1

TOA-ontwikkelteam Universiteit Twente Jaargang 2015-2016

2

Colofon Deelnemers TOA DOT 2015-2016

Ans Assink Wendelien Bast Eric Berning Henriëtte klein Bluemink Timo Bruggeman Wil Gradussen Margreet Jonker Mark Kleinherenbrink Mark Kokke Hetty Lourens Rianne Wanders De practica voorschriften zijn volgens een ‘Getting Practical’ format opgesteld.

Lijkt het je leuk om ook deel te nemen aan de TOA DOT dan kun je informatie vinden op onderstaande links: https://www.utwente.nl/elan/opleidingenenprofessioneleontwikkeling/professioneleontwikkeling/dots/

www,utwente.nl/dots

3

Inhoudsopgave

Colofon………………………………………………………………………………………………………………………………………….2

Inhoudsopgave………………………………………………………………………………………………………………………………3

De bepaling van de NaCl concentratie in een zoutoplossing door het meten van de geleidbaarheid.

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………...4

De ontkleuring van kristalviolet met natronloog…………………………………………………………………………...8

50 tinten ijzer……………………………………………………………………………………………………………………………….15

Eenvoudige zuur-base titraties…………………………………………………………………………………………………….24.

Massapercentage calciumcarbonaat (krijt) in een krijtje……………………………………………………………..30.

Redox, zuur-base, neerslag (Druppelproef)………………………………………………………………………………….33

Water, wijn, melk of Bier?............................................................................................................38

HOT PACK……………………………………………………………………………………………………………………………………41

Productonderzoek: Bepaling van soortelijke massa en zuurgehalte van een sinaasappel………….…46

De Regenboog………………………………………………………………………………………………………………………….…49

Diffusiesnelheid bepalen d.m.v. ionentransport………………………………………………………………………….53

Kwantitatieve bepaling van koolhydraten in melk……………………………………………………………………..57

Redoxreacties…………………………………………………………………………………………………………………………….65

4

De bepaling van de NaCl concentratie in een zoutoplossing door

het meten van de geleidbaarheid.

Wendelien Bast, Chr. Coll. Groevenbeek Ermelo en Hetty Lourens, Assink Lyceum

Eibergen

Introductie: Als je keukenzout oplost ontstaat een oplossing met Na+ -ionen en Cl- -ionen. Hierdoor kan deze oplossing stroom geleiden. Hoe groter de concentratie opgelost zout, hoe groter het geleidingsvermogen van de oplossing. Hoe groter het geleidingsvermogen is, hoe groter de stroomsterke is. Onderzoeksvraag: Je gaat onderzoeken hoe je met een bekende zoutoplossing d.m.v. de geleidbaarheid, de zoutconcentratie van een onbekende zoutoplossing kan bepalen.

Apparatuur en materiaal:

Gelijkspanningsbron van 5 V

Ampèremeter

3 Stroomdraden

2 Koolstofelektrodes in houder

Bekerglas 100 ml (leeg)

Bekerglas 100ml met water

2x Maatcilinder 25 ml

Spuitfles met water

Pipetje

Zoutoplossing G (5 g NaCl /100 ml)

Onbekende zoutoplossing

TOA aanwijzingen en veiligheid:

NaCl is keukenzout en mag door de gootsteen gespoeld worden.

De bekende oplossing bevat 5 g NaCl/100 ml.

De onbekende oplossing bevat b.v. 2,5 g NaCl/ 100ml.

Bij deze proef wordt een klein hoeveelheid chloorgas gevormd. Daarom moet bij iedere meting de spanningsbron kort aanstaan en tussen de metingen uitgezet worden.

Lesorganisatie:

De uitvoering van de proef en de metingen kunnen in tweetallen gedaan worden. De uitwerking alleen.

5

Procedure:

o Eerst ga je de ijklijn maken.

o Je krijgt hiervoor oplossing G met een concentratie van 5 g NaCl/100ml.

o Om de oplossingen met de verschillende zoutconcentraties te maken moet je verschillende hoeveelheden water bij de bekende oplossing doen.

o In tabel 1 staan het aantal ml water en ml zoutoplossing, die je bij elkaar moet doen om de oplossingen voor de ijklijn te maken.

Tabel 1

o Je gaat daarvoor oplossing G verdunnen zoals in tabel 1 staat. Hierdoor ontstaan de oplossingen A t/m F met verschillende zout concentraties.

o Bereken deze verschillende concentraties NaCl als volgt:

o Voor oplossing B:

o Hoeveel gram NaCl zit in 5 ml oplossing G? ………..g NaCL

o Na verdunnen zit deze hoeveelheid zout in 50 ml. Dus …….g NaCl/ 50 ml.

o In 100 ml zit dan: ………g NaCl/ 100 ml.

o Zet je antwoorden voor de oplossingen B t/m F in tabel 1 .

o Laat je antwoorden controleren .

o Zet nu de goede antwoorden in tabel 2.

ml opl. G

5 g NaCl/ 100 ml ml water g NaCl / 100 ml

A 0 50 0

B 5 45

C 10 40

D 20 30

E 30 20

F 40 10

G 50 0 5

6

o Bouw de opstelling met de ampèremeter (schaal 0,5 A), de koolstofelektrodes,

de stroomdraden en het lege bekerglas.

o Sluit de spanningsbron nog niet aan.

o Doe in het lege bekerglas oplossing A uit de tabel1.

o Dat is 50 ml water met 0 g NaCl /100 ml.

o Zet de koolstofelektrodes er in.

o Sluit de spanningsbron ( 4,5 Volt) aan.

o Meet het geleidingsvermogen van de oplossing en zet dit in de tabel 2.

o Maak de spanningsbron los.

o Spoel tussen de metingen door de elektrodes goed schoon met water en

maak ze droog.

o Maak oplossing B en meet het geleidingsvermogen. Zet dit ook in tabel 2.

o Doe dit ook met de andere NaCl oplossingen.

o De onbekende oplossing.

o Maak het bekerglas schoon en droog en haal 50 ml van de onbekende zout

oplossing.

o Meet het geleidingsvermogen van de onbekende oplossing.

7

Resultaten:

Tabel 2

Opdrachten en vragen bij de proef:

o Maak een grafiek van het geleidingsvermogen van de zoutoplossing en de concentratie.

o Zet de concentratie op de x-as en het geleidingsvermogen op de y-as.

o Dit is je ijklijn.

o Bereken met je ijklijn de concentratie NaCl in de onbekende oplossing.

g NaCl / 100 ml geleidingsvermogen

(ampère)

0

5

onbekende

8

De ontkleuring van kristalviolet met natronloog

Margreet Jonker, Chr. Coll. Groevenbeek Ermelo en Henriette klein Bluemink, Montessori

College Twente Hengelo

Introductie:

Wit licht, bv zonlicht, omvat alle golflengten tussen ca 400 en 800 nm (= polychromatisch licht) Een zichtbaar licht met een nauw begrensd golflengtegebied (= monochromatisch licht) Kleurenindeling van wit licht:

Wordt uit wit licht het groen afgezonderd dan blijft een mengsel van violet, blauw, geel, oranje en rood over, je ziet dit als rood licht. Wordt groen weer toegevoegd dan krijg je weer wit licht. Hoe komt dit? Twee kleuren die met elkaar een wit licht vormen worden complementaire kleuren genoemd, ook wel twee monochromatische kleuren licht die na menging voor het oog wit licht vormen. Violet en geel, blauw en oranje , rood en groen zijn complementaire kleurenparen, met andere woorden: Violet en geel licht samen vormen wit licht Blauw en oranje licht vormen samen wit licht Rood en groen licht vormen samen wit licht Wordt het groene licht afgezonderd dan blijft van dit paar het rode licht over, de ander twee paren vormen samen wit licht, dus zie je rood licht. Een vast voorwerp dat als rood wordt waargenomen zal uit het opvallende zonlicht de straling van het golflengtegebied tussen 495-565 (=groen)nm sterk absorberen.

Golflengte nm kleurindruk

380-435 Violet

435-495 Blauw

495-565 Groen

565-590 Geel

590-625 Oranje

625-780 rood

9

De overige kleuren licht worden teruggekaatst. Nu vormen violet en geel wit licht en blauw en oranje ook en zal voor het voorwerp rood als kleurindruk overblijven. Voor een oplossing gelden dezelfde regels Een blauwgekleurde oplossing zal uit het opvallende zonlicht de straling van het golflengtegebied tussen 590-625 (= oranje)nm sterk absorberen Een kleurloze oplossing laat licht van alle golflengten door Een zwarte oplossing absorbeert alle straling ( laat geen licht van alle golflengten door) Het menselijk oog is niet in staat om te bepalen of licht monochromatisch is of niet. Geel licht kan bijvoorbeeld eenkleurig zijn , maar het kan ook een mengsel zijn van de spectrale kleuren zonder het violet.

Lesorganisatie

Dit practicum is geschikt voor 5 VWO en 5 Havo. Het is in een lesuur van 60 minuten uit te voeren. Dit is wel afhankelijk van de hoeveelheid apparatuur die je beschikbaar hebt. In de bijlagen (1 t/m4) zijn verschillende manieren van meten gegeven.

Apparatuur en materiaal

Natronloog 0,1M of 0,05M

Kristalvioletoplossing 0,00008M

Demiwater

Cuvet van 1 cm

Bekerglaasje 50 mL, 3 stuks

Pipet 5 mL, 2 stuks

Pipetterballon

Spectrofotometer, eventueel in combinatie met computerprogramma (bv CMA of Vernier)

Toa aanwijzingen en veiligheid

De stockoplossing van kristalviolet is 0,001M, hieruit maken we een oplossing van 0.00008M door 80 mL te verdunnen naar 1 liter of 8 mL naar 100 mL De natronloog die gebruikt wordt is 0,1M Verder zijn er verschillende manieren mogelijk om de extincties te meten. Er kan gebruik gemaakt worden van een spectrofotometer waar je de extinctie zelf afleest. Er kan ook met een spectrofotometer van CMA gemeten worden in combinatie met IP coach. Ook is het mogelijk om met de logger pro van Vernier te meten. Voor de instellingen gebruik je de handleidingen van de gebruikte apparatuur. Kristal violet afvoeren in afval vat kristalviolet.

10

Procedure

Dit is een algemene procedure, kijk in de bijlagen welke het best past bij de aanwezige apparatuur op school

Doe 5 mL natronloog in een bekerglas van 50 mL.

Voeg toe 5 mL kristalviolet 0.00008M en meng goed.

Vul met deze oplossing een cuvet voor ongeveer driekwart.

Meet de ontkleuring met de aanwezige apparatuur.

Vragen

1. We maken gebruik van een filter van 580 nm, leg uit waarom.

2. Laat dmv een berekening zien hoe je een oplossing van 0.00008 M

Kristalviolet maakt.

3. Bereken mbv de wet van Lambert Beer de concentratie van de kristalviolet op

5 min. (we stellen de ext coëf op 10.000)

4. De reactiesnelheid wordt altijd gegeven op een bepaald tijdstip of er wordt

gesproken over een gemiddelde reactiesnelheid. Leg uit waarom de

reactiesnelheid niet voor de hele reactie gegeven kan worden.

5. Wat gebeurt er met de reactiesnelheid bij een hogere concentratie NaOH, hoe

zou de grafiek veranderen.

6. Welke 5 factoren ken je die de reactiesnelheid kunnen beïnvloeden.

Docent aanwijzingen

Antwoorden

1. Je wilt het geabsorbeerde licht meten (geel, 580 nm) en dat is complementair

aan de kleur die de oplossing heeft (violet)

2. De stockoplossing van kristalviolet is 0,001M, hieruit maken we een oplossing

van 0.00008M door 80 mL te verdunnen naar 1 liter of 8 mL naar 100 mL

3. Ext = Ext.coëf (10.000) x conc x afstand (1)

4. Omdat de reactiesnelheid niet op alle punten even groot is. De grafiek is niet

lineair.

5. Bij een hogere conc NaOH zou de ontkleuring sneller gaan, de curve loopt

steiler.

6. Concentratie, verdelingsgraad, temperatuur, soort stof, katalysator.

11

Bijlage 1

Meten met behulp van een losse spectrofotometer

Zet de spectrofotometer aan en laat de lamp 15 minuten opwarmen

Vul de cuvet driekwart met demiwater sluit de klep en zet met de blanco de meter op 0.

