aq) 2 OH-(aq) + S4O6

2-(aq)

Page 20: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

20

Vitamine C-gehalte in verschillende voedingsmiddellen op microschaal 3e klas.

Introductie:

Vitamine C of ascorbinezuur (C6H8O6) is een witte stof die goed oplosbaar is in water. Vitamine C is de stof, die een belangrijke rol speelt in onze dagelijkse voeding.

Vitamine C zit in fruit, groente en aardappelen, met name in koolsoorten, citrusfruit, kiwi's, bessen en aardbeien.

Vitamine C per portie Milligram 1 sinaasappel (120 gram) 61 1 glas sinaasappelsap (150 ml) 48 1 glas sinaasappelsap met vruchtvlees (150 ml) 53 1 grote lepel gekookte groente (50 gram) 8 1 gekookte aardappel (70 gram) 6

We maken een verse oplossing van ascorbinezuur in water. Deze gaan we vergelijken met vruchtensap (bijvoorbeeld appelsientje), door ze allebei te titreren met jood-water.

Onderzoeksvraag:

Bepaal de hoeveelheid vitamine C (ascorbinezuur) in vruchtensap.

Apparatuur en materiaal:

Micro spuitjes met schaalverdeling van 100 microliter.

Reageerbuisjes

Ascorbinezuuroplossing (80 mg/ 100 mL)

Jood-oplossing (0,01 M)

Zetmeel lossing (1 %)

Vruchtensap

Page 21: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

21

TOA-aanwijzingen en veiligheid:

Krijg je wat jood-oplossing op je handen wrijf dan met een stukje vast thiosulfaat de bruine kleur weg en spoel af met water. De oplossingen die Jodium bevatten moeten na afloop in het afvalvat "overige anorganische stoffen". Ascorbinezuuroplossing: Maak een verse oplossing van 80 mg ascorbinezuur, nauwkeurig afgewogen in maatkolf van 100 mL (indien geen gebruik gemaakt kan worden van een analytische balans: 800 mg per 1000 mL). Jood-oplossing: Weeg 2,54 gram I2 af en mengt dit met ongeveer 5 gram KI. Dit mengsel kleurt al meteen bruin/paars. Dit oplossen in ongeveer 10 mL water en daarna overbrengen in een maatkolf van 1 liter en aanvullen met water. Zetmeel-oplossing 1%: weeg 1 gram oplosbaar zetmeel af en voeg toe 100 mL water. Verwarm het geheel voorzichtig onder voortdurend roeren. Laat even koken en koel af. Vruchtensap: Verdunnen tot ongeveer 40 mg per 100 mL. Gebruik een pak waarop de hoeveelheid vitamine C staat vermeld zodat de leerlingen kunnen vergelijken

Lesorganisatie:

Deze les is geschreven voor 3 HV en 3 VMBO. De proef duurt ongeveer 45 minuten.

Procedure:

Breng met een spuit 1,0 mL ascorbinezuuroplossing in een reageerbuis.

Voeg een paar druppels zetmeel oplossing toe.

Zuig nu (met een andere spuit) 1,0 mL jood oplossing vol en voeg

druppelsgewijs deze oplossing toe aan de ascorbinezuur oplossing. Schud

iedere keer tot de bruin/ blauwe kleur verdwijnt

Druppel de jood oplossing steeds voorzichtiger toe tot de kleur niet meer

verdwijnt.

Bepaal hoeveel mL jood oplossing je toevoegt (let op 100 -.!) Noteer in tabel.

Neem een schone reageerbuis en breng 1,0 mL, met een spuit, van het te

onderzoeken vruchtensap in de buis en voeg een paar druppels zetmeel toe.

Herhaal nummer 3 t/m 5

Bereken met de bekende hoeveelheid ascorbinezuur, met behulp van een

kruistabel, de hoeveelheid ascorbinezuur in 100 mL vruchtensap.

Page 22: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

22

Meetgegevens:

Titratie 1,0 mL ascorbinezuur

Titratie 1,0 mL vruchtensap

Volume joodoplossing (in mL)

Berekening:

____ mL toegevoegde joodoplossing voor ascorbinezuur

____ (afgewogen) mg ascorbinezuur in 100 mL bekende oplossing

____ mL toegevoegde joodoplossing voor vruchtensap

____mg ascorbinezuur in 100 mL vruchtensap(= onbekende)

Vragen:

1. Waarom voegen we zetmeel toe en hoe heet zo’n stof?

2. Komt jouw uitkomst overeen met de hoeveelheid vitamine C vermeld op het

pak?

Docentaanwijzingen:

Antwoorden op de vragen: 1: Zetmeel voegen we toe om te laten zien dat op een gegeven moment alle jood met ascorbinezuur heeft gereageerd. Er komt dan een overmaat aan jood en dat kun je met zetmeel aantonen. Dat heet een indicator.

Page 23: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

23

Vitamine C-gehalte in verschillende voedingsmiddelen op microschaal. Introductie: Het voedingsbureau zegt het volgende over Vitamine C: Vitamine C heeft een antioxidantfunctie en beschermt daardoor de lichaamscellen tegen oxidatieve schade. Oxidatieve schade ontstaat als gevolg van blootstelling aan vrije radicalen. Vitamine C is onder meer nodig voor de vorming van bindweefsel, de opname van ijzer en het in stand houden van de weerstand. De aanbevolen dagelijkse hoeveelheid is voor een volwassene 75 mg per dag. Vitamine C zit in fruit, groente en aardappelen, met name in koolsoorten, citrusfruit, kiwi's, bessen en aardbeien.

Vitamine C per portie Milligram 1 sinaasappel (120 gram) 61 1 glas sinaasappelsap (150 ml) 48 1 glas sinaasappelsap met vruchtvlees (150 ml) 53 1 grote lepel gekookte groente (50 gram) 8 1 gekookte aardappel (70 gram) 6

Vitamine C of ascorbinezuur (C6H8O6) is een witte stof die goed oplosbaar is in water. De structuurformule vertoont overeenkomst met glucose (zie tabel 67F1), waaruit ascorbinezuur gemaakt kan worden. Ascorbinezuur heeft zowel zure als reducerende eigenschappen. Omdat op deze eigenschappen diverse bepalingsmethoden berusten, kan dus op verschillende manieren worden bepaald. Deze verschillende manieren zijn:

Bepaling met natronloog. Bepaling met jood-oplossing. Bepaling met een kaliumjodaat-oplossing

We gaan de bepalingen vandaag uitvoeren door middel van een druppelproeven en kijken welke de meest betrouwbare is.

Lesorganisatie:

Deze les is geschreven voor 5 VWO leerlingen, die bekend zijn ,met de techniek van titreren.

Page 24: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

24

Apparatuur en materiaal: Micro spuitjes met schaalverdeling van 50 of 100 microliter.

Reageerbuisjes

Ascorbinezuuroplossing. Maak een verse oplossing van ongeveer 80 mg ascorbinezuur, nauwkeurig afgewogen in maatkolf van 100 mL.

0,010 M jood-oplossing

0,1 M natronloog

fenolftaleïen

0,003 M kaliumjodaat oplossing

2 M zwavelzuur

10 % kaliumjodide oplossing

Zetmeel oplossing

Vruchtensap oplossingen commerciële of uitgeperst sap. Maak hiervan eventueel verdunningen zodat je in de buurt van 40 mg per 100 mL uitkomt.

TOA-aanwijzingen en veiligheid: De oplossingen zijn op standaard wijze te bereiden en buiten de zwavelzuur oplossing is de veiligheid niet echt in het geding. Krijg je wat jood-oplossing op je handen wrijf dan met een stukje vast thiosulfaat de bruine kleur weg. Daarna handen wassen. 0,01 M joodoplossing: Voor 1 liter weeg je ongeveer 2,54 gram I2 af en mengt dit met ongeveer 5 gram KI. Dit mengsel kleurt al meteen bruin/paars. Dit oplossen in een klein beetje water, ongeveer 10 mL, daarna overbrengen in een maatkolf van 1 liter en verdunnen met H20 tot de streep. De oplossingen die Jodium bevatten moeten na afloop in het afvalvat "overige anorganische stoffen". Op sommige verpakkingen, staat bij de informatie de hoeveelheid vitamine C vermeld. Dit is interessant, omdat je dan vergelijkingsmateriaal hebt.

Procedure:

Titratie met jood:

Breng met behulp van een injectiespuit 1,00 mL ascorbinezuuroplossing in een reageerbuis.

Voeg een paar druppels zetmeel oplossing toe.

Zuig nu (met een andere spuit) 0,50 mL jood oplossing vol en voeg druppelsgewijs deze oplossing toe aan de ascorbinezuur oplossing. Schud iedere keer tot de bruin/ blauwe kleur verdwijnt

Druppel steeds voorzichtiger de jood oplossing toe tot de kleur niet meer verdwijnt.

Bepaal hoeveel mL jood oplossing je toevoegde. (let op 50-…!) Noteer in een tabel.

