Nova TF Sk Handleiding

download Nova TF Sk Handleiding

of 26

  • date post

    09-Oct-2015
  • Category

    Documents

  • view

    36
  • download

    0

Embed Size (px)

description

Nova SK

Transcript of Nova TF Sk Handleiding

  • 1Inhoudsopgave

    1 Opfrisser antwoorden

    2 Praktijk

    - Balsamico-azijn - antwoorden

    - Industrile productie van azijnzuur - antwoorden

    3 Theorie antwoorden

    4 Experimenten mogelijke antwoorden

    5 Onderzoek mogelijke antwoorden

    6 Examenvraag Bookkeeper antwoorden

    Docentenhandeiding Zuur-base NOVA TWEEDE FASE MALMBERG

  • 2Handleiding Zuur-base

    1 Opfrisser antwoorden

    1 Oplossingen met pH < 7 zijn zuur (pH= 7 neutraal en pH > 7 basisch).

    2 ammoniakgas, ammonia (oplossing ammoniak in water), natronloog (oplossing natriumhydroxide in water), soda (natriumcarbonaatdecahydraat), et cetera

    3 azijnzuur, waterstofchloride (oplossing van waterstofchloride heet zoutzuur), citroenzuur, et cetera

    4 Zure schoonmaakmiddelen zijn geschikt om kalk te verwijderen. Ontkalkmiddelen bevatten zuren. 5 Basen worden gebruikt voor het verwijderen van vet. Ammonia wordt gebruikt voor het ontvetten van opper-

    vlakken voordat er geverfd wordt.

    6 Een stof waarmee je kunt aantonen of een oplossing zuur of basisch is, heet een indicator. Rodekoolsap, indica-torpapier, lakmoespapier.

    7 De structuurformules voor azijnzuur (triviale naam voor ethaanzuur) en melkzuur (2-hydroxypropaanzuur) zijn:

    8 Azijnzuur bevat een zuurgroep. De OH-groep kan waterstofbruggen vormen met water (en het apolaire gedeelte van azijnzuur is klein). Hierdoor is azijnzuur goed oplosbaar in water.

    9 corrosief, of bijtend en irriterend

    10 1,000 L van deze oplossing bevat dus 3/100 = 0,03 1005 = 30,15 g NaOH. 30,15 g NaOH bevat 30,15 g/ 40,00 g mol-1 = 0,754 mol NaOH. Uit de oplosvergelijking van NaOH(s) Na+(aq) + OH-(aq) blijkt dat NaOH : OH- = 1 : 1. Hieruit volgt dat

    [OH-] = 0,75 mol L-1

    11 Als er natriumacetaat (NaCH3COO) wordt toegevoegd, zullen er meer CH

    3COO--ionen in de oplossing komen

    en zal het evenwicht naar links verschuiven.

    12 K =

    [H3O+ ] [CH

    3COO- ]

    [H2O] [CH

    3COOH]

    CH3C

    O

    OH

    azijnzuur

    C

    OH

    H3C

    melkzuur

    C

    O

    OH

    H

  • 3Handleiding Zuur-base

    2 Praktijk Balsamico-azijn antwoorden

    1 De structuurformule van azijnzuur is:

    2 Het omcirkelde proton splitst af wanneer azijnzuur bij een zuur-basereactie betrokken is:

    3 Azijnzuur reageert met water volgens de volgende reactievergelijking:

    4 In een oplossing van azijnzuur zijn alle deeltjes uit bovenstaande reactie, zowel voor als na de pijl, aanwezig.

    5 De triviale naam van de geconjungeerde base van azijnzuur is acetaat; de systematische naam is ethanoaat.

    6 Voorbeelden van goede antwoorden zijn:

    CH3C

    O

    OH

    azijnzuur

    C

    OH

    H3C

    melkzuur

    C

    O

    OH

    H

    CC

    O

    O

    H

    H

    H

    H

    CH3C

    O

    OH + H2O + H3O+CH3C

    O

    O-

    C CH2

    HO

    HO

    H3C O C

    O

    H

    etheen-1,1-diol methylmethanoaat

    HOH2C C

    O

    H

    hydroxymethanal

    H2C CH

    O

    OH

    epoxyethanol

  • 4Handleiding Zuur-base

    7 Door de COOH-groep apart op te schrijven, kun je al aan de molecuulformule zien dat het om ethaanzuur gaat en niet om een ander isomeer.