Doe 5 mL natronloog in een bekerglas van 50 mL.

Voeg toe 5 mL kristalviolet 0.00008M en meng goed.

Vul met deze oplossing een cuvet voor ongeveer driekwart.

Meet de ontkleuring minimaal 10 minuten, noteer om de 30 sec de ext.

Maak een grafiek van de gegevens die je hebt verzameld, met op de X-as de tijd en op de Y-as de ext.

12

Bijlage 2

Gebruiksklaar maken van de colourwave en IP coach:

Open het juiste programma op IP coach.

Druk op de kinetics knop op de colourwave

Selecteer Abs mode met de Abs/%T knop op de colourwave

Plaats een cuvet met demiwater in de colourwave en druk op de R knop op de colourwave

Het display geeft nu 0.00 Abs aan

Verwijder het demiwater

Meten van het monster: Doe 5,0 mL 0,1 M of 0,05 M natronloog in een bekerglaasje van 50 mL. (je

hoort van de TOA welke molariteit je moet gebruiken.) Voeg 5,0 mL 0.00008 M kristalvioletoplossing toe. Vanaf dit moment alle

handelingen zo snel mogelijk uitvoeren. Meng het mengsel door het bekerglas te zwenken. Vul de cuvet voor ¾ met het mengsel. Plaats de cuvet in de colorwave Druk op de T(test) knop van de colourwave Klik op de groene startdriehoek van het coachprogramma.

13

Bijlage 3

Gebruiksklaar maken van de colorimeter van CMA en IP coach:

Open het juiste programma op IP coach

Stel de colorimeter in op 565 nm

Vul een cuvet met demiwater en zet die in de colorimeter, druk op de cal knop.

Meten van het monster:

Doe 5,0 mL 0,1 M of 0,05 M natronloog in een bekerglaasje van 50 mL. (je hoort van de TOA welke molariteit je moet gebruiken.)

Voeg 5,0 mL 0.00008 M kristalvioletoplossing toe. Vanaf dit moment alle handelingen zo snel mogelijk uitvoeren.

Meng het mengsel door het bekerglas te zwenken. Vul de cuvet voor ¾ met het mengsel. Plaats de cuvet in de colorwave Druk op de T(test) knop van de colourwave Klik op de groene startdriehoek van het coachprogramma.

14

Bijlage 4

Logger Pro startklaar maken (kalibreren) Als het goed is staat de computer al klaar met het programma ‘Logger Pro’ opgestart in het juiste meetprogramma. Is dit niet het geval vraag dan de TOA om hulp. Vul een cuvet voor ¾ met demiwater. Plaats de cuvet in de spectrofotometer. Ga in de werkbalk naar ‘experiment en daarna kies kalibreren spectometer De lamp heeft 90 seconden nodig om op te warmen, dit geeft het aan en start vanzelf Klik op ‘finish calibration’ en bevestig met OK. Samenstellen van het reactiemengsel en bepaling van de juiste golflengte waarbij gemeten moet worden: Doe 5,0 mL 0,1 M of 0,05 M natronloog in een bekerglaasje van 50 mL. (je hoort van de TOA welke molariteit te moet gebruiken.) Voeg 5,0 mL 0.00008 M kristalvioletoplossing toe. Vanaf dit moment alle handelingen zo snel mogelijk uitvoeren. Meng het mengsel door het bekerglas te zwenken. Vul de cuvet voor ¾ met het mengsel. Plaats de cuvet in de spectrofotometer. Klik op ‘collectie’ en wacht tot de computer klaar is met het verwerken van de meetgegevens. (Er is dan een piek op het scherm te zien). Klik dan op stop. Kies vervolgens in de werkbalk ‘Configure Spectrophotometer’ ; er verschijnt een nieuw scherm. Kies voor ‘Absorptie vs. Tijd’ – de golflengte waarbij je de meting gaat uitvoeren verschijnt automatisch. (in de inleiding moet vermeld worden waarom juist deze golflengte het beste resultaat gaat leveren.) Kies voor opslaan Zet onder het icoontje ‘klokje ’ de tijd juist (1500 s). Klik op ‘collectie’ en laat de computer de meting uitvoeren.

15

50 tinten ijzer

Ans Assink, Marianum, Groenlo

Inleiding:

Als afronding van het hoofdstuk redox gaan we nog een keer een practicum in een leuke vorm doen. Hierbij komen verschillende vormen van het element ijzer aan bod.

Apparatuur en materiaal:

FeSO4

kleine stukjes magnesiumlint(± 2 mm)

Natronloog 0,4 M

Zoutzuur 0,5 M

Waterstofperoxide 20%

Natriumthiosulfaat 0,5M

Kaliumhexacyanoferraat(II) 0,1M

Kaliumthiocyanaat 0,1M

Plastic sheet om de proef uit te voeren

Druppelpipetjes

Magneet

Roerstaafjes of cocktailprikkers

Toa aanwijzingen en veiligheid:

Voor deze proef is het nodig dat je de oplossing van ijzer(II)sulfaat vers maakt. Ook moeten de oplossingen van natronloog en waterstofperoxide vers gemaakt worden. Natronloog reageert met koolzuur uit de lucht. Waterstofperoxide ontleedt onder invloed van licht. De rest van de oplossingen is wel houdbaar. Het is handig dat alle groepjes leerlingen op hun tafel een eigen rekje hebben met alle oplossingen in druppelflesjes. Er wordt gewerkt in tweetallen en aan het einde van de les moet de uitwerking ingeleverd worden. Je werkt op microschaal, dat houdt in dat je heel weinig chemicaliën gebruikt. Het practicum wordt uitgevoerd op een geplastificeerde sheet. Na afloop spoel je de sheet schoon en maakt hem droog. Het restant van de oplossingen van kaliumthiocyanaat en geelbloedloogzout voer je af bij de overige organische stoffen. Wees voorzichtig met deze oplossingen want bij verwarmen ontstaat blauwzuurgas. De concentraties van de oplossingen van kaliumthiocyanaat en geelbloedloogzout hoeven niet precies gemaakt te worden, dit zijn aantoningsreacties. De overige oplossingen moeten wel met de goede concentraties gemaakt worden, omdat je met aflopende reacties te maken hebt, hierdoor zijn de beginstoffen niet meer aanwezig.

16

Procedure:

Werk volgens de aanwijzingen op de geplastificeerde sheet. Noteer bij iedere stap de beginstoffen. Noteer je waarnemingen voor en na de reactie en geef aan wat er bij iedere stap gebeurt is. Geef de reactievergelijkingen. Geef ook duidelijk aan welk type reactie (redox, zuur-base of neerslag) er heeft plaatsgevonden. Geef bij de redoxreacties aan welke stof de oxidator en welke de reductor is. Er zijn twee sheets bijgevoegd, kies zelf welke er gebruikt gaat worden.

Docentaanwijzingen:

Dit practicum is bedoeld als afsluiting of herhaling van het onderwerp redox. Het is geschikt voor 5H of 5V.de leerlingen voeren het practicum uit in tweetallen, waarbij ze mogen overleggen. Alleen de uitvoering van het practicum kan in 5 minuten als alle oplossingen klaar staan. Moeten de leerlingen echter alle waarnemingen noteren en daar de reactievergelijkingen van noteren dan kost dat de meeste leerlingen wel een heel lesuur Het is raadzaam om de aantoningsreacties voor ijzer(II) en ijzer(III) te geven, dit zijn bij leerlingen geen algemeen bekende reacties. De leerlingen die dit practicum uitvoeren worden getest op hun kennis van redoxreacties. Daarnaast krijgen ze te maken met het gegeven dat ijzer(II) niet zo heel stabiel is. Er zijn twee versies werkbladen bijgevoegd met twee maal de antwoorden die bij de vraag horen. (als eerste zijn de antwoorden gegeven en dan de bijbehorende werksheet)

Antwoorden

1. FeSO4 → Fe

2+ (aq) + SO4

2-

Lichtgroen zout Lichtgroene oplossing

Oplosvergelijking 2. Fe

2+(aq)

+ Mg(s) → Fe(s) + Mg2+

(aq)

Lichtgroene oplossing Grijs metaal Grijs metaal deeltjes

Kleurloos in oplossing

oxidator reductor

Redoxreactie Als er voorzichtig een magneet in de richting van de druppel wordt bewogen zie je de metaaldeeltjes bewegen. IJzer is magnetisch, magnesium niet.

17

Naast deze reactie heb je te maken met het zure karakter van ijzer(II) Fe(H2O)6

2+(aq) + H2O(l) → FeOH(H2O)5

+(aq) + H3O

+(aq)

Lichtgroen opl Lichtgroene opl.

Zuurbase 2H

+(aq) + Mg → H2(g) + Mg

2+(aq)

kleurloos Grijs metaal belletjes

oxidator reductor

3. Fe

2+(aq) + 2OH

- (aq) → Fe(OH)2(s)

Lichtgroene oplossing Kleurloze oplossing Lichtgroen neerslag

Neerslagreactie 4. Begin met 1 druppel van oplossing A. Door het samenbrengen van ijzer(II)ionen met hexacyanoferraat(II)ionen wordt een wit neerslag verwacht, maar het is helder blauw. Dit wordt veroorzaakt door oxidatie van ijzer(II) aan de lucht. Dit neerslag wordt Turnball blauw genoemd. Het komt overeen met Berlijns Blauw, maar door de lagere concentratie zijn de deeltjes kleiner. 5. Begin met 1 druppel van oplossing A en voeg 1 druppel kaliumthiocyanaatoplossing toe, hier vindt geen duidelijke reactie plaats. 6. Begin met 1 druppel van oplossing A en voeg 1 druppel zoutzuur (0,5M) en 5 druppels waterstofperoxide 20% toe. Fe

2+(aq) + 2H

+(aq) + H2O2(aq) → Fe

3+(aq) + 2H2O(l)

Lichtgroene oplossing

Kleurloze oplossing Kleurloze oplossing Geelbruine oplossing

reductor oxidator

Redoxreactie H2O2(aq) + 2H+(aq) + H2O2(aq) → O2(g) + 2H

+(aq) + 2 H2O(l)

0xidator reductor

gas

Redox. Fe3+(aq) treedt op als katalysator.

7. Begin met 1 druppel oplossing B en voeg 5 druppels natronloog (0,4M) toe. Fe

2+(aq) + 2 OH

- (aq) → Fe(OH)2(s)

Licht groene oplossing Kleurloze oplossing Lichtgroen neerslag

Bevestiging dat de ijzer(II)ionen bij proef 6 weer terug gevormd zijn naar ijzer(III)ionen.

18

8. Begin met 1 druppel oplossing B en voeg 1 druppel kaliumhexacyanoferraat(II) (0,1M) toe. Fe

3+(aq) + 3 Fe

2+(CN

-)6

4- → Fe

3+4[Fe

2+(CN

-)6]3.xH2O(s)

Lichtbruine oplossing Gele oplossing Donkerblauw neerslag

Aantoningsreactie. IJzer(III)wordt aangetoond met geelbloedloogzout, kaliumhexacyanoferraat(II). IJzer(II) wordt aangetoond met roodbloedloogzout, kaliumhexacyanoferraat(III). Berlijns blauw is dus een complex, waarin zowel ijzer(II) als ijzer(III) aanwezig zijn. 9. Begin met 1 druppel oplossing B en voeg 1 druppel kaliumthiocyanaatoplossing (0,1M) toe. Fe

3+(aq) + SCN

-(aq) → FeSCN

2+(aq)

Lichtbruine oplossing Kleurloze oplossing Intens bruinrode oplossing

Aantoningsreactie , werkt om ijzer(III)ionen aan te tonen. 10. Begin met een druppel oplossing B en voeg 5 druppels natriumthiosulfaatoplossing (0,5M)toe. Je verwacht een heldere oplossing, maar deze is ietwat troebel 2 Fe

3+(aq) + 2S2O3

2-(aq) → 2 Fe

2+(aq) + S4O6

2-(aq)

Bruine oplossing Kleurloze oplossing

Aanvankelijk paarse tussenkleur die per druppel ook weer verdwijnt, oplossing wordt helder

oxidator reductor

S2O32-

+ 2 H3O+

3 H2O + S(s) + SO2(g)

Kleurloze oplossing De oplossing is eerst helder en wordt na korte tijd troebel en ruik je een zwavelgeur.