Herhaal punt A t/m E met je monster, (verpakt of vers sap)

Voer iedere proef in duplo uit.

Page 25: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

25

Vragen:

1. Van je docent krijg je de ingewogen hoeveelheid ascorbinezuur. Bereken de

molariteit van je ascorbinezuuroplossing.

2. De halfreactie van de oxidatie van ascorbinezuur is als volgt:

C6H8O6 --> C6H6O6 + 2 H+ + 2 e-. De halfreactie van I2 is bekend (BINAS tabel 48). Stel nu de totaalreactie op.

3. Bereken met behulp van de totaalreactie en de molariteit van de ascorbinezuur

oplossing de molariteit van de I2 -oplossing.

4. Nu kun je ook het vitamine C gehalte in je monster berekenen( in mg/L)

Titratie met loog.

Breng met behulp van een injectiespuit 1,00 mL van je te onderzoeken sap in een reageerbuis.

Voeg een druppel fenolftaleïen toe.

Zuig met een schone injectiespuit 0,5 mL natronloog(met bekende molariteit ) op.

Voeg druppelsgewijs natronloog toe aan je monster, tot kleuromslag. Schud je reageerbuis regelmatig.

Noteer het totaal aantal mL natronloog.

Voer de proef uit tot 2 ongeveer gelijke waarden.

Vragen:

5. De reactie van ascorbinezuur met natronloog is een reactie van 1 : 1.

Noteer de reactievergelijking.

6. Bereken het gehalte aan vitamine C met behulp van de gegevens van de titratie

met loog. (in mg/L)

7. Waarom is het gehalte, dat je bij deze bepaling vindt, zo sterk afwijkend van het

antwoord, bij de reactie met joodwater.

Titratie met jodaat. Breng met behulp van een injectiespuit 1,00 mL van je te onderzoeken sap in

een reageerbuis.

Voeg een paar druppels 2M zwavelzuur toe.

Voeg 2 druppels 10 % kaliumjodide toe.

Voeg 2 druppels zetmeel toe.

Zuig nu een injectiespuitvan 1,0 mL vol met 0,003 M kaliumjodaat oplossing.

Voeg deze druppelgewijs toe, tot de oplossing na schudden niet meer ontkleurt

Noteer het aantal mL jodaat, dat je toegevoegd hebt.

Voer de proef in duplo uit.

Page 26: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

26

Vragen:

8. Na toevoegen van jodaat reageert deze meteen met jodide, volgens de volgende reactie. IO3

- + 5 I- + 6 H+ --> 3 I2 + 3 H2O Zoals je ziet is dit een redox reactie. Noteer de 2 halfreacties en geef aan welk deeltje de oxidator en welke de reductor is.

9. Het gevormde jood zal meteen reageren met de ascorbinezuur. Zie vraag 2. Je krijgt van je docent het aantal mg kaliumjodaat, dat opgelost is in een maatkolf van 100 mL. Bereken de molariteit van de kaliumjodaat oplossing.

10. Bereken het ascorbinezuur gehalte met behulp van het volume kaliumjodaat, dat gebruikt is voor de titratie.

11. Vergelijk de gehaltes ascorbinezuur in de 3 verschillende proeven. Probeer een

verklaring te vinden voor deze verschillen.

12. In de praktijk heeft de bepaling met jodaat de voorkeur, boven de rechtstreekse

bepaling met jood. Leg uit waarom.

13. Voor welk soort monster is de bepaling met loog wel geschikt?

Docentaanwijzingen:

Antwoorden: 1. 80,00 mg : Mascorbinezuur = 80,0 * 10-3 : 179,14= 0,45. 10-3mol/100 mL

4,5. 10-3 mol per liter.

2. C6H8O6 C6H6O6 + 2 H+ + 2 e-.

I2 + 2e- 2 I-

C6H8O6 + I2 C6H6O6 + 2 I- + 2 H+

3. 1,0 mL 4,5 . 10-3M ascorbinezuur = 4,5. 10-6 mol ascorbinezuur. Stel je hebt 0,55 mL I2 nodig voor de titratie van 1 mL ascorbinezuuroplossing. Dan is de molariteit van de joodoplossing 4,6. 10-6 : 0,55. 10-3 = 8.36 . 10-3 M.

4. Stel je hebt voor de titratie van 1,0 mL sap 0,27 mL joodoplossing nodig, dan is het gehalte aan vitamine C: 0,27 .10-3 . 8.36 . 10-3. Mascorbinezuur = 0,27 . 8.36 . 10-6. 179,14 = 4.04.x 10-4 g per mL. Dit is 404 mg per liter.

5. C6H8O6(aq) + OH-(aq) C6H7O6

-(aq) + H2O(l)

6. Stel je hebt voor deze titratie gemiddeld 4,5 mL 0,1038 M NaOH nodig. Dan is

de hoeveelheid OH- 4,5 . 10-3 . 0,1038 = 4,67 . 10-4 mol OH-. De reactie is 1 : 1, dus er is ook 4,67. 10-4 mol ascorbinezuur. Dit komt overeen met 4,67. 10-4 . 179,14 = 0,084 gram vitamine C per mL. Dit is 84 gram per L.

7. In vruchtensap zal naast ascorbinezuur ook nog een ander zuur aanwezig zijn. Het is namelijk zuur van smaak. Waarschijnlijk komt dit door het citroenzuur.

8. 2 IO3- + 12 H+ + 10 e- I2 + 6 H2O| Dit is de oxidator, neemt electronen op.

2 I- I2 + 2 e- Dit is de reductor, staat electronen af. IO3

- + 5 I- + 6 H+ I2+ 3 H2O

Page 27: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

27

9. Voor de kaliumjodaat oplossing is 75,7 mg kaliumjodaat afgewogen en opgelost en aangevuld tot 100 mL. 75,7 : MKIO3 = 75,7 . 10-3 : 214,00 =3,5.10-4 mol per 100 mL komt overeen met 3.5 . 10-3 M = 0,0035 M.

10. C6H8O6 + I2 C6H6O6 + 2 I- + 2 H+ Stel je hebt 0,50 mL kaliumjodaatoplossing nodig voor 1 mL sap. Dit betekent, dat je 0.50 . 10-3 . 3,5 . 10 -3 = 1,75 . 10-6 mol kaliumjodaat hebt gebruikt. Volgens de reactievergelijkingen heb je dan ook 1,75. 10-6 mol vitamine C in 1,0 mL sap. Per liter is dit 103 . 1,75.10-6 .Mascorbinezuur = 0,308 g ascorbinezuur per liter. Dus 308 mg .L-1

11. Overzicht van de gehaltes vitamine C Met jood: 404 mg Met loog: 84000 mg Met jodaat: 308 mg De titratie met loog komt veel hoger uit, doordat de citroenzuur wordt meegetritreerd. De waarden voor jood en jodaat komen bij elkaar in de buurt. De titratie met jodaat is een week later uitgevoerd met hetzelfde sap, dit kan het verschil verklaren, ascorbinezuur wordt geoxideerd. Daarbij komt, dat titreren met druppels onnauwkeuriger is, dan titreren met geijkt glaswerk.

12. De bepaling met jodaat verdient de voorkeur boven de bepaling met jood, omdat jood, veel vluchtiger is dan jodaat. Door het hogere kookpunt. De molariteit van de jood, moet dus veel vaker worden bepaald, om hier nauwkeurig mee te kunnen titreren. De methode, die we hier hebben toegepast, molariteit bepalen aan de hand van de bekende ascorbinezuur oplossing is natuurlijk ook niet de meest betrouwbare.

13. De bepaling met loog kan worden toegepast bij stoffen waar geen citroenzuur,

of andere zure stoffen aanwezig zijn, b.v. vitamine C tabletten of kool.

Page 28: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

28

Zuurstofbleekmiddelen (Oxi )

Introductie: Wasmiddelen bevatten voor een betere verwijdering van vlekken zuurstofbleekmiddelen. Een nadeel van de zuurstofbleekmiddelen die zijn toegepast in textiel-wasmiddelen is dat ze pas goed werken bij temperaturen vanaf 60° C. Veel gebruikte zuurstofbleekmiddelen zijn natriumperboraat, natriumpercarbonaat (Na2CO3.3H2O2) en waterstofperoxide. Een aantal voorbeelden van deze zuurstofbleekmiddelen zijn : Vanish Chrystal |White, Ecover, Vanish Oxy Action, Kruidvat Oxi. De actieve stof in deze producten is Natriumpercabonaat. De formule van deze stof is:2 Na2CO3. 3 H2O2. Op het etiket van Vanish Crystal White staat dat er > 30 % zuurstofbleekmiddelen in de Vanish zit.