    8 Azijnzuur kan net als water drie waterstofbruggen vormen, maar heeft daarnaast een grotere molecuulmassa en dus een sterkere Vanderwaalsbinding. De totale sterkte van de molecuulbinding is dus groter. Hierdoor heeft azijnzuur een hoger smeltpunt dan water. (Daarnaast vormt azijnzuur in vaste en gasfase dimeren. De molecuul-massa wordt hierdoor nog groter, wat het smeltpunt nog verder verhoogt.)

    9 Suiker wordt omgezet in ethanol en koolstofdioxide volgens:

    C

    6H

    12O

    6 2 C

    2H

    6O + 2 CO

    2

    10 Om ethanol om te kunnen zetten tot azijnzuur, heeft acetobacter zuurstof nodig. Bij deze omzetting komt water vrij:

    C

    2H

    6O + O

    2 C

    2H

    4O

    2+ H

    2O

    11 a Processen waarbij zuurstof nodig is, noemen we aeroob. Een proces waar geen zuurstof bij nodig is noemen we anaeroob.

    b Om er zeker van te zijn dat de acetobacter aan voldoende zuurstof kan komen tijdens de omzetting van ethanol naar azijnzuur, mag het vat niet afgesloten worden: er moet steeds verse zuurstof bij kunnen.

    12 Tijdens het fermentatieproces daalt de pH: er ontstaat immers een zuur.

    13 De rol van zymase kan het best omschreven worden als die van een katalysator. Enzymen als zymase noemen we ook wel biokatalysatoren.

    14

    CCH2

    H2C

    CO

    O

    OH

    OH

    CCH2

    C

    OH

    C

    CH2

    C

    O

    OH

    O OHO

    HO

    Citroenzuur: 2-hydroxy-1,2,3-propaantricarbonzuurWijnsteenzuur: 2,3-dihydroxybutaandizuur

    CHC

    H2C

    C

    O

    OHO

    OH OH

    Appelzuur: 2-hydroxybutaandizuur

    CHC

    OH

    H3C

    O

    OH

    Melkzuur: 2-hydroxypropaanzuur

    CCH2

    H2C

    C

    O

    OHO

    OH

    Barnsteenzuur: butaandizuur

    CHC

    CHHC

    CHCH2

    O

    OHHO

    OH

    OH

    OH

    OH

    Gluconzuur: 2,3,4,5,6-pentahydroxyhexaanzuur

  • 5Handleiding Zuur-base

    15

    16 onderzoeksopdracht

    A 1,06 103 0,06 = 63,6 gram azijnzuur/L; 63,6/60,05 = 1,06 mol; molariteit azijnzuur = 1 M (n significant cijfer)

    B Kz azijnzuur = 1,8 10-5; 1,8 10-5 = x2/(1-x); 1/(1,8 10-5 ) > 100 dus 1,8 10-5 = x2; x = 4,2 10-3 = [H

    3O+]; pH

    = -log(4,2 10-3) = 2,4

    C CH3COOH + OH- CH

    3COO- + H

    2O

    D Adsorptie gevolgd door filtratie:

    E Fenolftaleen: in het equivalentiepunt is alle zuur omgezet in de geconjungeerde base. De pH van het equivalen-tiepunt ligt dus boven de 7. Het omslagtraject van fenolftaleen ligt boven de 7.

    F

    O

    OH OH

    OH

    OH

    CH2OH

    + CH3C

    O

    OH

    O

    OH OH

    OH

    OH

    H2C

    O C

    O

    CH3

    + H2O

    H3C C

    O

    OH HOH2C CH3 H3C C

    O

    OH2C CH3

    ethyl ethanoaat

    + H2O+

    actievekoolfilter

    ontkleurdebalsamico

    balsamico

    equivalentiepunt mL NaOH

    pH

    omslagtraject fenolftaleen

    O

    OH OH

    OH

    OH

    CH2OH

    + CH3C

    O

    OH

    O

    OH OH

    OH

    OH

    H2C

    O C

    O

    CH3

    + H2O

  • 6Handleiding Zuur-base

    G In een hele buret 0,100 M natronloog zit 50 10-3 0,100 = 5 10-3 mol OH-. Dit is slechts voldoende om 5 mL 1 M balsamico-azijn te titreren.