Oxidator/reductor

Redoxreactie 11. Begin met 1 druppel uit cirkel 10 en voeg 5 druppels natronloog (0,4M) toe. Fe

2+(aq) + 2 OH

- (aq) → Fe(OH)2(s)

Licht groene oplossing Kleurloze oplossing Lichtgroen neerslag

Bevestiging dat de ijzer(II)ionen bij proef 10 weer terug gevormd zijn naar ijzer(III)ionen.

19

50 tinten ijzer.

Begin met het maken van oplossing A. Los ongeveer 0,2 g ijzer(II)sulfaat op in 1,5 mL demiwater.

1. Doe 3 druppels oplossing A in de cirkel

2. 2 stukjes magnesium + 3 druppels A. Beweeg een magneet naar de cirkel

3 . 1druppel A + 5 druppels Natronloog

4. 1 druppel A + 1 druppel Kaliumhexacyanoferraat(II)

5. 1 druppel A + 1 druppel Kaliumthiocyanaat

6 1 druppel A + 1 druppel zoutzuur, daarna 5 druppels waterstofperoxide Dit is oplossing B

7. 1 druppel oplossing B + 5 druppels natronloog

8. 1 druppel B + 1 druppel Kaliumhexacyanoferraat(II)

9. 1 druppel B + 1 druppel Kaliumthiocyanaat

Opmerking, de reacties in stap 10 en 11 zijn lastig, omdat ze vragen om een snelle uitvoering. Het doel is reductie van IJzer(III) ionen met thiosulfaat. Als het is gelukt krijg je een groen neerslag bij stap 11.

10. 1 druppel oplossing B. Observeer nauwkeurig, terwijl je druppel voor druppel5 druppels natriumthiosulfaat toevoegt.

11* 1 druppel uit cirkel 10 + 5 druppel natronloog

Gebruikte oplossingen

Natriumhydroxide, NaOH(aq ) 0.4 M (irriterend)

Waterstofperoxide,H2O2(aq) 20 %(irriterend)

Zoutzuur, HCl(aq)0,5 M

Natriumthiosulfaat, Na2S2O3(aq)0,5 M

Kaliumhexacyanoferraat II, K4Fe(CN)6(aq)0,1 M

Kaliumthiocyanaat, KSCN(aq)

*Als er een bruin neerslag ontstaat, voeg druppels HCl(aq) tot het net oplost.

Draag veiligheidsbril

Roer de mengsels door met een

cocktailprikker.

20

Antwoorden

1.

FeSO4 → Fe2+

(aq) + SO42-

Lichtgroen zout Lichtgroene oplossing

Oplosvergelijking

2.

Fe

2+(aq) + Mg(s) → Fe(s) + Mg

2+(aq)

Lichtgroene oplossing Grijs metaal

Grijs metaal deeltjes

Kleurloos in oplossing

oxidator reductor

Redoxreactie Als er voorzichtig een magneet in de richting van de druppel wordt bewogen zie je de metaaldeeltjes bewegen. IJzer is magnetisch, magnesium niet. Naast deze reactie heb je te maken met het zure karakter van ijzer(II) Fe(H2O)6

2+(aq) + H2O(l) → FeOH(H2O)5

+(aq) + H3O

+(aq)

Lichtgroen opl Lichtgroene opl.

Zuurbase 2H

+(aq) + Mg → H2(g) + Mg

2+(aq)

kleurloos Grijs metaal belletjes

oxidator reductor

3. Fe

2+(aq) + 2OH

- (aq) → Fe(OH)2(s)

Lichtgroene oplossing Kleurloze oplossing Lichtgroen neerslag

Neerslagreactie 4. Begin met 1 druppel van de beginoplossing en voeg 1 druppel zoutzuur (1M) en 5 druppels waterstofperoxide 20% toe. Fe

2+(aq) + 2H

+(aq) + H2O2(aq) → Fe

3+(aq) + 2H2O(l)

Lichtgroene oplossing

Kleurloze oplossing Kleurloze oplossing Geelbruine oplossing

reductor oxidator

Redoxreactie H2O2(aq) + 2H+(aq) + H2O2(aq) → O2(g) + 2H

+(aq) + 2 H2O(l)

0xidator reductor

gas

Redox. Fe3+(aq) treedt op als katalysator.

21

5. Fe

3+(aq) + 3 OH

-(aq) → Fe(OH)3(s)

Lichtbruine oplossing Kleurloze oplossing

Bruin neerslag

Neerslagreactie 6. Begin met een druppel uit cirkel 4 en voeg 5 druppels natriumthiosulfaatoplossing (0,5M)toe. Je verwacht een heldere oplossing, maar deze is ietwat troebel. 2 Fe

3+(aq) + 2S2O3

2-(aq) → 2 Fe

2+(aq) + S4O6

2-(aq)

Bruine oplossing Kleurloze oplossing

Aanvankelijk paarse tussenkleur die per druppel ook weer verdwijnt, oplossing wordt helder

oxidator reductor

S2O32-

+ 2 H3O+

3 H2O + S(s) + SO2(g)

Kleurloze oplossing

De oplossing is eerst helder en wordt na korte tijd troebel en ruik je een zwavelgeur.

Oxidator/reductor

Redoxreactie 7. Begin met 1 druppel uit cirkel 6 en voeg 5 druppels natronloog (0,4M) toe. Fe

2+(aq) + 2 OH

- (aq) → Fe(OH)2(s)

Licht groene oplossing Kleurloze oplossing Lichtgroen neerslag

Bevestiging dat de ijzer(II)ionen bij proef 6 weer terug gevormd zijn naar ijzer(III)ionen. 8a. Begin met 1 druppel van de beginoplossing. Door het samenbrengen van ijzer(II)ionen met hexacyanoferraat(II)ionen wordt een wit neerslag verwacht, maar het is helder blauw. Dit wordt veroorzaakt door oxidatie van ijzer(II) aan de lucht. Dit neerslag wordt Turnball blauw genoemd. Het komt overeen met Berlijns Blauw, maar door de lagere concentratie zijn de deeltjes kleiner. 8b. Begin met 1 druppel uit cirkel 4 en voeg 1 druppel kaliumhexacyanoferraat(II) (0,1M) toe. Fe

3+(aq) + 3 Fe

2+(CN

-)6

4- → Fe

3+4[Fe

2+(CN

-)6]3.xH2O(s)

Lichtbruine oplossing Gele oplossing Donkerblauw neerslag

Aantoningsreactie. IJzer(III)wordt aangetoond met geelbloedloogzout, kaliumhexacyanoferraat(II). IJzer(II) wordt aangetoond met roodbloedloogzout, kaliumhexacyanoferraat(III). Berlijns blauw is dus een complex, waarin zowel ijzer(II) als ijzer(III) aanwezig zijn.

22

9a. Begin met 1 druppel van de beginoplossing en voeg 1 druppel kaliumthiocyanaatoplossing toe, hier vindt geen duidelijke reactie plaats. 9b. Begin met 1 druppel uit cirkel 4 en voeg 1 druppel kaliumthiocyanaatoplossing (0,1M) toe. Fe

3+(aq) + SCN

-(aq) → FeSCN

2+(aq)

Lichtbruine oplossing Kleurloze oplossing Intens bruinrode oplossing

Aantoningsreactie , werkt om ijzer(III)ionen aan te tonen.

Bron Voorschrift afkomstig van ASE congres CLEAPPS Liverpool 2012

23

Procedure

In een reageerbuisje krijg je 0,2 gram ijzer(II)sulfaat, dit los je op in 1,5 mL demiwater. Kwispel het buisje om de oplossing te homogeniseren Breng in rondje 2: 3 druppels van je oplossing en in rondje 3,4,8a en 9a 1 druppel.

2. Voeg 2 kleine stukjes

magnesiumlint toe

Beweeg een magneet

langzaam in de richting van

de cirkel

2

3. Voeg toe 5 druppels 0,4 M

natronloog.

3

4. Voeg toe 1 druppel 0,5M

zoutzuur en 5 druppels 20 %

waterstofperoxide. Roer de

oplossing met een stokje

4 5. Neem 1 druppel van

de oplossing uit cirkel 4

en voeg 5 druppels 0,4

M Natronloog toe.

5

6 Neem 1 druppel van de

oplossing uit cirkel 4 en voeg

5 druppels 0,5 M

natriumthiosulfaat toe en roer

met een stokje.

6

7. Neem 1 druppel uit

cirkel 6 en voeg 5

druppels 0,4 M

natronloog toe.

7

8a Voeg 1 druppel 0,1M

kaliumhexacyanoferraat(II)

toe

8a 8b. neem 1 druppel uit

cirkel 4 en voeg 1

druppel 0,1M

kaliumhexacyanoferraat

toe

8b

9a Voeg 1 druppel 0,1 M

kaliumthiocyanaat toe

9a

9b. Neem 1 druppel uit

cirkel 4 en meng deze

met 1 druppel 0,1M

kaliumthiocyanaat..

9b

24

Eenvoudige zuur-base titraties

Wendelien Bast, Chr. Coll. Groevenbeek Ermelo en Hetty Lourens, Assink Lyceum

Eibergen

Introductie:

Zuren zijn stoffen met een zuurtegraad, pH, kleiner dan 7. Hoe lager de pH, hoe zuurder een stof is. Basen hebben een pH groter dan 7. Hoe hoger de PH, hoe basischer de stof is. Stoffen met een pH van 7 noemen we neutraal. Stoffen met een hoge of lage pH hebben een bijtende werking. Met een indicator kun je nagaan of een stof zuur, basisch of neutraal is. De pH kun je meten met een universeel indicator of met een pH meter. Zuren kun je neutraliseren met een base. Dit gebruik je bij een zuur-base titratie. Hieronder staan twee eenvoudige zuur-base titraties.

Lesorganisatie:

Deze practica zijn geschikt voor 3 TL en onderbouw HAVO en VWO.

De proeven kunnen in tweetallen worden uitgevoerd, waarbij beide leerlingen de titratie één keer uitvoeren en de uitkomsten kunnen dan als duplo’ s gebruikt worden.

We maken gebruik van injectiespuitjes bij deze titraties.

In plaats van een injectiespuit kan ook een buret gebruikt worden. Het is dan beter om 0,1M NaOH te gebruiken, zodat het volume dat moet worden toegevoegd groter is.

Dit practicum bestaat uit twee delen.

Bepaling van de concentratie azijnzuur in keukenazijn met een titratie

Introductie:

Er bestaan veel soorten azijn. Naast allerlei soorten kruidenazijn is er ook

keukenazijn, huishoudazijn en schoonmaakazijn. Op een fles huishoudazijn staat

4%. Betekent dit dat er 4% azijn in zit? Dit kun je zelf onderzoeken met een zuur-

base titratie.

25

Apparatuur en materiaal:

keukenazijn

natronloog 0,1 M

bekerglaasje 100 ml

injectiespuit 10 ml

pipet

druppelflesje met fenolftaleïne

erlenmeyer 100 ml

spuitfles met water

TOA aanwijzingen en veiligheid:

Per titratie wordt 1 ml keukenazijn en 10 ml 0,1 M NaOH gebruikt.

Keukenazijn moet volgens de warenwet minstens 40 g azijnzuur / L bevatten.

De leerlingen krijgen het gegeven dat 1 ml natronloog overeenkomt met 6,0 mg

azijnzuur.

Procedure:

Meet met een pipet precies 1,0 ml keukenazijn af.

Breng dit over in een erlenmeyer

Voeg gedestilleerd water toe tot de bodem bedekt is

Voeg twee druppels van de indicator fenolftaleïne toe.

Vul een injectiespuit met natronloog en lees de beginstand af.

Voeg druppelsgewijs de natronloog aan de verdunde azijn toe. Goed

mengen na elke druppel

Ga door totdat de kleur van de fenolftaleïne omslaat.

Lees de eindstand van de injectiespuit af.

Spoel de erlenmeyer 3x goed om met water

Voer de proef nog een keer uit maar wissel van uitvoerder.