Lesorganisatie: We hebben over dit onderwerp meerdere practica geschreven. Afhankelijk van de stof geschikt voor 4, 5 of 6 vwo. Alle onderdelen zijn apart toepasbaar of te combineren afhankelijk van de tijd, die ter beschikking staat. Deel 1: (geschikt voor 5 VWO)

Kwalitatieve bepaling van het zuurstofbleekmiddel, naar aanleiding van het reclamefilmpje. Deel 2 : (geschikt voor 4 VWO) De verhouding in het molecuul natriumpercarbonaat bepalen door middel van gasopvang. Deel 3 ( geschikt voor 5 VWO)

Bepaling van het Natriumcarbonaat gehalte door middel van terug titratie. Deel 4: (geschikt voor 5 of 6 VWO) Bepaling van het Natriumcarbonaat gehalte door middel van titratie met coach.

Deel 5 (geschikt voor 5 VWO)

Bepaling van het waterstofperoxide gehalte door middel van titratie .

Page 29: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

29

Deel 1

Bekijk de reclamefilm op YouTube: http://www.youtube.com/watch?v=bsuhxR5M36s In de reclame van Vanish wordt een jood-oplossing toegevoegd om aan te tonen hoe goed Vanish vlekken kan verwijderen. De vraag die je gaat onderzoeken is: waarop is de ontkleuring in het reclamefilmpje gebaseerd?

Apparatuur en materiaal: pH papier reageerbuizen en rekje spatel Oxy White Waterstofperoxideoplossing (3%) Natriumcarbonaat Joodoplossing in ethanol (5%)

Procedure:

Doe in een reageerbuis een klein schepje Oxi White poeder en voeg enkele mL water toe.

Schud de buis met inhoud even, (de inhoud blijft troebel). Meet de pH van de inhoud van de reageerbuis en noteer deze. Voeg aan de buis met inhoud enkele druppels jood-oplossing toe en

schud. Meet de pH van de waterstofperoxide-oplossing en noteer deze. Voeg in een tweede reageerbuis enkele druppels jood-oplossing toe aan

enkele mL 3% waterstofperoxide-oplossing. Los in de een derde reageerbuis wat natriumcarbonaat (soda) op in

enkele mL water. Meet de pH van de oplossing en noteer deze. Voeg aan de natriumcarbonaatoplossing enkele druppels jood-oplossing

toe. Observeer en beschrijf de veranderingen in de drie reageerbuizen.

Page 30: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

30

Vraag 1: Waarop is de ontkleuring in het reclamefilmpje gebaseerd? Vraag 2: Noteer de reactievergelijkingen van de reacties die zijn opgetreden (tip: in basisch milieu reageert I2 zoals Cl2. Gebruik de reactie van chloraat in Binas tabel 48 als voorbeeld)

Deel 2

Apparatuur en materiaal:

Gasdoorleidslang aan een stop met twee gaten, of gasdoorleidslang aan een stop met één gat, afhankelijk van hoe je het practicum gaat uitvoeren.

Injectiespuit 25 mL

Waterbak

Maatcilinder 100 mL

Maatcilinder 25 mL

Spatel

Erlenmeyer minimaal 100 mL

Bruinsteenpoeder (MnO2)

Zoutzuur 1,0M

Page 31: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

31

Toa aanwijzingen en veiligheid: Leerlingen hebben maar een klein spatelpuntje van het bruinsteen poeder nodig. Hier is het van minder belang dat de erlenmeyer heel snel afgesloten wordt, de reactie heeft even tijd nodig om op gang te komen. Na afloop van het practicum kan het bruinsteen poeder dat in de erlenmeyer zit opgevangen worden in een filter. Het kan met filter in het afvalvat zware metalen afgevoerd worden. Het filtraat mag door de gootsteen. Bij het toevoegen van het zoutzuur moet er als er een één gat kurk met gasdoorleidbuis gebruikt wordt snel gewerkt worden omdat anders het gas ontsnapt. Je kunt ook voor een twee gaten kurk kiezen met een gasdoorleidbuis en een injectiespuit aangesloten op het tweede gat. Zorg er hier wel voor dat na toevoegen van het zoutzuur de spuit aangesloten blijft op de kurk.

Waterstofperoxideoplossing: verdun 8,3 mL waterstofperoxide oplossing (35%) tot 100 mL met demiwater.

Joodoplossing in ethanol: breng 5 gram jood in een maatkolf van 100 mL. Los op in 50 mL ethanol. Vul de maatkolf aan tot 100 mL met ethanol en meng goed.

Page 32: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

32

Procedure:

Bouw een gas brug opstelling volgens onderstaande tekening, gebruik hiervoor een maatcilinder van 100 mL.

Weeg ongeveer 0,5 gram oxi nauwkeurig af in een erlenmeyer.

Voeg toe 25 mL demiwater.

Voeg toe een spatelpuntje bruinsteen poeder en sluit direct de erlenmeyer af met de stop.

Schud de erlenmeyer voorzichtig totdat er geen gas meer ontstaat.

Lees de hoeveelheid gas af in mL’s

Noteer in de tabel 1.

Voeg nu 10 mL HCl 1,0M toe, dit kan via een injectiespuit door een tweede opening in de stop. Laat de injectiespuit wel op de opening zitten! Heb je geen kurk met twee gaten dan kan het zoutzuur ook met een maatcilinder worden toegevoegd. Haal de stop van de erlenmeyer en voeg toe 25 mL HCl 0,4 M en sluit direct de erlenmeyer af met de stop. Er moet snel gewerkt worden ivm met het direct ontstaan van gas!!

Schud de erlenmeyer voorzichtig tot er geen gas meer ontstaat.

Lees de hoeveelheid gas af in mL.( Corrigeer dit volume voor het aantal toegevoegde mL’s van het zuur)

Noteer in de tabel 1.

Tabel 1 Inweeg oxi (g) O2 (mL) CO2 (mL) mmol H2O2 mg H2O2 mmol Na2CO3 mg Na2CO3

Page 33: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

33

Vragen:

3. Geef de reactievergelijkingen die horen bij het bepalen van het natriumpercarbonaat gehalte.

4. Bereken het aantal mmol H2O2 en het aantal mmol Na2CO3 . 5. Bereken de verhouding tussen de Na2CO3 en H2O2. 6. Bereken het aantal mg H2O2 en het aantal mg Na2CO3 7. Bereken het percentage zuurstofbleekmiddel in de Oxi.. 8. Klopt de praktische formule van de natriumpercarbonaat met de theoretische

formule van de natriumpercarbonaat.

Docentaanwijzingen:

Antwoorden: 1. Net als in de reclame wordt er een jood-oplossing ontkleurt met oxi. Doe je

jood-oplossing bij een 3% waterstofperoxide-oplossing dan treedt er geen ontkleuring op. De reden is dat er bij het oplossen van oxi een basische waterstofperoxide oplossing ontstaat door het aanwezige natriumcarbonaat. De pH is ongeveer 9-10. In basisch milieu wordt het jood omgezet in hypojodiet en vervolgens in jodaat volgens onderstaande reacties (zie vraag 2) Het is dus de basische carbonaaat oplossing dat het jood ontkleurd.

2. red: I2 + 4 OH- → 2 IO- +2 H2O + 2e ox: I2 +2e → 2I-

2I2 + 4 OH- → 2IO- + 2 I- + 2 H2O Ox: 2H2O + 2 e- + IO- →2I- + 2 OH- Red: IO- + 4OH-→IO3

- + 2H2O + 4 e-

3 IO- → 2I- + IO3

-

3. H2O2 + 2 H+ + 2e →2H2O(l)

H2O2 → O2(g) + 2 H+ (aq) + 2e

------------------------------------------------------------------------------------------ 2H2O2 →2H2O(l)+ O2(g) CO3

2- (aq)+ 2 H3O+ (aq)→ 3H2O(l) + CO2(g)

4. mL gas/ molair volume 5. hiervoor gebruik je de antwoorden gevonden bij vraag 4 6. mL gas/molair volume * molaire massa 7. antwoord vraag 4 delen door de inweeg oxi maal 100% 8. meestal ligt het percentage hoger dan 30 %

Page 34: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

34

Deel 3: Bepaling van het Natriumcarbonaat gehalte door middel van terug titratie.

Een terug titratie wordt gebruikt als het omslagpunt bij een directe titratie niet goed zichtbaar is. Bij de terug titratie om het carbonaat te bepalen, wordt een nauwkeurig bekende overmaat van het zuur toegevoegd. Het zuur reageert met het carbonaat. Daarna wordt met natronloog in een (terug)titratie bepaald hoeveel zuur er over is na de reactie met het carbonaat. Uit het resultaat van deze terug titratie kun je berekenen hoeveel zuur er met het carbonaat heeft gereageerd.

Onderzoeksvraag:

Hoeveel massaprocent natriumcarbonaat bevat een zuurstofbleekmiddel? Vooraf: lees alles eerst goed door en maak onderstaande vragen: Op het etiket van Vanisch staat dat het gehalte van natriumcarbonaat (Na2CO3) 30% is. (In de praktijk blijkt het gehalte op 60 % uit te komen) Bestudeer de benodigdheden en de uitvoering. Vraag1: Noteer de reactievergelijkingen van de op te treden reacties. Vraag 2: Bereken hoeveel mL zwavelzuur je toe moet voegen, als je uitgaat van natriumcarbonaatgehalte van 60 %. Je moet een overmaat toevoegen, dus hoeveel mL zwavelzuur voeg je toe met een pipet. Vraag 3: Leg uit met behulp van een reactievergelijking waarom de verkregen oplossing bij de bepaling van het natriumcarbonaatgehalte gekookt moet worden. Vraag 4: Noteer de te verwachten kleuromslag bij de titratie met loog. Vraag 5: Hoe kunnen we zien, of er inderdaad een overmaat zwavelzuur is toegevoegd?