    H Pipetteer 10 mL balsamico-azijn met een volpipet in een 100 mL maatkolf. Vul aan met demiwater tot de maatstreep. Homogeniseer. Schenk de verdunde balsamico-azijn in een 250 mL erlenmeyer en voeg een schep actieve kool toe. Zwenk en laat een paar minuten incuberen. Filtreer de suspensie. Pipetteer 10 mL van het fil-traat in een 200 mL erlenmeyer en spuit de wanden van de erlenmeyer af met demiwater. Voeg enkele druppels fenolftaleen toe. 10 mL 10 verdunde balsamico-azijn bevat 0,1 10 10-3 = 1,0 10-3 mol azijnzuur; Voor de titratie in ongeveer nodig: 1,0 10-3/0,100 = 10 mL 0,100 M natronloog. Het equivalentiepunt is bereikt als de oplossing blijvend (licht!) roze kleurt. Het azijnzuurgehalte van balsamico kan als volgt worden berekend: azijnzuurconcentratie = titratievolume 0,100 10 / (10 10-3). Deze concentratie 60,05 = massa azijnzuur in gram/L. (massa in kg/1,06) 100 = massa% azijnzuur

    Het pipetvolume is gegeven in vier significante cijfers. De buret wordt afgelezen in twee decimalen, dus drie (onder de 10 mL, bijvoorbeeld 9,87 mL) of vier (boven de 10 mL bijvoorbeeld 12,88 mL) significante cijfers. Het aantal significante cijfers van de concentratie natronloog moet je aflezen van de fles en zal waarschijnlijk vier significante cijfers hebben. Afhankelijk daarvan je eindantwoord geven in drie of vier significante cijfers.

    I Eigen antwoord.

    Plus

    J De pH van het equivalentiepunt kan als volgt berekend worden: Stel: 10,00 mL natronloog toegevoegd en dus bepaalde concentratie van verdunde oplossing = 0,1000 M. Concentratie acetaat in equivalentiepunt = 0,0500 M; K

    b acetaat = 5,5 10-10; 5,5 10-10 = x2/(0,0500 - x); 0,0500/(5,5 10-10 ) > 100 dus 2,75 10-11 = x2; x = 5,2

    10-6 = [OH-]; pH = 14 + log(5,2 10-6) = 8,7

    K Begin-pH: Kz azijnzuur = 1,8 10-5; 1,8 10-5 = x2/(0,1 - x); 0,1/(1,8 10-5) > 100 dus 1,8 10-6 = x2; x = 1,3

    10-3 = [H3O+]; pH = -log(1,3 10-3) = 2,9

    L Beide indicatoren hadden een te laag gehalte opgeleverd, want de indicatoren waren al van kleur veranderd voordat het equivalentiepunt was bereikt. Er was dus minder natronloog toegevoegd en gebruikt in de bereke-ning, wat had geleid tot een lager azijnzuurgehalte.

    equivalentiepunt mL NaOH

    8,7

    2,9

    omslagtraject fenolftaleen

    omslagtraject broomthymolblauw

    omslagtraject methyloranje

    pH

  • 7Handleiding Zuur-base

    Industrile productie van azijnzuur antwoorden

    1 Suiker wordt omgezet in ethanol en koolstofdioxide volgens: C

    6H

    12O

    6 2 C

    2H

    6O + 2 CO

    2

    2 Om ethanol om te kunnen zetten tot azijnzuur, heeft acetobacter zuurstof nodig. Bij deze omzetting komt water vrij:

    C

    2H

    6O + O

    2 C

    2H

    4O

    2+ H

    2O

    3 De structuurformule van azijnzuur is:

    4 Het omcirkelde proton splitst af wanneer azijnzuur bij een zuur-basereactie betrokken is:

    5 Azijnzuur reageert met water volgens de volgende reactiever