26

Opdrachten en vragen bij de proef:

vraag a: Welke kleur heeft de fenolftaleïne in keukenazijn?

vraag b: Teken de tabel over

en zet het aantal milliliter

natronloog dat je hebt

toegevoegd erin.

vraag c: Hoeveel natronloog heb je gemiddeld toegevoegd?

vraag d: Bereken het gehalte azijnzuur in de azijn, uitgedrukt in milligram per

milliliter. Tip: maak gebruik van het gegeven.

vraag e: Bereken vervolgens het gehalte azijnzuur in de onverdunde azijn,

uitgedrukt in milligram per liter.

- - - - - - - - - - - - - -

Bepaling van de concentratie citroenzuur in 7- Up met een titratie

Introductie:

Het is een mooie warme zomerse dag, je zit buiten en je slokt lekker een groot glas

met koele 7 –Up op. Nieuwsgierig als je bent, wil je wel eens weten wat je daar toch

opdrinkt. Op het etiket op de fles staat een heleboel. Ook staat erop dat er

citroenzuur in 7 –Up zit. Uit de tekst haal je niet of er veel of weinig citroenzuur in zit.

Er is maar één oplossing: zelf uitzoeken hoeveel erin zit.

Apparatuur en materiaal:

7-Up

natronloog 0,2 M

bekerglaasje 100 ml

injectiespuit 10 ml

maatcilinder 25 ml

druppelflesje met fenolftaleïne

erlenmeyer 100 ml

spuitfles met water

Titratie ml toegevoegde natronloog

1

2

27

TOA aanwijzingen en veiligheid:

Per titratie wordt 25 ml 7-Up en 10 ml 0,2 M NaOH gebruikt.

Voor de titratie kan worden uitgevoerd moet de toa of docent eest de koolzuur uit de

7 –Up halen. Dit kan door de 7 –Up in een groot bekerglas ongeveer 5 minuten

krachtig te roeren.

Je bepaalt met deze titratie het totaal van de aanwezige zuren. In veel frisdranken zit

b.v. ook appelzuur of fosforzuur. Omdat deze proeven bedoeld zijn om kennis te

maken met titraties, mogen de leerlingen rekenen met: 1 ml NaOH komt overeen met

12,8 mg citroenzuur.

In 1L 7 –Up zit dan ongeveer tussen de 3 en 3,5 g citroenzuur.

Procedure:

Meet met de maatcilinder precies 25 ml 7-Up af.

Breng dit over in een erlenmeyer

Voeg twee druppels van de indicator fenolftaleïne toe.

Vul een injectiespuit met natronloog en lees de beginstand af.

Druppel de natronloog bij de 7-Up. Goed mengen na elke druppel.

Ga door totdat de kleur van de fenolftaleïne omslaat.

Lees de eindstand van de injectiespuit af.

Spoel de erlenmeyer 3x goed om met water

Voer de proef voor de nauwkeurigheid nog een keer uit en zet het aantal ml

natronloog in je tabel bij titratie 2.

Opdrachten en vragen bij de proef:

vraag a: Welke kleur heeft de fenolftaleïne in de 7-Up?

Wat weet je nu van de pH van de 7-Up

vraag b: Teken de tabel over en zet het aantal milliliter natronloog dat je

hebt toegevoegd bij titratie 1 en 2 in de tabel.

vraag c: Bereken voor beide titraties hoeveel mg citroenzuur er in 25 ml

7-Up zit.

Tip: maak gebruik van het gegeven.

Zet je antwoord in de laatste kolom van je tabel.

vraag d: Als er bij het antwoord bij c een verschil is tussen de eerste en

tweede titratie, waardoor zou dat kunnen komen?

Noem minstens 2 redenen.

Titratie ml toegevoegde natronloog mg citroenzuur in 25 ml 7-Up

1

2

28

vraag e: Bereken de gemiddelde hoeveelheid citroenzuur in 25 ml 7-Up

van titratie 1 en 2.

vraag f: Bereken vervolgens hoeveel g citroenzuur in 1 liter 7-Up zit.

Gebruik hiervoor de gemiddelde hoeveelheid citroenzuur in

25 ml 7-Up (antwoord vraag e).

Docent aanwijzingen:

De leerlingen kunnen van deze proeven een verslag schrijven.

In het verslag komen de volgende punten aan de orde:

1. onderzoeksvraag

2. verwachting

3. benodigdheden

4. uitvoering van de proef (met vraag a)

5. resultaten (je waarnemingen, de tabel en de antwoorden op de overige vragen)

6. conclusie

29

Docent aanwijzingen bij de bepaling van de concentratie azijnzuur in

keukenazijn met een titratie:

- Antwoorden op de vragen:

vraag a: Kleurloos

vraag b:

vraag c: ( x + y ) : 2 ml = a ml natronloog

vraag d: a ml x 6,0 mg = b mg azijnzuur per ml keukenazijn

vraag e: b x 1000 mg azijnzuur per liter

Docent aanwijzingen bij de bepaling van de concentratie citroenzuur in 7- Up

met een titratie:

- Antwoorden op de vragen:

vraag a: Kleurloos

De pH is lager dan 8

vraag b en c:

vraag d: - De 25 ml 7-Up is niet nauwkeurig afgemeten.

- Een afleesfout bij de injectiespuit met natronloog

- Het omslagpunt

vraag e: ( A + B ) : 2 = C mg citroenzuur in 25 ml

vraag f: C x 40 = D mg citroenzuur in 1 liter 7-Up

Verdere informatie:

NOVA nask 2 3 vmbo-gt vierde editie malmberg

Titratie ml toegevoegde natronloog

1 x

2 y

Titratie ml toegevoegde natronloog mg citroenzuur in 25 ml 7-Up

1 x x x 12,8 = A

2 y y x 12,8 = B

30

Massapercentage calciumcarbonaat (krijt) in een krijtje.

Margreet Jonker, Chr. Coll. Groevenbeek Ermelo

Introductie: Krijtjes bestaan voor ongeveer de helft uit calciumcarbonaat, de rest is calciumsulfaat en een organische verbinding die dienst doet als bindmiddel. We mengen het krijt eerst met een overmaat sterk zuur, zodat alle CaCO3 kan oplossen en reageren. Het zuur dat overblijft titreren we met de natronloogoplossing. Je weet hoeveel zuur er is toegevoegd. Een deel hiervan heeft gereageerd met het calciumcarbonaat. Met de titratie bepaal je hoeveel zuur er nog over is. Aan de hand van deze gegevens kan je bepalen hoeveel calciumcarbonaat je had. Hieronder staan de reactievergelijkingen van de reacties die hier optreden:

I. de reactie tussen het natriumcarbonaat en het zuur: (Let op:H2SO4 wordt 2 H+ + SO4

2-)

2 H+ + CaCO3 (s) Ca2+ (aq) + H2O (l) + CO2(g)

de reactie tussen het zuur en de natronloog (tijdens titratie):

(let op: 1 mol H2SO4 levert 2H+)

H+ + OH- H2O

Lesorganisatie: Dit practicum is geschikt voor Havo/Atheneum 5

Apparatuur en benodigdheden:

Weegapparatuur

25,0 ml volumepipet

300 ml wijdhals-erlenmeyer

Brander

Lucifers

Buret

Krijt

0.075 M NaOH

0.12 M H2SO4

Fenolftaleïne

31

Toa aanwijzingen en veiligheid

Het krijtmengsel is een mengsel van 50 % calciumcarbonaat + 50 % calciumsulfaat

Zwavelzuur 0,12 M (6,67 ml 96% zwavelzuur/L)

NaOH 0,0750 M (3 g NaOH/L)

Vanwege de damp die vrijkomt bij het verwarmen van zwavelzuur is het verstandig om het verwarmen van het mengsel in de zuurkast te doen.

Procedure

Er zijn alvast een aantal krijtjes in een mortier gemalen.

Weeg hiervan in een erlenmeyer ongeveer 0,5 gram krijt nauwkeurig af. Noteer direct de afgewogen hoeveelheid.

Pipetteer 25,00 mL ± 0,12 M H2SO4-oplossing (…………. M) in de erlenmeyer met het krijt, dit is een overmaat.

Verhit nu de erlenmeyer met het ontstane witte papje en houd de vloeistof 5 minuten tegen de kook aan.

Laat het geheel voorzichtig afkoelen onder de kraan.

Vul de buret met de ± 0,0750 M NaOH oplossing

Gebruik 3 druppels fenofthaleïne als indicator.

Titreer met de NaOH-oplossing tot de kleuromslag.

Meetrapport Concentratie Natronloog: Concentratie Zwavelzuur:

Titratie 1 Titratie 2 Titratie 3

Massa krijt (g)

Beginvolume (mL)

Eindvolume (mL)

32

Vragen 1. Waarom moet je alles goed laten uit reageren voordat je aan de titratie

begint?

2. Bereken hoeveel mmol zuur je aan de krijtoplossing hebt toegevoegd en hoeveel mmol H+ dit is.

3. Bereken hoeveel mmol OH- je met de natronloog oplossing hebt moeten

toevoegen voor reactie II.

4. Bereken hoeveel mmol H+ er tijdens reactie I verbruikt is.

5. Bereken hoeveel mmol en hoeveel mg CaCO3 er in het krijt zat.

6. Bereken nu het massapercentage CaCO3 in het krijt.

Antwoorden 1. Je wil dat alle CaCO3 meedoet in de uiteindelijke berekening, je zult dus

moeten zorgen dat alles heeft gereageerd.

2. 25 x 0.12 = 3 mmol x 2 (zie reactie) = 6 mmol zuur

3. 13.50 ml NaOH getitreerd x 0.075 = 1.0 mmol loog toegevoegd

4. 6.0 mmol – 1.0 mmol = 5.0 mmol zuur verbruikt..

5. 5/2 = 2.5 mmol CaCO3 2.5 x 100.1 = 250.3 mg CaCO3

6. 250.3/500.0 x 100% = 50.1 % CaCO3

33

Redox, zuur-base, neerslag (Druppelproef)

Ans Assink, Marianum Groenlo

Inleiding: De leerlingen hebben de hoofdstukken, over zouten, zuur-base en redox afgesloten. Om nu even alle overeenkomsten, reactievergelijking, maar ook de verschillen goed op 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) + SO42-

(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: De uitvoering van de proef is op een ingeseald werkblad . De proeven worden in tweetallen uitgevoerd.De materialen worden aangeleverd . Om te zorgen dat leerlingen niet alle materialen tegelijktijdig nodig hebben, kunnen

ze met een verschillende proef 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 0,1 M

Lucifer Magnesiumlint, 1 cm en kleine stukjes

Zoutzuur 0,1 M gemengd met methylrood

Zilvernitraat 0,1 M

Huishoudammonia

Natriumcarbonaat poeder

Fenolftaleine

Azijnzuur 0,1 M

Waterstofperoxide 10 %

Kaliumjodide 0,1 M

Kaliumpermanganaat 0,004M

Broomthymolblauw

Natriumthiosulfaat 0,1 M

34

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.

Procedure: Werk volgens de aanwijzingen op de geplastificeerde sheet. Noteer bij iedere stap de beginstoffen. Noteer je waarnemingen voor en na de reactie en geef aan wat er bij iedere stap gebeurt is. Geef de reactievergelijkingen. Geef ook duidelijk aan welk type reactie (redox, zuur-base of neerslag) er heeft plaatsgevonden. Geef bij de redoxreacties aan welke stof de oxidator en welke de reductor is. Er is een sheet bijgevoegd,

35

Redox, zuur-base en neerslag (druppelproef)

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 M toe tot kleuromslag.

Voeg 0,1 M Bariumchloride toe tot Duidelijke verandering

Voeg klein stukje magnesium 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 toe Duidelijke verandering

Voeg een beetje vast natriumcarbonaat toe

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

fenolftaleíne. 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 een druppel zwavelzuur 0,1 M, meng en voeg 1 dr. kaliumjodideoplossing

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

Voeg m.b.v. een cocktailprikker een beetje broomthymolblauw toe + 1 dr. Natriumthiosulfaatopl.