Page 35: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

35

Apparatuur en materiaal:

balans

buret

statiefmateriaal

volumepipet van 25 mL

2 erlenmeyers van 250 mL

bekerglas van 250 mL

brander, driepoot en gaasje

kooksteentjes

zuurstofbleekmiddel (bijvoorbeeld Ecover, Vanish Oxy Action, Kruidvat Oxi).

demiwater (of gedestilleerd water)

zwavelzuuroplossing (0,5 M; de exacte molariteit wordt gegeven)

natronloog (0,1 M; de exacte molariteit wordt gegeven)

indicator broomthymolblauw (BTB)

Procedure: Je voert de proef uit in duplo. Dit betekent dat je elke bepaling tweemaal uitvoert op dezelfde manier.

Weeg circa 0,5 gram zuurstofbleekmiddel nauwkeurig af en breng dit in de erlenmeyer.

Voeg met een voorgespoelde pipet (zie vraag 2 dit moet je berekenen) mL 0,5 M

zwavelzuuroplossing toe. Dit is een overmaat. Laat het zuurstofbleekmiddel met het

zwavelzuur reageren en wacht tot de gasvorming stopt.

Vul met demiwater de oplossing in de erlenmeyer aan tot circa 100 mL. Voeg 3

kooksteentjes toe en kook de oplossing zachtjes om alle CO2 uit de oplossing te

verwijderen. Ongeveer 5 minuten. Pas op dat het niet overkookt!

Laat de oplossing eerst op tafel 5 minuten afkoelen en koel daarna eventueel de

erlenmeyer af onder de kraan tot kamertemperatuur.

Titreer de inhoud van de erlenmeyer met NaOH 0,1M.

Toa aanwijzingen en veiligheid:

Zoals in de bovenstaande tekst wordt vermeld, kom je in de praktijk vaak op een gehalte van rond de 60 %. Wijs de leerlingen hierop, anders is er geen sprake van een overmaat. Doordat je te maken hebt met een schoonmaakmiddel, gaat de inhoud van de erlenmeyer behoorlijk schuimen.

0,1 M Natronloog: Weeg 4,0 g NaOH af en verdun in een maatkolf tot 1,00 Liter 0,5 M zwavelzuur: Pipetteer 27 mL 98 % zwavelzuur in een maatkolf en verdun

met demiwater tot 1,00 Liter Broomthymolblauw:1g BTB + 16,0 mL NaOH 0,1 M aanvullen met water tot 1 L.

Page 36: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

36

Tabel

Molariteit zwavelzuur (M)

Volume zwavelzuur(mL)

Molariteit Natronloog(M)

1 2

Massa zuurstofbleekmiddel (g)

Eindstand buret(mL)

Beginstand buret (mL)

Volume Natronloog (mL)

Vraag 6: Bereken met behulp van de hoeveelheid zwavelzuur en de hoeveelheid getitreerde natronloog, hoeveel mmol Natriumcarbonaat er in de afgewogen hoeveelheid waspoeder zit. Vraag 7: Reken deze chemische hoeveelheid om naar het percentage Natriumcarbonaat in je onderzochte product. Vraag 8: Wat kan een oorzaak zijn, dat het percentage natriumcarbonaat, dat we hier gevonden hebben, veel hoger is dan het gehalte van 30 % dat op de verpakking is vermeld?

Page 37: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

37

Docentaanwijzing:

Antwoorden:

1 H2SO4(l) + 2 H2O(l) 2 H3O+

(aq) + SO42-

(aq)

CO32-

(aq) + 2 H3O+ 3 H2O(l) + CO2(g)

2. Weeg af 0 5 g zuurstofbleekmiddel. Na2CO3

60 % is Na2CO3 0,3 g Na2CO3 300 mg: MNa2CO3= 300 : 105,99 = 2,83 mmol Na2CO3 2,83 mmol Na2CO3 reageert met 5.66 mmol H3O

+ , dit is afkomstig van 2.83 mmol H2SO4

2.83 mmol H2SO4 zit in 2.83 : 0,5 =5.66 mL zwavelzuuroplossing 0,5 M

Overmaat zuur, betekent meer dan 6 mL zwavelzuur 0,5 M. Neem 8 mL voor royale overmaat.

3. CO2(g) + H2O(l) ↔ H2CO3(aq)

Koolstofdioxide in water reageert met dat water tot een instabiel zuur. Dit is een evenwichtsreactie. Om te voorkomen, dat, H2CO3 reageert met natronloog., wordt de oplossing gekookt. Gassen lossen slechter op in hete oplossingen. Door te koken verdwijnt alle koolstofdioxide uit de oplossing.

4. Broomthymolblauw is geel onder pH 6 en blauw boven pH 7,6. Je begint met een overmaat zuur, dus geel en gaat titreren tot groen, de kleur van het omslaggebied.

5. Als je geen overmaat zuur toegevoegd hebt, is de oplossing door de carbonaat

basisch en dus blauw van kleur. 6. 8 mL 0,5 M 8 x 0,5 = 4 mmol H2SO4 4 mmol H2SO4 levert 4 x 2 = 8 mmol H3O

+ Stel, dat je 15 mL 0,1 M NaOH nodig hebt voor titratie, 15 mL NaOH 0,1 M 15 x 0,1 = 1,5 mmol OH- , dit reageert met 1,5 mmol H3O

+

Toegevoegd 8 mmol H3O+.

8 – 1,5 = 6,5 mmol H3O+ had al gereageerd met CO3

2-(aq)

CO32-

(aq) + 2 H3O+ 3 H2O(l) + CO2(g)

3,25 ------:2 -------------6,5 3,25 mmol CO3

2-( is afkomstig van 3,25 mmol Na2CO3

7. 3,25 mmol Na2CO3 weegt 3,25 x MNa2CO3 = 3,25 x 105,99 = 344 mg Na2CO3

Afgewogen ongeveer 0,5 g = 500 mg product 344 : 500 x 100 = 69 %

8. Volgens het etiket bevat zuurstofbleekmiddel naast natriumpercarbonaat, allerlei andere stoffen. Bv niet-ionogene en anionogene oppervlakte-actieve stoffen. Deze zullen waarschijnlijk ook reageren met zuur, waardoor ze een grote invloed hebben op de titratie.

Page 38: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

38

Deel 4:

Bepaling van het percentage natriumcarbonaat in zuurstofbleekmiddel.

Inleiding: Met behulp van de computer, coach met titrator en een injectiespuit wordt een potentiometrische titratie uitgevoerd van natriumcarbonaat. We gaan in deze proef een afgewogen hoeveelheid zuurstofbleekmiddel oplossen in water. De ontstane oplossing titreren we met zoutzuur met behulp van COACH.

Theorie titratiecurve:

In een titratiecurve wordt de pH uitgezet tegen het toegevoegde aantal mL zuur of base. Bij het equivalentiepunt verandert de pH sterk. Bij een titratie met coach ben je niet afhankelijk van de juiste indicator, maar bepaal je de afgeleide met behulp van coach. Het volume waarbij de afgeleide het grootst is, geeft het equivalentiepunt aan. Als we een titratiecurve bepalen van een oplossing van 0,10 M azijnzuur (een zwak zuur) met natronloog dan zal het steile stuk iets verschoven zijn. Tijdens de titratie vindt de volgende reactie plaats: CH3COOH (aq) + OH-

(aq) CH3COO-(aq) + H2O

In het equivalentiepunt is een oplossing van (natrium)acetaat aanwezig. CH3COO- is een zwakke base. Tijdens het equivalentiepunt is de pH in dit geval 8,9! Vraag 1: Toon met een berekening aan dat het equivalentiepunt op pH 8,9 is. Ga ervan uit dat al het azijnzuur door de reactie met loog is omgezet in ethanoaat. De volgende titratiecurve kan bij deze titratie ontstaan: Halverwege equivalentiepunt: pH = pKz

Page 39: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

39

Tijdens de titratie geldt steeds de evenwichtsvoorwaarde van azijnzuur:

Kz = [CH3COO− ] [ H +]

[ CH3COOH ]

Halverwege het equivalentiepunt (dus bij de helft van het aantal mL) geldt: De helft van het zuur is omgezet, dus: [CH3COO- ] = [ CH3COOH ] Invullen in Kz levert op: Kz = [H+] en dan de - log nemen: pKz = pH Voor een zwakke base, zoals CO3

2- bij deze titratie kun je een analoog verhaal houden. Alleen werk je dan met de Kb .

Vraag 2: In deze proef heb je zuurstofbleekmiddel opgelost en vervolgens getitreerd met loog. Geef de vergelijkingen van de twee reacties die tijdens de titratie optreden.

TOA-aanwijzingen en veiligheid:

Deze titratie wordt uitgevoerd met “veilige” stoffen, dus er is geen sprake van chemisch afval. Zuurstofbleekmiddel geeft geen heldere oplossing in water, maar de stoffen, die je wilt bepalen (Na2CO3) lossen wel goed op. De verontreiniging is niet hinderlijk voor de bepaling. Een alternatief is filtreren.

computer met COACH 7 programma

COACHLab II

stappenburet voorzien van injectiespuit en slang

pH sensor + pH amplifier

aansluitsnoeren

statief

magneetroerder met roermagneet

balans

spatel

maatkolf 100 mL met stop

bekerglas 100 mL (3x)

bekerglas 250 mL om in te titreren

pipet 10,00 mL

pipetteer ballon

trechter

zuurstofbleekmiddel

zoutzuur 0,1 M

thymolblauw

demiwater

Page 40: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

40

Aansluitingen/ instellingen:

1. Sluit COACHLab II/II+ aan op de computer. (Na aansluiten brandt het groene lampje op het paneel).

2. Start de computer en log in 3. Start Coach, titratie. 4. Sluit de pH amplifier en de pH sensor aan op “COACHLab II/II+” kanaal 1. 5. Sluit de stappenburet met behulp van het schema aan de onderkant van de

stappenmotor aan op “COACHLab II/II+”. 6. Controleer of het aantal stappen per milliliter overeenkomt met hetgeen op

jouw stappenmotor is vermeld. 7. Titreer 10 mL snel en terug 12 mL. !!

Procedure:

Spoel en vul de injectiespuit met de titreervloeistof (0,1 M zoutzuur). Zorg er voor dat er geen luchtbellen zitten in zowel de spuit als het slangetje. Vul de spuit met zoutzuur ruim boven de 10 ml.

Weeg ongeveer 0,5 g zuurstofbleekmiddel nauwkeurig af in een klein bekerglas.

Voeg een klein beetje water toe totdat het zuurstofbleekmiddel goed gemengd is. Het zuurstofbleekmiddel bevat een vulmiddel en lost dus niet volledig op. Breng het kwantitatief over in een maatkolf van 100 mL met behulp van een trechter. Vul dan aan tot de streep. Homogeniseer de inhoud. (10x zwenken)

Pipetteer 10,00 mL van de verdunde oplossing in een bekerglas van 250 mL.

Zet het bekerglas op de magneetroerder en plaats de pH sensor in de vloeistof. Voeg demiwater toe totdat de sensor voldoende onder het vloeistofniveau staat. Voeg de roermagneet toe en laat voorzichtig draaien zonder dat lucht wordt ingeslagen.

Voeg enkele druppels thymolblauw toe. (Dit heeft alleen tot doel dat het verloop van de titratie visueel is te volgen zie ook (vraag 7)

Draai met de hand de titrator aan zodat wat vloeistof uit het uiteinde van het slangetje loopt en er geen lucht meer in zit.

Plaats het uiteinde van de slang van de spuit voorzichtig BOVEN het bekerglas. Zorg dat er voldoende ruimte is, zodat ook aan het einde van de titratie de naald niet in de vloeistof hangt. Zorg dat het uiteinde van het slangetje niet te dicht bij de pH meter hangt. Dit zorgt voor een gelijkmatiger pH-verloop.

Controleer de opstelling… en vraag TOA voor een check

Page 41: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

41

Klik op “start” (groene icoon boven in het menu) om de meting te starten.

Je ziet nu een titratiecurve verschijnen.

Als het programma beëindigd is, vergroot het scherm, klik met rechts op verwerken/analyse, ga naar afgeleide. Klik op bereken en ok.

Klik met de rechter muisknop op uitlezen, beweeg met de muis over het scherm, tot de punten waar de afgeleide een extreme waarde heeft in de buigpunten (je bent dus op zoek naar 2 extreme waardes) . Dit zijn de equivalentiepunten, de computer geeft in de rechter bovenhoek het aantal ml, dat bij het equivalentiepunt hoort.

Op deze manier kun je bij de 2 equivalentiepunten het volume bepalen. Dit scherm moet je uitprinten.

Op soortgelijke wijze bepaal je de pH halverwege het equivalentiepunt. Hiermee kun je de Kb berekenen.

Opslaan kan op de uitwissel of in je eigen documenten…

Voer de hele proef nog een tweede keer uit om een duplo te verkrijgen.

Programma afsluiten op de volgende wijze.

Ruim alles op zoals gebruikelijk.

Vergeet niet de pH-meter even af te spoelen met DEMI-water.

Klik op “verlaat activiteit”. (werkbalk iconen: 1e (rode) icoon)

Nu verschijnt de vraag: activiteit bewaren? Klik op “nee”.

Klik op “verlaat project”. (werkbalk iconen: 1e (rode) icoon)

Klik op “stop”. (COACH 7 afsluiten)

Vragen:

3. Geef een verklaring voor het verloop van de grafiek.

4. Wat zou de ideale verhouding zijn, van het volume in het eerste en het tweede equivalentiepunt? Hoe ziet de ideale titratiecurve eruit?

5. Bereken met behulp van zowel het eerste als het tweede equivalentiepunt de het gehalte natriumcarbonaat in het onderzochte zuurstofbleekmiddel.

6. Bereken met behulp van “halve equivalentiepunten” uit de titratiecurve de Kb van CO3

2- en de Kb van HCO3- Vergelijk deze met de waarden in Binas.

7. Kun je een uitspraak doen, welk equivalentiepunt de beste waarde aangeeft voor het gehalte van natriumcarbonaat in zuurstofbleekmiddel?

8. Geef een verklaring van de kleuren tijdens de titratie aan de hand van de tabel uit het Binas boek

9. Is thymolblauw een geschikte indicator om deze titratie handmatig uit te voeren?

Page 42: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

42

Docentaanwijzingen:

Antwoorden:

1 In het equivalentiepunt is er alleen acetaat aanwezig.

CH3COOH(aq) + OH-(aq) CH3COO-

(aq) + H2O(l)

Dit acetaat geeft een nieuw evenwicht met water. CH3COO-

(aq)+H2O(l)CH3COOH(aq)+OH-(aq)

Kb= [CH3COO-].[OH-] =5.8. 10-10 [CH3COOH]

[OH-] = [CH3COO-] = √Kb x [CH3COOH] [OH-]=√ 5,8.10-10 x 0,1= 5.8.10-9= 7.6.10-5 pOH = - log 7,6. 10-5 = 4,1 pH = 14 – pOH =8,9

2 CO3

2-(aq) + H3O

+(aq)

HCO3

-(aq) + H2O(l)

HCO3-(aq) + H3O

+(aq) 2 H2O(l) + CO2(g)

3 Je begint met een base, carbonaat, dus hoge pH, deze laat je reageren met een zuur. Daardoor verloopt de grafiek van hoog naar laag, omdat er 2 reacties optreden met een groot verschil in Kb’s, krijg je 2 buigpunten in de grafiek.

4 Bij beide equivalentiepunten heeft een zelfde hoeveelheid ionen gereageerd, dus de verwachting is dat Ve.p.2= 2 . Ve.p.1

5.

e.p. 1 = 4,39 mL e.p. 2 = 7,98 mL e.p. 1 V = 4,39 mL 0,1 M HCl

Page 43: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

43

CO32-

(aq) + H3O+

(aq) HCO3

-(aq) + H2O(l)

4,39 x 0,1 ↓ 0,439 mmol CO3

2- ← 0,439 mmol H3O

+ 0,439 mmol CO3

2-(aq) komt van 0,439 mmol Na2CO3. 0,439 mmolNa2CO3

0,439 mmolNa2CO3 x MNa2CO3 = 105,99= 46.53 mg Na2CO3 46.53 mg Natriumcarbonaat in 7 mL verdunde oplossing. 46.53 : 7 x 100 = 664.7 mg natriumcarbonaat in 1 gram zuurstofbleekmiddel = 66 % natriumcarbonaat in zuurstofbleekmiddel.

e.p.2 – e.p.1 = 7,98-4,39 = 3,59 mL 0,1 M HCl HCO3

-(aq) + H3O

+(aq) 2 H2O(l) + CO2(g)

38.05 mg 3,59 x 0,1 ↑ x MNa2CO3 = 105,99 ↓ 0.359 mmol← x 1---------------0.359 mmol 0.359 mmol HCO3

-(aq) komt van 0.359 mmol Na2CO3. 0.359 mmol Na2CO3 weegt

0,359 x MNa2CO3 = 105,99 = Na2CO3. 38,05 mg natriumcarbonaat in 7 mL verdunde oplossing = 35,9 : 7 x 100 = 513 mg in 1 gram zuurstofbleekmiddel = 51 % natriumcarbonaat in zuurstofbleekmiddel.deze vraag beantwoord Ans met nieuwe grafiek

6 Controle van de Kb moet aangeven welke van de twee waarden het meest betrouwbare resultaat geeft. e.p. 1 = 4,39 mL e.p. 2 = 7,98 mL Verhouding niet 1:1. Halverwege e.p. 1 = 2,19 mL pH = 10.16, dus pOH is 14 – 10.16 = 3.83 = pKb (theoretisch pKb CO3 2-= 3.67 Halverwege e.p. 2 = (7,98 + 4.39) :2= 6.185 mL pH = 6.02 pOH = 7.99 Theoretisch pKbHCO3- = 7.65

V(mL) Na2CO3(%) Halverwege e.p.

pH pOH = Kb

Kb BINAS

e.p.1 4,39 63 4,39 : 2 10.16 3.83 3.67

e.p.2 7,98 51 (4,39 + 7.98): 2 = 6,19

6.02 7.99 7.65

7 De waarden van de Kb komen geen van beide exact overeen met de waarden

in de BINAS. De waarde halverwege e.p. 1 ligt iets beter in de buurt. Maar het volume bij het tweede e.p. zijn niet twee keer zo hoog als bij e.p.1, dus ligt het voor de hand, dat je in het eerste deel in ieder geval meer andere stoffen hebt mee getitreerd. Het percentage natriumcarbonaat in het tweede punt is ook lager. Dus vraagteken welke het beste is.