36

Toa aanwijzigingen en veiligheid: - Zwavelzuur 0,1 M (5,56 mL 98 % verdunnen tot 1 L) - Natronloog 1 M (40 g NaOH oplossen in 1 ,00L) - Bariumchloride 0,1 M (20,8 g BaCl2oplossen in 1,00L) - Loodnitraat 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. - Fenolftaleine ( 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( 1g per liter 60% ethanol (V/V) - Kaliumjodide 0,1 M 16,6 g KI oplossen in 1 L) - Kaliumpermanganaat 0,02 M ( 3,16 g KMnO4 oplossen in 1 L) - Ammonia, voor deze proef voldoet gewone huishoudammonia. - FFT fenolftaleíne,

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+

37

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) +

Cl-(aq)

rood NaCO3(s) geel, belletjes Z/B

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 fenolftaleine 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)

38

Water, wijn, melk of Bier?

Mark Kleinherenbrink, Carmel College Salland, Raalte

Introductie:

Een beetje verbazing aan het begin van een les is altijd goed. Deze demo is simpel uit te voeren maar is verrassend en er zit toch aardig wat theorie achter. De demo is voor Havo 5 en VWO 5 of 6. De TOA zorgt ervoor dat alles klaarstaat voor gebruik in bekerglazen of speciale glazen.

Apparatuur en Materiaal en TOA aanwijzingen: Natriumcarbonaatoplossing 20%: 20 gram Na2CO3 oplossen in 100 ml water

Verzadigde Natriumwaterstofcarbonaatoplossing: Ongeveer 7 gram oplossen

in 50 ml demiwater. Deze oplossing filtreren voor gebruik.

Verzadigde Bariumchloride oplossing: Ongeveer 40 gram Bariumchloride

oplossen in 100 ml demiwater. Deze oplossing filtreren voor gebruik.

8 M Zoutzuur: Voeg voorzichtig 67 mL gec HCl toe aan 25 mL demiwater en

laat afkoelen. Verdun naar 100 mL met demiwater

Fenolftaleine

Broomthymolblauw

Wijnglas 200 ml

Bierglas 200 ml

2 Gewone glazen 200 ml

Maak er een mooi verhaal van b.v. de TOA die de docent een glas water komt brengen maar de docent heeft wat anders besteld….

Procedure: Zet vier bekerglazen van 200 ml klaar of een wijnglas een bierglas en 2 gewone glazen voor melk en water van 200 ml. Voeg onderstaande oplossingen en reagentia alvast toe aan de glazen.

Bekerglas A: 40 ml 20% natriumcarbonaat-oplossing en 10 ml

verzadigde natriumwaterstofcarbonaat-oplossing en100 ml water

Bekerglas B: 5 druppels fenolftaleine.

Bekerglas C: 25 ml verzadigde bariumchloride-oplossing

Bekerglas D: 5 druppels broomthymolblauw en 7 ml 8 M zoutzuur

Giet de inhoud van bekerglas A (water) in bekerglas B.

Hierbij ontstaat een paarsrode vloeistof (wijn).

Giet vervolgens de wijn in bekerglas C, er ontstaat een witte suspensie (melk).

Schenk vervolgens deze melk in bekerglas D. Dan ontstaat een schuimende

gele vloeistof (bier)

39

Vragen: Het uitvoeren van deze proef brengt bepaalde risico’s mee voor de docent.

1. Noem twee stoffen (oplossingen) die hier worden gebruikt waarvan het

gebruik riskant is. Geef voor elk van de genoemde stoffen (oplossingen) 2

gevaren die het gebruik ervan met zicht meebrengt en geef in totaal vier

maatregelen waarmee de docent zichzelf tegen die gevaren kan beschermen.

De melk die in bekerglas C ontstaat is een suspensie van Bariumcarbonaat. 2. Geef de vergelijking van de reactie die heeft plaatsgevonden bij het ontstaan

van de melk.

3. Geef de naam van het type reactie dat heeft plaatsgevonden bij het ontstaan

van de melk.

4. Geef de [H+] in mol L-1 en de pH van het zoutzuur dat in bekerglas D aan

broomthymolblauw wordt toegevoegd.

Noteer je antwoord als volgt: [H+] : ……. pH: …… Bij het uitschenken van de melk uit bekerglas C in bekerglas D treedt een zuur-base reactie op. Bij deze proef is of bariumcarbonaat of zoutzuur in overmaat aanwezig.

5. Welke van deze stoffen is bij de proef in overmaat aanwezig ? geef een

verklaring voor je antwoord aan de hand van de kleur van het ontstane bier in

bekerglas D.

6. Geef de vergelijking van de reactie dat het schuimen in bekerglas D

veroor:zaakt.

40

Docent aanwijzingen:

ANTWOORDEN:

1. Stoffen/oplossingen waarvan het gebruik riskant is.

Natriumcarbonaat (20%): deze stof/oplossing is giftig (bij inwendig gebruik) en

gevaarlijk voor de huid en ogen.

Bariumchloride verzadigd :deze stof/oplossing is giftig (bij inwendig gebruik)

en gevaarlijk voor de huid en ogen

Zoutzuur (8M): Deze stof/oplossing is giftig (bij inwendig gebruik) en gevaarlijk

voor de huid en ogen. Beschermingsmaatregelen: geen etenswaren tijdens de

proef gebruiken, veiligheidsbril opzetten, handschoenen dragen,

laboratoriumjas dragen. Ook het uitvoeren in de zuurkast is goed.

2. Ba2+ + CO32- BaCO3

Of

Ba2+ + HCO3- BaCO3+ H+

Ba2+ + HCO3- + OH- BaCO3 + H2O

3. Neerslagreactie

4. [H+] : 8 mol L-1

pH; - 0,9

5. De gele kleur geeft aan dat de pH lager is dan 6,0 (want broomthymolblauw is

dan geel en fenolftaleine kleurloos) dus zoutzuur is in overmaat aanwezig.

6. BaCO3 + 2H+ Ba2+ + H2O + CO2

Of

CO32- + 2H+ Ba2+ + H2CO3

CO32- + 2H+ H2O + CO2

Bronnen: CE-opgave 2006 eerste tijdvak Havo

41

HOT PACK

Mark Kleinherenbrink ,Carmel College Salland, Raalte

Introductie Tijdens dit practicum ga je zelf bedenken hoe een hot pack werkt en ontwerp je zelf een eenmalige methode om deze te gaan gebruiken tijdens een praktijksituatie. Door calciumchloride in water op te lossen komt er warmte vrij. De leerlingen moeten zelf aan de hand van een richtlijn bedenken hoeveel Calciumchloride op te lossen in hoeveel water om een bepaalde temperatuur te bereiken en deze temperatuur vast te houden. Dit moet toegepast worden in een praktijksituatie dus de leerling moet een handige manier bedenken om zodat het in het “echt” gebruikt kan worden.

Lesorganisatie De eerste les kunnen de leerlingen de praktijk doen, in de 2de les kunnen ze een hot pack ontwerpen en eventueel nog testen door de hot pack te maken en uit te proberen. De leerlingen kunnen dit met een groepje van 2 personen uitvoeren.

Apparatuur en materiaal Per groepje van 2 personen

3 bekerglazen, 1 van 50 van 100 en van 250 mL

Spuitfles demiwater

70 gram calciumchloride

Spatel

Balans

Thermometer

Stopwatch of telefoon

Roerstaaf

Voor de 2de les diverse materialen zoals plastic zakjes, elastieken, broodclipjes enz. De leerling kan ook gevraagd worden om zelf materiaal van thuis mee te nemen.

TOA aanwijzingen De 70 gram calciumchloride van tevoren afwegen in een afgesloten pot. Er kan veel warmte vrijkomen bij het oplossen van de calciumchloride in water. De leerlingen hierop wijzen.

Procedure Stel, je hebt je diploma scheikundige technologie gehaald en bent nu als productontwikkelaar werkzaam bij een bedrijf dat gespecialiseerd is in het produceren van hot packs.

42

Hot packs zijn zakjes met vloeistof die warm worden als je een kleine handeling verricht. Er bestaan zowel herbruikbare hot packs als hot packs die je maar één keer kunt gebruiken: instant hot packs. Een herbruikbare hot pack moet je vaak eerst koken om hem nogmaals te kunnen activeren. In sommige situaties is dit lastig en gebruiken mensen liever een instant hot pack. In een instant hot pack zitten water en calciumchloride van elkaar gescheiden. Als deze bestanddelen door een simpele handeling met elkaar in contact komen lost de calciumchloride op in het water en komt bij dit proces warmte vrij. De hot packs bieden een uitkomst voor koude handen in de winter, maar ook vastzittende spieren hebben baat bij deze warmtebronnen. Het bedrijf waar jij werkt ontwikkelt de hot packs naar de wensen van de klant. Je ontvangt de volgende opdracht van een atletiekvereniging: “Binnenkort vindt onze jaarlijkse hardloopwedstrijd plaats. Voor de EHBO-post bestellen wij graag 100 hot packs om bij deelnemers overbelaste spieren te behandelen. De packs moeten niet te zwaar zijn en weinig ruimte innemen, dus is 100 mL vloeistof wat ons betreft prima. Met een simpele handeling moeten ze warm worden. Verder is een temperatuur boven de 50 °C echt te heet en moeten ze de eerste 3 minuten wel warmer dan 45°C zijn.” Richtlijn uit de literatuur: Je bereikt een temperatuur van ongeveer 55°C als je 500 g calciumchloride oplost in 1 liter water. Goed roeren is noodzakelijk. Maak nu de werkbladen:

Je voert twee stappen van het ontwikkelproces uit:

1. Het juiste recept: wat moet de instant hot pack bevatten en in welke

hoeveelheden, zodat deze voldoet aan de gestelde eisen?

2. Het ontwerp: wat voor systeem komt er in de hot pack zodat je op een

gewenst moment kunt activeren?

Stap 1: Het juiste recept De volgende spullen heb je tot je beschikking om de hot pack te ontwikkelen:

3 bekerglazen

spuitfles water

70 g calciumchloride

spatel

roerstaafje

thermometer

stopwatch

weegschaal

43

Zoek uit hoeveel gram calciumchloride je nodig hebt om de hot pack te ontwikkelen. Gebruik daarbij onderstaande tabel en de richtlijn uit de literatuur. Maak eerst een plan van aanpak, zodat je weet hoe je het experiment gaat uitvoeren, hoe je de temperatuur meet, zorg dat niet alles in een keer op is en je de juiste hot pack hebt ontwikkeld. Let op: Je krijg niet meer calciumchloride dan je nu hebt. Bedenk welke factoren naast de hoeveelheid calciumchloride invloed op de temperatuur hebben.

________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________

Aantal gram

Calciumchloride

Start temperatuur

water in °C

Hoogste temperatuur

bereikt in °C

Temperatuur na 3

minuten in °C

44

Stap 2: Het ontwerp Bedenk een systeem om de hot pack te activeren, waarbij calciumchloride en water met elkaar mengen. Teken hieronder jouw idee van dit systeem en geef er een korte uitleg bij.

Tekening van jouw systeem:

Uitleg van jouw systeem:

________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________

45

Bedenk zelf andere toepassingen voor deze techniek: __________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________

Maak met behulp van Excell een tabel en grafiek waarin je het aantal grammen Calciumchloride tegen de hoogste temperatuur en de temperatuur na 3 minuten uitzet. Maak de grafiek volledig met as titels enz. DOCENTAANWIJZINGEN Dit practicum word gebruikt in Technologie Program Atheneum klas 3. Een leermoment is dat de proef in glas word uitgevoerd en de hotpack meestal uit andere materialen bestaat zodat de reactie anders verloopt dan gedacht. BRON Onderwijsmiddelen C3: Future for You, mens en medisch.

46

Productonderzoek: Bepaling van soortelijke massa en zuurgehalte

van een sinaasappel

Hetty Lourens, Het Assink Lyceum, Eibergen

Introductie: Bij dit productonderzoek wordt een sinaasappel gebruikt. Van een sinaasappel wordt de soortelijke massa bepaald met behulp van een balans en bekerglas. Daarnaast wordt ook de soortelijke massa bepaald van het sinaasappelsap met behulp van een balans en een maatcilinder. Vervolgens ga je met behulp van een titratie het zuurgehalte bepalen van de sinaasappel. Bij deze titratie heb je een oplossing van sinaasappelsap waarvan je de hoeveelheid zuur wilt bepalen. En je hebt een oplossing van ascorbinezuur (een zure stof) waarvan de hoeveelheid zuur in 1 mL bekend is. Ascorbinezuur is vitamine C. Je hebt een basische oplossing (NaOH 0,1M) waarmee je de zure oplossing gaat neutraliseren. Je hebt een indicator (fenolftaleine) die zorgt voor een kleuromslag. De kleuromslag geeft aan wanneer er voldoende basische oplossing is toegevoegd. Volgens de verhoudingstabel: Titratie 1 Titratie 2 Natronloog ……..ml ………ml 1 mL ascorbinezuur 176 mg ………mg

Als laatste kun je ook het zuurgehalte van een pak appelsientje gaan bepalen en vergelijken met de informatie op het pak. ONDERZOEKSVRAGEN Wat is de soortelijke massa van een sinaasappel, van de sinaasappelsap en het zuurgehalte van een sinaasappel?

Apparatuur en materiaal: Sinaasappel

Balans

Bekerglas met maatverdeling

Sinaasappelpers

Schilmes

Maatcilinder van 100 mL

Buret met 0,1 M NaOH

Spuitjes of pipetten van 1 mL

Pipetteerballon bij gebruik van pipet

Fenolftaleien

Erlenmeyer van 100 mL

Ascorbinezuur 176 mg/mL

47

TOA aanwijzingen en veiligheid: Labjas aan en veiligheidsbril op. Bereiding 0,1 M NaOH: 4,0 gram NaOH oplossen in 1 liter water Bereiding ascorbinezuur 176 mg/mL: voor een oplossing van 100 mL weeg je 17,6 gram ascorbinezuur af en los je op in 100 mL water.

Lesorganisatie: Indien mogelijk de leerlingen zelfstandig deze proef laten doen, is dit niet mogelijk dan groepjes van 2 leerlingen maken. Let op dat beide leerlingen de handelingen snappen omdat het begrip soortelijke massa vaak lastig is. Als dit de eerste titratie is die de leerlingen uitvoeren is het verstandig om ze eerst te leren werken met de buret of spuit en aandacht te besteden aan het goed aflezen van de buret/spuit.

Procedure: Bepaal eerst de soortelijke massa van de sinaasappel

Weeg de sinaasappel

Bepaal het volume van de sinaasappel met behulp van

een bekerglas

Bereken de soortelijke massa van de sinaasappel

Pers de sinaasappel uit en bewaar zowel het sap als de vaste delen

Weeg het sap van de sinaasappel

Bepaal het volume van het sinaasappelsap met behulp van een maatcilinder

Bereken de soortelijke massa van het sinaasappelsap

Sinaasappel Sinaasappelsap

Massa

Volume

Soortelijke massa

Bepaal het zuurgehalte in de sinaasappel Titratie 1: Titratie met ascorbinezuur (176 mg/ml)

Doe 1 ml ascorbinezuur (176 mg/ml) met een injectiespuit in een erlenmeyer

en zorg dat er geen luchtbellen in de injectiespuit zitten of pipetteer 1mL

ascorbinezuur met een pipet in een erlenmeyer.

Voeg ongeveer 10 ml gedestilleerd water toe

Voeg 3 druppels fenolftaleien toe

Noteer de beginstand van de NaOH (0,1mL) in de buret.

Doe een wit papiertje onder je erlenmeyer en druppel langzaam de natronloog

bij het ascorbinezuur.

Zwenk de erlenmeyer om de oplossing goed te mengen

Stop met de titratie als de oplossing licht roze is.

Noteer de eindstand

48

Titratie 2: Titratie met het sap van de sinaasappel

Spoel de erlenmeyer goed schoon

Herhaal de titratie met 1 ml sap van de sinaasappel

Berekening:

Titratie 1 Titratie 2

Natronloog in mL

1 mL sap in mg 176

Titratie 3: Titratie met het sap van het pak appelsientje

Spoel de erlenmeyer goed schoon

Herhaal de titratie met 1 ml sap van het pak appelsientje

Vergelijk het zuurgehalte welke jij hebt bepaald met het vitamine C gehalte

welke op het pak vermeld staat

Berekening:

Titratie 1 Titratie 3

Natronloog in mL

1 mL sap in mg 176

RESULTATEN De soortelijke massa van de sinaasappel is…………………………. De soortelijke massa van het sinaasappelsap is …………………… Het zuurgehalte van de sinaasappel is……………………………….. Het zuurgehalte van het pak appelsientje is ……………………….., dit komt wel/niet overeen met het vitamine C gehalte zoals genoemd op het pak. Waarom?..............................................................................................................

Docent aanwijzingen: Deze proef is bedoeld voor leerlingen van de vierde klas VMBO. Vaak vinden zij het lastig om te werken met het begrip soortelijke massa. Deze proef is ook uit te voeren met een citroen. In plaats van ascorbinezuur kun je dan citroenzuur nemen. Belangrijk is dat leerlingen de juiste eenheden in de tabel vermelden. Tip: Ter verduidelijking van de begrippen kan deze proef ook als demonstratieproef gebruikt worden eventueel vooraf of nadat de leerlingen de proef hebben uitgevoerd.

Bronnen: Pulsar van Wolters-Noordhoff, editie 2002 NASK 2. Hoofdstuk 8.1.

49

De Regenboog

Henriëtte klein Bluemink, Montessori College Twente, Hengelo

Introductie: Tijdens dit practicum gaan we het pH verloop van een universeel indicator verklaren

Apparatuur en materiaal: Glazen buis ca 50 cm met aan iedere kant een stopje.

Druppelpipetjes of druppelbuisjes.

Bekerglaasje 50 mL, 2 stuks

Universeel indicator , bestaat uit Fenolftaleine, Methyloranje, Methylrood,

Broomthymolblauw en Thymolblauw.

NaOH 0,1M

HCl 0,1M

Demiwater

Toa aanwijzingen en veiligheid: Benodigdheden:

Fenolftaleine (FFT)

Methylrood (MR)

Methyloranje (MO)

Broomthymolblauw (BTB)

Thymolblauw (TB)

Ethanol 96%

NaOH 0,1M

HCl 0,1M

Demiwater

Maatkolf 100 mL

Maatcilinder 50 mL

50

Universeel indicator (verder UI genoemd) maken:

Weeg 0,020g FFT, 0,040g MR, 0,060g MO, 0,080g BTB en 0,100g TB af en

los op in 50 mL ethanol 96%, in een bekerglaasje.

Giet oplossing over in een maatkolf van 100 mL en vul aan met demiwater.

Homogeniseer.

Indien de oplossing niet groen is, zoveel NaOH 0,1M toevoegen met

druppelpipet totdat oplossing groen is. De groene kleur verdwijnt wel in de tijd

maar dat beïnvloed het practicum niet. Oplossing wordt bruinig.

De druppels zuur en base in procedure kunnen wat aangepast worden

afhankelijk van de uitgangs-pH van het demiwater wat gebruikt wordt.

NaOH-oplossing 0.1 M : weeg af 4,0 gram NaOH en verdun tot 1liter met

demiwater.

HCL-oplossing 0,1 M: verdun 8,3 mL geconcentreerde HCL (36-38%) met

demiwater tot 1 liter. Doe dit in de zuurkast, denk aan jas, bril en

handschoenen.

Procedure: Ga naar de computer en zoek daar het nummer Rainbow in The Sky van Paul

Elstak op. Je mag ook kiezen voor de Regenboog van Frans Bauer en

Marianne Weber. Zet het op aanvaardbaar geluidsniveau aan.

Druk aan een kant van de glazen buis een stop.

Klem de glazen buis vast in de standaardklem.

Vul de buis met demiwater, zorg dat je ongeveer 5 cm niet vult.

Voeg 10 druppels universeel indicator toe, doe dit nauwkeurig.

Kantel de buis totdat de kleur egaal is. Noteer de kleur.

Haal de bovenste stop eraf en voeg nauwkeurig 3 druppels NaOH 0,1M toe.

Kantel de buis voorzichtig eenmaal, noteer wat er gebeurt.

Haal de bovenste stop eraf en voeg nauwkeurig 3 druppels HCl 0,1M toe.

Kantel de buis voorzichtig twee keer en noteer wat er gebeurt.

Vragen: Verklaar de kleur die ontstaat nadat je universeel indicator bij het demiwater in

de buis gedaan hebt.

Verklaar de kleur die ontstaan is aan de kant van de buis waar je natronloog

hebt toegevoegd.

Verklaar de kleur die ontstaan is aan de kant van de buis waar je zoutzuur

hebt toegevoegd.

Kun je de andere kleuren ook verklaren.

Maak voor bovenstaande vragen gebruik van je Binas tabel 52

51

Docent aanwijzingen: Dit practicum is geschikt voor 5 VWO. Antwoorden bij de vragen:

Demiwater is een neutrale oplossing en de pH is ongeveer 7.

Als je de UI onderdelen neemt komt daar de kleur geel/groenig uit als kleur bij

pH 7.

FFT kleurloos, MR geel, MO geel, BTB groen, TB geel

Natronloog 0,1M heeft een pH van 13.

Kijk je naar de onderdelen van de UI dan kom je uit op een paarse kleur.

FFT paarsrood, TB blauw, BTB blauw, paarsrood en blauw geeft een paarse

kleur.

Zoutzuur 0,1M heeft een pH van 1

Kijk je naar de onderdelen van de UI dan kom je uit op een rode kleur.

MR rood, MO rood, TB rood/oranje, eindkleur rood

In het midden van de buis zal de oplossing neutraal zijn en de kleur zal

geel/groenig zijn zie eerste vraag.

TB geel, MO oranjegeel, MR geel

In het bovenste gedeelte van de buis loopt de pH van 1 op naar 7 en zal de

kleur van rood via oranje naar geel gaan

Oranje is combi van geel en rood, TB geel, BTB geel, MO van rood naar geel,

MO rood naar oranjegeel

In het onderste gedeelte van de buis loopt de pH af van 13 naar 7 en zal de

kleur van paars via blauw naar groen gaan.

Blauw komt door de onderdelen TB blauw en BTB blauw uit de UI.

Groen is een combikleur van blauw en geel en komt door de onderdelen TB

blauw, BTB blauw en MR geel uit de UI.

52

Schema indicator kleuren

kleur Omslagtraject in pH kleur

thymolblauw Rood 1,2 - 2,8 Geel

methyloranje Rood 3,2 – 4,4 Oranjegeel

methylrood Rood 4,8 – 6,0 Geel

Broomthymolblauw geel 6,0 – 7,6 Blauw

Thymolblauw geel 8,0 - 9,6 Blauw

Fenolftaleine Kleurloos 8,2 – 10,0 paarsrood

rood HCl pH 1

oranje

geel

groen

blauw

paars NaOH pH13

Bronnen: Nuffield foundation, Universal Indicator Rainbow,

http://www.nuffieldfoundation.org/practical-chemistry/universal-indicator-

rainbow

Show de Chemie, NVON, de zuurstok

53

Diffusiesnelheid bepalen d.m.v. ionentransport

Eric Berning, Canisius Almelo

Introductie: Demonstratieproef over de wet van Fick. De wet van Fick geeft aan welke factoren de snelheid van diffusie beïnvloeden. De formule van de wet van Fick is: n=D.A.Δc/Δx Waarbij: n= het aantal moleculen dat per seconde oppervlak A passeert D= diffusiecoëfficiënt (afhankelijk o.a temperatuur en viscositeit van het diffusiemedium) A= (area) het diffusieoppervlak. Δc/Δx de diffussiegradiënt, waarbij Δc= concentratieverschil tussen hoeveelheid moleculen aan weerszijden van het

diffusieoppervlak. Δx= afstand waarover de diffusie plaats vindt (lengte diffusieweg) Het diffusieoppervlak is in beide buizen gelijk. De concentraties moeten ook gelijk zijn.