Page 44: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

44

8 Thymolblauw: Rood onder pH 1,2 en geel boven pH 2,8, dus deze komt niet overeen met het tweede e.p. De andere omslag geel onder pH 8,0 en blauw boven pH 9,6 komt een beetje in de buurt van de eerste titratiepunt.

9 Thymolblauw zou dus als indicator gebruikt kunnen worden om het eerste equivalentiepunt te bepalen. Men moet beseffen, dat hier slechts de eerste reactiestap heeft plaatsgevonden en men dus de eerste reactievergelijking moet gebruiken en niet de totaalreactie.

Page 45: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

45

Deel 5

Bepaling van het waterstofperoxide gehalte door middel van titratie

Lesorganisatie:

Dit practicum is geschikt voor 5 VWO. Er zit een stuk redox reacties in en er moet gerekend worden. Het is op te delen in verschillende onderdelen afhankelijk van de tijd die je kunt besteden aan het practicum. Het tweede onderdeel is met behulp van een titratie met kaliumpermanganaat de verhouding van de natriumpercarbonaat bepalen. Er komt een apart voorschrift om het natriumpercarbonaat gehalte te bepalen door het ontstane gas op te vangen. Deze voorschriften kunnen natuurlijk gemixt worden in een klas. Ook een mogelijkheid is om de helft van de klas het gasopvang gedeelte te laten doen en de andere helft een titratie onderdeel. Daarna kunnen gegevens uitgewisseld worden en vergeleken.

Apparatuur en materiaal:

Buret

Statief

Buretklem

Erlenmeyer 100 mL

Maatcilinder 25 mL

Zwavelzuur 1,0M

Kaliumpermanganaat 0,02M

Procedure:

Weeg 0,25 gram Oxi af en doe dit in een erlenmeyer.

Voeg toe 25 mL zwavelzuur

Meng het geheel door te zwenken, laat rustig uit schuimen.

Lees de beginstand van de buret af en noteer in de tabel.

Titreer druppelsgewijs en heel rustig de eerste mL met de kaliumpermanganaat.

Titreer daarna rustig door tot kleuromslag.

Lees de eindstand van de buret af en noteer in de tabel.

Titratie 1 Titratie 2

Beginstand buret (mL)

Eindstand buret (mL)

Verbruik KMnO4(mL)

Page 46: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

46

Toa aanwijzingen en veiligheid:

Oxi is een product waarvan de gehaltes nogal een veranderen naarmate de pot langer open is. Het is daarom wel verstandig om als Toa zelf het gehalte te bepalen aan waterstofperoxide voordat je leerlingen het gehalte laat bepalen. De inweeg die we gegeven hebben(o,25 gram) is dan ook een indicatie, dat bij een nieuw te openen pot goed werkt in samenwerking met de 0,02M kaliumpermanganaat.

Opmerking:

De reactie: Ox: H2O2 + 2 H+ + 2e → 2 H2O (l) Red: H2O2→ O2 (g) + 2 H+ + 2e 2 H2O2 → O2 + 2 H2O (l) Die je volgens de binas tabel 48 verwacht dat zal plaatsvinden vindt nauwelijks plaats omdat het een hoge activeringsenergie heeft. Om deze reactie te laten plaatsvinden zul je een katalysator moeten toevoegen. In fel zonlicht zal deze reactie ook eerder plaatsvinden. Normaal gesproken zal de volgende reactie plaatsvinden: Ox: MnO4

- + 8 H+ + 5e → Mn2+ + 4 H2O (l) 2

Red: H2O2 → O2 (g) + 2 H+ +2e 5 2MnO4

- + 6 H+ + 5H2O2 → 5O2 (g) +2 Mn2+ + 8 H2O (l)

Het is heel belangrijk om de eerste mL’s kaliumpermanganaat heel rustig druppelsgewijs toe te voegen aan de aangezuurde oxi. De ontstane Mn2+ - ionen zullen als katalysator gaan werken en de reactie zal naar behoren plaatsvinden. Ga geen bruinsteen (MnO2) als katalysator toevoegen want dan vindt alsnog de volgende reactie plaats: Ox: H2O2 + 2 H+ + 2e → 2 H2O (l) Red: H2O2→ O2 (g) + 2 H+ + 2e

2 H2O2 → O2 + 2 H2O (l) Zorg ervoor dat buretten direct na gebruik schoongespoeld worden ivm bruinsteen vorming. Afval afvoeren in de daarvoor bestemde afvalvaten.

Vragen:

1. Waarom gebruiken we bij deze titratie geen indicator? 2. Wat voor soort titratie is deze titratie? 3. Welke reactie vind er plaats?. Geef de reactievergelijking.(aangezuurde

kaliumpermangaat reageert als oxidator!) 4. Bereken de hoeveelheid waterstofperoxide in de oxi.

Page 47: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

47

Docent aanwijzingen:

Antwoorden

1. De kaliumpermanganaat fungeert ook als katalysator. Er is een kleuromslag van kleurloos naar rose te zien.

2. Dit is een redox reactie.

3. Ox: MnO4

- + 8 H+ + 5e → Mn2+ + 4 H2O (l) 2

Red: H2O2 → O2 (g) + 2 H+ +2e 5 2MnO4

- + 6 H+ + 5H2O2 → 5O2 (g) +2 Mn2+ + 8 H2O (l)

4. mL’s KMnO4 verbruikt * concentratie KMnO4= mmol KMnO4

verhouding KMnO4 : H2O2 = 2 : 5 er is dus 5/2 maal zo veel mmol H2O2 geweest. Mmol H2O2 * molaire massa H2O2 = gram H2O2

Gram H2O2/ gram oxi * 100% = % H2O2

Verdere informatie:

Bron: Chemie aktueel

Page 48: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

48

Practicum ‘Katalase in aardappel’

Introductie Enzymactiviteit is afhankelijk van de temperatuur. Het verband tussen de temperatuur en de enzymactiviteit wordt weergegeven in een optimumkromme (zie onderstaande afbeelding). De enzymactiviteit volgens deze optimumkromme is het nettoresultaat van toename van de activiteit van individuele enzymmoleculen en inactivatie van enzymmoleculen door temperatuurverhoging.

In aardappel zit het enzym katalase dat waterstofperoxide kan omzetten in water en zuurstofgas (2H2O2 → 2H2O + O2). Wanneer je aardappel en waterstofperoxide samenvoegt, ontstaat er een schuimlaag. De hoogte van deze schuimlaag is een maat voor de activiteit van katalase. In dit practicum wordt gekeken wat de invloed is van de temperatuur op de werking van katalase.

Lesorganisatie Dit practicum is geschikt voor bovenbouw Havo/VWO. Tijdens deze les voer je per tweetal twee practica uit. Het eerste practicum gebruik je om de resultaten van het tweede practicum te kunnen interpreteren. Het is handig om de waterbaden (0, 15, 30, 45, 60 en 75 ºC) klassikaal te gebruiken. Spreek goed af wie welk waterbad maakt en per tweetal wordt er een te gebruiken temperatuur gegeven. Na afloop van het practicum wisselen leerlingen hun gegevens uit. Het is mogelijk om leerlingen hun gegevens in meervoud te laten bepalen. Ook kunnen andere vormen van samenwerken toegepast worden, er kan natuurlijk zelf bepaald worden of men bij alle temperaturen meet. Zorg er voor dat de temperatuur in elk waterbad redelijk constant blijft gedurende de proef.

Page 49: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

49

Toa aanwijzingen en veiligheid

Waterstofperoxide 3 % oplossing: verdun 85 mL 35% waterstofperoxide tot 1 liter met demiwater. Maken van de waterbaden:

Vul één bekerglas ml met een aantal ijsblokjes en voeg een beetje koud water toe.