Lesorganisatie: Deze proef kan worden toegepast ter ondersteuning van de theorie in de bovenbouw van Havo/Vwo. De factor die een rol speelt bij de diffusie van dit practicum is de grootte van de deeltjes daar het agar-agar medium geen lading heeft. We gaan hier de diffusiesnelheid van de H+ ionen vergelijken met de OH- ionen. De indicator voor de H+ ionen is methylrood en de indicator voor de OH- ionen is fenolftaleïne. De opstelling moet minimaal 24 uur instaan voordat het resultaat afgelezen kan worden. In principe is dit een demonstratieproef waarbij je grote reageerbuizen kunt gebruiken maar het is ook goed mogelijk om het in groepjes als leerlingenproef aan te bieden waarbij je ook standaard reageerbuizen kunt gebruiken. Het experiment kan worden uitgebreid door de volgende factoren te veranderen:

1. De temperatuur

2. De diameter van de buizen

3. Concentratie van de oplossingen

Deze verandering van factoren kan ook theoretisch worden aangeboden waarbij de leerlingen moeten verklaren wat er gebeurd en waarom.

54

Apparatuur en materiaal: Twee reageerbuizen met dezelfde diameter Agar-agar Indicatoren; fenolftaleïne en methylrood 10% NaOH oplossing (pas op gevaarlijke stof) 10% HCL oplossing (pas op gevaarlijke stof) Twee bekerglazen van 100 of 250 ml Stift Twee statieven met klemmen Slaolie

Toa aanwijzingen en veiligheid: Indicator methylrood bereiding: 0,1 g oplossen in 60 ml ethanol en aanvullen met

gedestileerd water tot 100 ml. Indicator fenolftaleïne bereiding: 0,2 g oplossen in 50 ml ethanol en aanvullen met

gedestileerd water tot 100 ml. 10% NaOH oplossing :corosieve stof 10% HCL oplossing: corosieve stof

Procedure:

Maak van agar-agar een 3% oplossing in gedestileerd water, voldoende om

de twee buizen tot de rand te kunnen vullen. We gaan hiertoe eerst het water

verwarmen tot ongeveer

70 ° C en voegen dan onder roeren de agar-agar poeder toe. Indien alles is

opgelost stoppen we het verwarmen en laten we de oplossing afkoelen tot

ongeveer 50° C. Verdeel de oplossing over twee bekerglazen en voeg aan

één bekerglas 2 ml 0,2% fenolftaleïne toe en aan het andere bekerglas 2 ml

methylrood 0,1 %. Meng goed en breng de oplossingen over in de

reageerbuizen en vul ze tot de rand en laat de oplossingen stollen.

Zodra de agar-agar gestold is kan er op de buis met een watervaste stift een

schaalverdeling(onderverdeling van 0,5 cm) aangebracht worden.(eventueel

kan de schaalverdeling ook voordat de buizen gevuld worden, aangebracht

worden.)

Stel de statieven op en plaats de buizen op de kop in de klemmen.

Plaats de bekerglazen met NaOH oplossing en HCL oplossing onder de juiste

buizen.

Laat de buizen zakken (zoveel mogelijk gelijktijdig) in de oplossingen, zodanig

dat de agar-agar in contact komt met de vloeistof(er mag geen luchtbel onder

blijven).

Breng een laagje slaolie aan op de vloeistof (waardoor er geen invloed is van

buiten en er geen verdamping kan optreden).

55

Meet de stijghoogte regelmatig (2 à 3 keer per dag en gedurende 3 dagen) en

geef die weer in een diagram.(x-as tijd en ij-as diffusie =kleurstijging kolom)

Op basis van het resultaat kun je concluderen of de aard van de ionen invloed

heeft op de diffusiesnelheid.

Opstelling diffusie d.m.v. ionentransport.

Vragen: 1. Waarom mag er geen luchtbel onderin blijven?

2. Waarom moeten er twee verschillende indicatoren gebruikt worden?

3. Is er sprake van een verschil in snelheid van beide typen ionen?

4. Zo ja, waaraan kan dat verschil dan worden toegeschreven?

56

Docentaanwijzingen: Antwoord op de vragen: 1. De ionen kunnen zich niet door de lucht verplaatsen, alleen in vloeistoffen of in

vaste stoffen.

2. Dat heeft te maken met het omslagpunt van de indicator (zie Binas) . het maakt

verschil of NaOH of HCL diffundeert.

3. Mogelijk wel

4. Het kan zijn dat de agar-agar het ene ion beter vasthoud dan het andere, of dat

het verschil in lading of het verschil in gewicht iets uitmaakt.

Bronnen: “doen we practicum” deel1 ten Brink uitgevers ISBN 978-9077-8663-51 Transportverschijnselen, Maarten Foeken NVOX mei 2011 Gaswisseling 10.2 Nectar 5vwo leerboek Noordhof ISBN 978-90-01-78938-1

57

Kwantitatieve bepaling van koolhydraten in melk

Eric Berning, Canisius Almelo

introductie Koemelk bevat voor 4,5% koolhydraten. Koolhydraten worden ook wel suikers of sachariden genoemd. Koolhydraten hebben verschillende functies in het lichaam. De belangrijkste functie is levering van energie. Wij gaan het percentage koolhydraten in verschillende soorten melk bepalen. De koolhydraten bestaan voornamelijk uit het disacharide lactose.

De structuur van lactose is voor te stellen volgens onderstaande ringstructuur:

De structuur van lactose(fig 1)

Hieronder (fig 2) zien ze op welke wijze een evenwicht bestaat, waardoor lactose de

reducerende aldehyde-groep heeft. (R=linker ring van de bovenstaande tekening (fig

1)).

58

Lactose in reducerende vorm(fig 2)

De jodometrische bepaling die we gaan toepassen is alleen bruikbaar voor suikers

die reducerend zijn.

Reducerende suikers, zijn suikers (mono- en disachariden), die een redoxreactie

kunnen aangaan met oxidatoren. Voorbeelden hiervan zijn: alle monosachariden

(b.v. glucose, fructose en galactose) de disachariden: lactose en maltose. Sacharose

(biet- of rietsuiker) is geen reducerende suiker. Reducerende suikers reageren niet

rechtstreeks met jood, vandaar dat van te voren, een aantal redoxreacties moeten

plaatsvinden, alvorens een bepaling gedaan kan worden.

De bepaling omvat drie hoofdstappen:

Stap 0, het voorbereiden van de oplossing, waarvan het reducerend

suikergehalte bepaalt moet worden.

Stap 1, (in overmaat!) toevoegen van een speciale oplossing met koper(II)-

ionen (het Luff-Schoorl-reagens), waarvan de koper(II)-concentratie

nauwkeurig bekend is. Met deze oplossing worden monosachariden omgezet

tot gluconzuur.

Stap 2, omzetten van de overmaat koper(II)-ionen tot koper(I)-ionen. Dit vindt

plaats door toevoeging van jodide-ionen, I-(aq), zodat jood, I2(aq) ontstaat.

Stap 3, titratie van het gevormde I2(aq) door middel van een oplossing met

thiosulfaat-ionen, S2O32-(aq). De hoeveelheid jood die wordt bepaald, is een

maat voor de hoeveelheid koper(II)ionen die is overgebleven.

Stap 4, berekenen aan de hand van de uitkomst van stap 3 hoeveel koper(II)-

ionen zijn verbruikt bij de reactie met de suikers.

Indien de hoeveelheid koperionen, die bij stap 1 heeft gereageerd, bekend is, kan het

gehalte aan reducerende suikers berekend worden.

STAP 1:

De monosachariden (C6H12O6) en reducerende disachariden (C12H22O11) reageren

door een redoxreactie met koper(II)-ionen, waarbij koper(I)oxide en gluconzuur

ontstaan. (Bij de volgende reactievergelijking wordt glucose als voorbeeld gebruikt,

maar deze reactie geldt ook voor bijv. fructose en lactose)

59

Netto luidt deze reactievergelijking:

C6H12O6 (aq) + 2Cu2+(aq) + 4OH-(aq) → C6H12O7

(aq) + Cu2O(s) + 2H2O

gluconzuur

blauw rood

(REACTIEVERHOUDING: 1 mol C6H12O6 met 2 mol Cu2+) Het ontstane zuur zal

natuurlijk direct verder reageren met de OH- ionen, die in de oplossing ruimschoots

aanwezig zijn. De reactievergelijking moet dan als volgt worden opgeschreven:

C6H12O6 (aq) + 2Cu2+(aq) + 5OH-(aq) → C6H11O7

-(aq) + Cu2O(s) + 3H2O

gluconaation

blauw rood

Lactose (een disacharide) reageert op gelijke wijze (zie ook introductie):

C12H22O11 (aq) + 2Cu2+(aq) + 5OH-(aq) → C12H21O12

-(aq) + Cu2O(s) + 3H2O

blauw rood

Zoals gezegd, komt bovenstaande reactie tot stand door aan de suikeroplossing het

Luff-Schoorl-reagens (LS-reagens) toe te voegen. Deze bevat ca. 0,1 M koper(II)-

ionen, waarvan de concentratie aan Cu2+ nauwkeurig bekend is.

STAP 2:

De bepaling van de overmaat koper(II)-ionen wordt uitgevoerd, door een overmaat

kaliumjodide toe te voegen, nadat er is aangezuurd. Hierbij worden de koper(II)-

ionen door een redoxreactie omgezet in koper(I)jodide CuI, waarbij ook het bruine

I2(aq) ontstaat.

In zuur milieu:

Cu2+(aq) + I-(aq) + e- → CuI(s) |x2|OX

2I-(aq) → I2(aq)+ 2e- |x1|RED

60

Netto:

2Cu2+ (aq) + 4I-(aq) → 2CuI(s) + I2 (aq)

blauw wit bruin

(REACTIEVERHOUDING: 2 mol Cu2+ levert bij de reactie 1 mol I2)

(Nevenreactie: de roodkleurige koper(I)oxide uit stap 1, wordt in het zure milieu, na

de toevoeging van I- -ionen ook omgezet in koper(I)jodide, zodat de rode kleur van

Cu2O verdwijnt!)

De hoeveelheid gevormde I2(aq) is een maat voor de hoeveelheid koper(II)-ionen die

heeft gereageerd.

Stap 3 en 4:

De gevormde I2 wordt getitreerd met een oplossing van natriumthiosulfaat van 0,05

M, waarvan de concentratie nauwkeurig bekend is.

Bij deze titratie gelden de volgende halfreacties:

I2(aq) + 2e- → 2I-(aq) OX

2S2O3 2-(aq) → S4O6

2-(aq) + 2e- RED

Netto:

I2(aq) + 2S2O32-(aq) → 2I-(aq) + S4O6

2-(aq)

Zodra na de titratie de hoeveelheid I2 bekend is, kun je de overmaat Cu2+(aq) van

stap 1 berekenen. De hoeveelheid Cu2+ dat met de suiker heeft gereageerd, is dan

ook bekend. Uit het laatste kan dan weer de hoeveelheid reducerende suiker te

berekenen.

Vragen:

1a. Geef de ringstructuur van α-D- glucose, vermeld de nummering van de

koolstofatomen en geef de nummers van de C – atomen die asymmetrisch

zijn. Gebruik tabel 67F van BINAS.

b. Geef de open structuur van D- glucose.

c. Waarom is er hier geen sprake meer van α-D- glucose of β-D glucose?

d. Geef de open structuur van galactose.

2. Leg uit of de binding tussen twee monosacharide- moleculen ontstaat door

ester- vorming of ether- vorming

61

Veiligheid Pas op met de zwavelzuur deze is corrosief. chemicalien

Verschillende soorten melk

Luff-Schoorl reagens (ca. 0,1 M Cu2+)

Oplossing van natriumthiosulfaat ca. 0,05 M

Kaliumjodide

Zwavelzuur 2M

Zetmeeloplossing 1%

Carrez I oplossing

Carrez II oplossing

Apparatuur en materiaal

Pipet 5 ml (automatisch) Pipet 10 ml Pipetteerballon Buret in statief Druppelpipet(5x) Maatkolf 100 ml Maatcilinder 10 ml Trechter + filtreerpapier Trechter voor vullen buret Erlenmeyer 100 ml (2x) Erlenmeyer 250 ml Bekerglas 100 ml (3x) Waterbad 90˚C Ijsbad Roerstaaf kunststof Stopwatch Balans thermometer

Werkwijze

pipetteer 5,00 ml melk in een maatkolf van 100 ml.

voeg 10 ml gedestilleerd water toe en meng.

voeg 2,5 ml Carrez oplossing I toe en meng minimaal 30 seconden.