Vul een bekerglas met water en breng met ijs op 15°C.

Vul vier bekerglazen met water. Verwarm het water in de bekerglazen tot verschillende temperaturen: 30°C, 45°C, 60°C, 75°C (gebruik eventueel warm water uit de kraan in het kabinet, dit scheelt tijd bij het opwarmen).

Doe een labjas aan en een bril op tijdens de uitvoering de proeven.

Procedure

Proef 1: Waterstofperoxide en katalase

Materiaal:

Aardappelstaafje

Mesje

2 reageerbuizen in een reageerbuisrekje

Waterstofperoxideoplossing (H2O2) van 3% (Pas op met morsen!)

Maatcilinder (10ml) Uitvoering:

Snij drie stukjes aardappel af (max. 5mm) en doe die in één van de twee reageerbuizen.

Doe in beide reageerbuizen 5ml waterstofperoxide.

Voeg aan de buis zonder aardappel zoveel water toe dat de inhoud van beide buizen gelijk is.

Laat de beide buizen 5 minuten staan.

Noteer de resultaten van beide buizen op een kladblaadje.

Page 50: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

50

Proef 2: Katalase en temperatuur

Materiaal (per duo):

Aardappelstaafjes

Mesje

6 reageerbuizen in een reageerbuisrekje

Waterstofperoxideoplossing van 3%

Maatcilinder (10ml)

Viltstift

Liniaal Afhankelijk van welk waterbad jouw groep heeft:

3x bekerglas (400ml of 600ml)

IJsblokjes

2 Branders, elk met gaasje en driepoot

Thermometers (3x) Uitvoering:

Maak het waterbad dat aan jouw groep is toegewezen

Nummer de reageerbuizen A en B

Snijd drie stukjes aardappel van exact 5 mm af.

Doe in de buis A drie stukjes aardappel.

Doe in de buis B 5 mL waterstofperoxide.

Zet de buizen A en B in het aan jou toegewezen waterbad.

Laat de buizen 5 minuten staan.

Giet na die 5 minuten het waterstofperoxide (uit de buis B) bij de stukjes aardappel (buis A) en laat buis A weer 5 minuten staan in het aan jou toegewezen waterbad.

Meet de hoogte van het gevormde schuim in de reageerbuis.

Verzamel de gegevens van andere koppels uit je klas zodat je de hele temperatuurreeks compleet hebt.

Vragen

1. Wat is de invloed van de temperatuur op de mate van activiteit van het enzym katalase in aardappel?”

2. Verklaar de grafiek die je naar aanleiding van de verzamelde gegevens kunt

maken.

Page 51: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

51

Docentaanwijzingen

Antwoorden op de vragen:

1. Door te kijken naar de hoogte van de schuimlaag die is gevormd in elk van de buisjes is af te leiden hoe groot de enzymactiviteit bij toenemende temperatuur is. Hieruit blijkt dat bij toenemende temperatuur de activiteit van katalase steeds verder toe neemt tot een maximale activiteit is bereikt. De temperatuur waarbij de maximale enzymactiviteit is gemeten ligt tussen de 30°C en 45°C. Hiertussen ligt de optimale temperatuur voor de werking van het enzym katalase. Na dit optimum neemt de enzymactiviteit steeds verder af.

2. In aardappel zit het enzym katalase dat waterstofperoxide kan omzetten in water en zuurstofgas. (2H2O2 → 2H2O + O2). De zuurstof die vrijkomt bij deze reactie veroorzaakt de schuimlaag die te zien is in de buizen met aardappel en waterstofperoxide. De hoogte van deze schuimlaag is een maat voor de activiteit van katalase. Hoe hoger de schuimlaag, hoe hoger de totale enzymactiviteit. Bij toenemende temperatuur neemt de activiteit van enzymen steeds verder toe waardoor de omzetting van waterstofperoxide steeds sneller gaat en er steeds meer zuurstof wordt geproduceerd. Dit veroorzaakt een steeds grotere schuimlaag. Bij toenemende temperatuur verliezen ook steeds meer enzymen blijvend hun ruimtelijke structuur waardoor ze inactief raken. Vanaf een bepaalde temperatuur zijn zoveel enzymen beschadigd dat de totale enzymactiviteit afneemt. Hoe hoger de temperatuur na dit optimum wordt, hoe lager de totale enzymactiviteit is.

Verdere informatie Bron:

- Biologie voor jou, 5VWO, Thema 3 Energie, basisstof 2 Enzymen.

Page 52: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

52

Practicum Eendenkroos telen voor eiwitten

Introductie : Lemna (eendenkroos) is het kleinste bloeiende plantje op Aarde, maar het vermeerdert zich heel snel en zit boordevol eiwitten. Dat is precies wat de wereld nodig heeft. ‘Dit voelt goed, omdat het binnen afzienbare tijd een oplossing kan bieden’, zegt onderzoekster Ingrid van der Meer. Steeds meer mensen die steeds meer vlees eten. Om één kilo vlees te produceren is ongeveer 2,5 kilo eiwit van planten nodig. In de zoektocht naar die eiwitten stuitte Ingrid van der Meer op eendenkroos. ‘Als nieuw eiwitgewas biedt het goede kansen,’ zegt zij. ‘Het gebruikt geen agrarisch land, het kan in een bassin bij de boer of in een kas groeien op verdunde mest, het groeit razendsnel en bevat heel veel eiwit. Met één hectare eendenkroos wordt net zoveel eiwit geproduceerd als met tien hectare soja.’ In Wageningen zijn alle disciplines aanwezig om het onderzoek naar het gebruik van eendenkroos als nieuw (Europees) eiwitgewas een flinke stap vooruit te helpen. Belangrijkste aandachtspunten daarin zijn de vraag of eendenkroos zowel geschikt is voor diervoeding als voor humane voeding, de optimale teeltomstandigheden, het profiel van de eiwitten van de verschillende variëteiten en de manier van verwerking. ‘Het ziet er allemaal heel goed uit, vooral de oogstopbrengst’, aldus Van der Meer. ‘Maar er zijn ook nog een heleboel stappen te maken. Teelt op industrieel water kan geschikt zijn, we weten inmiddels dat het bijdraagt aan waterzuivering. We willen snel aan de slag en onder andere een pilot doen. Ik ben optimistisch, eendenkroos als veevoeder om meer vlees te kunnen produceren kan een oplossing zijn. En een burger tjokvol eendenkrooseiwitten op mijn bord? Dat zou ik wel mooi vinden.’ Eiwit kan aangetoond worden middels de biureet test. Hierbij bindt het koper in het biureet reagens aan het eiwit. Hierdoor zal de kleur van de biureetreagens donkerder kleuren.

Onderzoeksvragen:

Eendenkroos kan zich heel snel vermeerderen. - Wat zijn de optimale teeltomstandigheden? - Welke meststoffen zijn het meest geschikt? - Hoe meet je de hoeveelheid eendenkroos? - Hoe kun je eenvoudig de aanwezigheid van eiwit aantonen in eendenkroos?

Page 53: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

53

Apparatuur en materiaal:

Gratnellbakken met afmeting 40 x 30 cm en 15 cm hoog, donkere kleur

Meststoffen met verschillende NPK verhoudingen, bijvoorbeeld vloeibare pokon 7-

2-7 NPK en tuinmest 6-5-11 NPK en tuinmest universeel 12-10-18 NPK

Eendenkroos

Rooster om de hoeveelheid kroos te meten

PH meter

Biureetreagens: weeg 9,0 g K-Na-tartraat + 3 gram CuSO4.5 H2O af en los op

in 100 ml 0,2M NaOH

Mortier

TOA aanwijzingen en veiligheid: Laboratoriumjas en bril dragen.

Lesorganisatie: De proef kan in grotere groepen uitgevoerd worden. Deze proef duurt enkele weken.

Procedure : Voor dit onderzoek is eendenkroos uit een vijver van Fred Zegwaard Krakeelsweg 4 te Rekken gehaald. Deze vijver bevat meerdere soorten eendenkroos. Dit eendenkroos met vijverwater is in een gratnellbak onder een aquariumlamp geplaatst. De groei van eendenkroos onderzoeken:

Vul 4 gratnellbakken met water en eendenkroos uit de grote bak.

Bak 1: Geen toevoeging

Bak 2: 10 ml pokon NPK 7-2-7 toevoegen

Bak 3: 5 gram tuinmest NPK 6-5-11 toevoegen

Bak 4: 5 g gram tuinmest NPK 12-10-18 toevoegen Meet de pH van de oplossing in alle bakken en noteer dit in de tabel Na 5 dagen wordt de groei vergeleken tussen de bakken en de pH gemeten en genoteerd Eiwit aantonen met biureetreagens:

Droog het eendenkroos en maal het fijn met behulp van een mortier

Doe het fijngemalen eendenkroos in een reageerbuis

Voeg wat demiwater toe en meng het goed.

Voeg biureetreagens toe en bekijk de verandering in kleur (paars-blauwe kleur bij aanwezigheid van eiwitten)

Page 54: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

54

Resultaten:

Conclusie:

De voorspelde groei is niet gerealiseerd. De literatuur doet geloven dat het heel makkelijk

is om eendenkroos te laten groeien maar in de praktijk blijkt het lastiger.

Daarnaast is het aantonen van eiwit in de groene eendenkroosoplossing niet mogelijk

omdat de groene kleur overheerst.

Aanbeveling:

Het onderzoek kan voort gezet worden door bijvoorbeeld een groeilamp te gebruiken in

plaats van een aquariumlamp.

Er kan gevarieerd worden met de volgende parameters: soort en hoeveelheid

meststoffen, licht, temperatuur. Waarbij de pH, algengroei en schimmel nauwlettend in de

gaten gehouden moet worden.

Daarnaast is het interessant om op zoek te gaan naar een methode om het eiwit aan te

tonen in gedroogd eendenkroos.

Normaliter wordt het eiwitgehalte bepaald via de totaal stikstofbepaling volgens Kjeldahl.

Dit is voor een VMBO-school niet haalbaar.

Verdere informatie:

Bronnen: Van Hall Larenstein (LS&T Leewarden, Karolina Smiech)

ABC Kroos

CC Advies Ulft, Hajo Canter Cremers,

Groot Zevert Vergisting Beltrum, Arjan Prinsen,

WUR, Ingrid van der Meer

Lankheet te Haaksbergen

pH dag 1 Groei, na 5 dagen pH dag 5 Eiwit aanwezig

Neutraal

Meststof 1

Meststof 2

Meststof 3

Page 55: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

55

Bioplastic maken van zetmeel

Introductie: Er zijn allerlei verpakkingsmaterialen bedacht om producten in te pakken. Een veel gebruikt materiaal is plastic, denk aan het rietje bij je pakje drinken of de verpakking waar je oordopjes in zitten. Echter dat plastic is slecht voor het milieu, het is niet tot zeer slecht afbreekbaar. Het duurt jaren voordat een plastic zakje uit het milieu verdwenen is, met achterlating van kleine plastic deeltjes. Daarom wordt er naarstig gezocht naar andere verpakkingsmaterialen die vriendelijker zijn voor het milieu. Het is ook mogelijk om op een andere manier plastic te maken en wel met behulp van zetmeel. Hiermee is het mogelijk om een mooie gel te maken. Om de gel flexibel te maken heb je een weekmaker nodig. Hiervoor kan o.a. glycerol gebruikt worden.

Toa aanwijzingen en veiligheid:

Er wordt verwarmd op een driepoot met een brander, de brander moet heel zacht gezet worden en het best werkt het als er twee gaasjes op de driepoot gelegd worden, dit verdeeld de hitte beter. Voor verhitting wordt er één mL zoutzuur 1M toegevoegd aan het water en zetmeelmengsel. Na even roeren in het begin hoeft het niet meer geroerd te worden, het mag wel. Het mengsel zal niet aanbakken door de circulatie die ontstaat door de luchtbellen. Het mengsel wordt eerst dik-vloeibaar en na doorkoken weer dun-vloeibaar. Na doorkoken wordt een even grote hoeveelheid natronloog 1M aan het mengsel toegevoegd om te neutraliseren. Dit kan met fenolftaleïen gecontroleerd worden, het mengsel moet weer neutraal zijn. Het plastic kan goed uitgegoten worden op een insteeksheet, flexibele kunststof muffin-vormpjes of geplastificeerde papieren bordjes.

Page 56: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

56

Apparatuur en materiaal: Weegschaal

Brander

Driepoot

Twee gaasjes

Roerstaafje

Lucifers

Maatcilinder

Bekeerglas 150 mL

Zetmeel ( bv aardappelzetmeel, maizena, rijstebloem)

Plastic insteekhoesje, kunstof cupcake vormpjes of ander geplastificeerd materiaal

Fenolftaleïen

Demiwater

Glycerol

Zoutzuur 1M

Natronloog 1M

Pipetje

Lesorganisatie: Het maken van het plastic kan binnen een les van 60 minuten worden uitgevoerd. Het drogen van het plastic heeft wel twee dagen nodig. Als het langzaam droogt laat het op een gegeven moment vanzelf los van de ondergrond. In de procedure is de basisbereiding van het bioplastic beschreven, bij de lesorganisatie is beschreven welke variabelen evt mogelijk zijn.

Procedure: Doe 50 mL demiwater in een bekerglas van 150 mL.

Weeg 5 gram zetmeel poeder af.

Doe het zetmeel bij het water in het bekerglas.

Voeg toe 4 mL glycerol.

Voeg toe 1 mL zoutzuur 1M.

Roer voorzichtig.

Steek de brander op de juiste wijze aan.

Leg twee gaasjes op de driepoot en zet hier het bekerglas op.

Verwarm de oplossing in het bekerglas op een kleine blauwe vlam.

Roer voorzichtig tot de oplossing dik-vloeibaar is.

Laat rustig doorkoken tot een heldere dun-vloeibare oplossing is ontstaan.

Zet de brander op de juiste wijze uit.

Voeg voorzichtig 1 mL natronloog 1M toe aan de oplossing en meng.

Controleer met fenolftaleïen of de oplossing weer neutraal is.

Giet de oplossing heel dun uit op het insteekhoesje, eventueel kun je egaliseren met een roerstaafje.

Laat rustig drogen.

Page 57: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

57

Lesorganisatie: Dit practicum kan in tweetallen gedaan worden. Er kan gevarieerd worden in het soort zetmeel dat gebruikt wordt. Ook kan men variëren in de hoeveelheid glycerol die toegevoegd wordt. Ook is er in de Dot gevarieerd in de hoeveelheid zoutzuur die is toegevoegd aan de oplossing, geneutraliseerd met een passende hoeveelheid natronloog. Ook is er in plaats van glycerol als weekmaker suiker toegevoegd.

Resultaten gemeten door verschillende DOT leden

1. Er is zoals in de tabel te zien is gevarieerd in de hoeveelheid glycerol die toegevoegd is aan de verschillende zetmelen.

2. Ook is gevarieerd in de hoeveelheid zoutzuur die toegevoegd is, na koken is er met gelijke hoeveelheid natronloog geneutraliseerd.

3. Als derde variant is er in plaats van glycerol gewone kristalsuiker toegevoegd, verder is gewoon de procedure gevolgd.

Tabel 1 Aardappel zetmeel

Mais zetmeel

Rijst zetmeel

Tarwe zetmeel

flexibiliteit 0 0 0 0

0 mL glycerol sterkte 1 0 0 0

indroogscheuren 0 0 2 1

flexibiliteit 1 0 0 1

1 mL glycerol sterkte 1 0 2 0

indroogscheuren 0 0 0 1

flexibiliteit 1 0 2 2

2 mL glycerol sterkte 2 0 2 1

indroogscheuren 0 0 0 2

flexibiliteit 2 1 2 2

3 mL glycerol sterkte 1 0 2 1

indroogscheuren 0 2 0 2

flexibiliteit 2 1 0 2

4 mL glycerol sterkte 2 1 0 1

indroogscheuren 2 2 2 2

Flexibiliteit 0 niet

1 beetje 2 veel

Sterkte 0 laag

1 middelmatig 2 hoog

Indroogscheur 0 veel

1 beetje 2 niet

Page 58: Deelnemers TOA DOT 2017-2018 · Zilvernitraat 1,0M Natriumsulfaat 1,0M Zinkchloride 1,0 M Kaliumbromide 0,1M Fenolftaleïen Thymolblauw Koolstof/potlood of carbon elektrodes krokodillenbekjes

58

Tabel 2 Aardappel zetmeel

Rijst zetmeel

flexibiliteit 2 0

0 mL HCl 1M sterkte 1 2

indroogscheuren 2 0

flexibiliteit 2 1

1 mL HCL 1M sterkte 2 2

indroogscheuren 2 0

flexibiliteit 2 2

2 mL HCl 1M sterkte 2 sterkst 2

indroogscheuren 2 1

flexibiliteit 2 2

3 mL HCl 1M sterkte 2 2

indroogscheuren 2 1

flexibiliteit 2 2

4 mL HCl 1M sterkte 0 2

indroogscheuren 0 1

Tabel 3 Aardappel zetmeel

flexibiliteit 0

0 g suiker sterkte 0

indroogscheuren 0

flexibiliteit 0

1 g suiker sterkte 0

indroogscheuren 0

flexibiliteit 0

2 g suiker sterkte 0

indroogscheuren 0

flexibiliteit 1

3 g suiker sterkte 0

indroogscheuren 0

flexibiliteit 2

4 g suiker sterkte 2

indroogscheuren 2

Als DOT hebben we een basis voorschrift proberen te maken dat goede resultaten geeft bij de uitvoering door leerlingen.

Verdere informatie: Bron: Plastic zonder olie, Betasteunpunt Wageningen. In opdracht van DOT Scheikunde, Universiteit Twente, Enschede