Voeg 2,5 ml carrez II toe en meng.

Vul aan tot de ijkstreep met gedestilleerd water en meng.

filtreer de oplossing uit de maatkolf af in een erlenmeyer van 250 ml.

pipetteer 10,00 ml van het filtraat in een erlenmeyer van 100 ml.

voeg 10,00 ml van de Luff-Schoorl oplossing toe en verwarm de oplossing in

een waterbad van 90°C, onder voortdurend roeren, gedurende 10 min (exact)

Koel onmiddellijk af in ijsbad tot 25 °C .

voeg 1 g KI toe.

voeg 10 ml 2 M zwavelzuur toe in porties van 3 ml (gebruik een druppelpipet).

voeg 10 ml thiosulfaatoplossing toe uit buret.

62

voeg 1 ml zetmeeloplossing toe.

titreer de suspensie met de gestelde thiosulfaatoplossing 0,05 M. Titreer de

suspensie van donkerblauw naar wit.

Toa aanwijzing en veiligheid: Pas op met de zwavelzuur deze is corrosief.

Bereiding oplossingen.

Zwavelzuur 2 M

Kaliumjodide

Natriumthiosulfaat oplossing 0.05M gesteld

Zetmeeloplossing 1 gram/ 100 ml

Carrez-I-oplossing: Los op 10,6 g kaliumhexacyanoferraat (II), K4Fe(CN)6.3H20, in water en vul aan met water tot 100 ml.

Carrez-II-oplossing: Los op 21,9 g zinkacetaat Zn (CH3COO)2. 2H2O en 3 g ijsazijn in water en vul aan met water tot 100 ml. (of 28.8 gram zinksulfaat heptahydraat en 13.6 gram natriumacetaat trihydraat en 3 gram ijsazijn en vul aan tot 100 ml met gedestilleerd water)

Reagens volgens Luff-Schoorl: Voeg, onder voorzichtig omzwenken, de citroenzuuroplossing bij de natriumcarbonaatoplossing ; voeg daarna de kopersulfaatoplossing toe en vul aan met water tot 1 l. Laat 1 nacht staan. De pH van de oplossing moet ongeveer 9,4 zijn.

Kopersulfaatoplossing: los op 25 g kopersulfaat p.a., vrij van ijzer, CuSO4.5H2O in 100 ml water.

Citroenzuuroplossing: los op 50 g citroenzuur p.a., C6H8O7.H2O in 50 ml water.

natriumcarbonaatoplossing: los op 390 g natriumcarbonaat decahydraat, in ca. 300 ml warm water. Koel de oplossing af

Praktische informatie: Het verwarmen van de oplossing in de erlenmeyer van 100 ml in het waterbad doen we door het waterbad af te dekken met een kunststofplaat waarin we gaten hebben geboord waarin precies een bekerglas van 250 ml past. We vullen het bekerglas ongeveer tot de helft met water en plaatsen het in een uitgeboord gat in de plaat. De erlenmeyer plaatsen we dan in het bekerglas en roeren we de oplossing met een kunststof roerstaaf. Indien voldoende verwarmingselementen met roerfunctie en thermostaat aanwezig zijn geniet dit uiteraard de voorkeur. Opmerking : na uitvoerige testen blijkt dat de uitkomsten van de lactose gehaltes systematisch te laag zijn. Oorzaak is niet duidelijk, misschien moet de oplossing niet alleen verwarmd worden maar moet de reflux techniek worden toegepast. (is niet uitgetest omdat we de bepaling dan niet meer klassikaal kunnen toepassen) We hebben een bepaalde hoeveelheid glucose aan de melk toegevoegd zodat we de bepaling kunnen uitvoeren en verschillende soorten melk kunnen aantonen.

63

De volgende oplossingen zijn gemaakt uitgaande van: Halfvolle melk : 4,5 g lactose per 100 ml Volle melk : 4,5 g lactose per 100 ml Paardenmelk : 6,3 g lactose per 100 ml Nutrilon 1 : 7,0 g lactose per 100 ml Babymelk : 100 ml halfvollemelk + 6,5 g glucose Paardenmelk : 90 ml babymelk + 10 ml water Halvolle en volle melk : 71,4 ml paardenmelk + 28,6 ml water Uitgaande van deze oplossingen worden er goede en dupliceerbare waarden gevonden.

berekening

aantal mg lactose per 100 ml : ((10,00 x 0,1) – (Veind- Vbegin) x 0,05)) x 342 x 200 2 = (1 – (Veind- Vbegin ) x 0,05 ) x 34200 Uitleg berekening (10,00 x 0,1) : hoeveelheid gepipetteerde Cu2+ (luff-Schoorl reagens) Veind : eindstand buret Vbegin : beginstand buret 0,05 : molariteit thiosulfaat 342 : molmassa lactose 200 : verdunningsfactor

Lesorganisatie : We werken in groepen van minimaal 2 leerlingen. Dit practicum is geschikt voor de klassen 5/6 vwo. Dit practicum beslaat 2 lesuren van 50 min. De eerste les doen we de stappen tot en met de bereiding van het filtraat(zie werkwijze) Het filtraat kan enkele dagen bewaard worden in de koelkast. De tweede les de titratie. antwoorden vraag 1. Zie binas vraag 2. Ether vorming.

Een esther wordt gevormd door een reactie tussen een carbonzuur en een alcohol.

64

Redoxreacties

Henriette klein Bluemink, Montessori College Twente Hengelo

Introductie:

Bij redoxreacties zijn vaak metaalionen betrokken. Hierdoor ontstaat er nogal eens een kleurig schouwspel. Raadpleeg Binas tabel 65B om te voorspellen wat je waarneemt bij het verlopen van onderstaande reacties.

Apparatuur en materiaal:

Natriumsulfietoplossing 1,0 M

Natriumthiosulfaatoplossing 0,1M

Joodwater met zetmeel 0,1M

Kaliumpermanganaatoplossing 0,02M

Koper(II)sulfaatoplossing 0,1M

Kaliumjodideoplossing in zetmeel 0,1M

Oxaalzuuroplossing 1,0 M

IJzer(III)chlorideoplossing 0,1M

Zwavelzuuroplossing 1M

Magnesiumpoeder

Druppelvel (werkblad)

Toa aanwijzingen en veiligheid: Voor de jood- en kaliumjodideoplossingen die in zetmeeloplossing moeten worden opgelost maak je eerst een 1 % (1gram/100mL) oplossing van zetmeel in demiwater. Deze gebruik je om de joodoplossing en de kaliumjodideoplossing mee te maken.

Joodoplossing 0,05M : Weeg 8,3 gram kaliumjodide af en los dit op in een beetje zetmeeloplossing 1%. Weeg 1,27 gram jood af en voeg dit aan de kaliumjodide-zetmeeloplossing toe. Vul aan met de zetmeeloplossing 1% tot 100 mL. Homogeniseer.

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

65

Het afval dat kaliumpermanganaat bevat moet afgevoerd worden bij de zware metalen. Het afval dat koper bevat moet worden afgevoerd bij de zware metalen. Het joodwater afval moet worden afgevoerd bij de overige anorganische stoffen evenals de kaliumjodideoplossing.

Procedure

Voorspel met behulp van een reactievergelijking wat je waarneemt als de volgende stoffen bij elkaar worden gevoegd. Geef steeds de volledige reactievergelijking. Maak gebruik van Binas 48 en 65B.

1. Doe één druppel kaliumpermanganaat oplossing op het druppelvel en voeg toe één druppel natriumsulfiet. Meng met een cocktailprikker .

2. Doe één druppel kaliumpermanganaat oplossing op het druppelvel en voeg

toe één druppel zwavelzuur oplossing en één druppel natriumsulfiet oplossing. Meng met een cocktailprikker.

3. Doe één druppel jood oplossing in zetmeel op het druppelvel en voeg toe één

druppel natriumthiosulfaat oplossing. Meng met een cocktailprikker.

4. Doe één druppel kopersulfaat oplossing op het druppelvel en voeg toe één

druppel kaliumjodide oplossing in zetmeel. Meng met een cocktailprikker. Voeg nu één druppel natriumthiosulfaat oplossing toe. Meng met een cocktailprikker.

5. Doe één druppel ijzer(III)chloride oplossing op het druppelvel en voeg toe één

druppel kaliumjodide oplossing in zetmeel. Meng met een cocktailprikker.

6. Doe enkele korreltjes magnesiumpoeder op het druppelvel en voeg toe één

druppel zwavelzuur oplossing.

66

Vragen

1. Vergelijk je waarnemingen met je voorspellingen.

2. Pas zo nodig je reactievergelijkingen aan.

Docent aanwijzingen

1.

KMnO4 + Na2SO3 Paars kleurloze oplossing Wordt een bruine oplossing, bruinsteen zakt naar beneden

Ox: MnO4- + 2 H2O + 3e-↔ MnO2(s) + 4OH- *2

Red: SO32- + H2O↔SO4

2- + 2H+ +2e- *3 ------------------------------------------------------------------ 2 MnO4

- + 4 H2O+ 3SO32- +3H2O↔ 2MnO2(s) + 8OH- +3SO4

2- + 6H+

2 MnO4- + H2O+ 3SO3

2- ↔ 2MnO2(s) + 2OH- +3SO42-

2. KMnO4 + H++ Na2SO3 Paarse opl, kleurloos, kleurloze oplossing Wordt een kleurloze oplossing Ox: MnO4

- + 8H++ 5e-↔Mn2+ + 4H2O *2 Red: SO3

2- + H2O↔SO42- + 2H+ +2e- *5

------------------------------------------------------------ 2MnO4

- + 16H++ 5SO32- + 5H2O↔2 Mn2+ + 8H2O+ 5SO4

2- + 10H+

2MnO4- + 16H++ 5SO3

2- + 5H2O↔2 Mn2+ + 8H2O+ 5SO42- + 10H+

2MnO4- + 6H++ 5SO3

2- ↔2 Mn2+ + 3H2O+ 5SO42-

3. I2 + Na2S2O3 Zwartblauwe opl kleurloze opl Dit wordt een kleurloze oplossing, wel 2 maal hoeveelheid thio toevoegen! Ox: I2 +2e- ↔ 2I- *1 Red: 2 S2O3

2- ↔ S4O62-+2e- *1

--------------------------------------- I2 +2S2O3

2- ↔ S4O62-+2I-

67

4. CuSO4 + KI + Na2S2O3 Blauwe oplossing kleurloos kleurloos De oplossing wordt eerst donkerblauw, dit is de I2 die de reactie geeft met zetmeel. Hierdoor zie je de neerslag niet die ontstaan is van de CuI. Voeg je de natriumthiosulfaat toe dan ontkleurt de oplossing weer en zie je het melkachtige neerslag van CuI. De blauwe kleur verdwijnt omdat I2 weer omgezet wordt in I-. 2Cu2+ + 6I- → 3 CuI2, dit splitst direct weer 2 CuI2 →2 CuI (s) + I2 Ox: Cu2+ + I- +e- ↔ CuI (s) *2 Red: 2 S2O3 ↔ S4O6

2- +2e- *1 ----------------------------------- 2Cu2+ + 2I- +2 S2O3 ↔ S4O6

2- + 2CuI (s)

Ox: I2 + 2e- ↔ 2I- *1 Red: 2 S2O3 ↔ S4O6

2- +2e- *1 ----------------------------------- I2 + 2 S2O3 ↔ S4O6

2- + 2I- 5. FeCl3 + KI Geel-oranje opl kleurloze opl Wordt een blauwe oplossing Ox: Fe3++e↔ Fe2+ *2 Red: 2I-↔ I2+2e- *1 --------------------------------- 2Fe3++2I-↔ I2+ 2Fe2+

6. Mg + H2SO4 Grijs poeder kleurloze opl Bruist en magnesium verdwijnt Ox: 2H++ 2e-↔ H2(g) *1 Red: Mg↔ Mg2++ 2e- *1 --------------------------------- 2H++ Mg↔ Mg2++ H2(g)

68

Opmerking

Van dit experiment( zie bron) is een druppelpracticum gemaakt i.v.m. met de grote hoeveelheid chemicaliën die er anders nodig zijn. Er is in deze variant gekozen om experimentje 4 (oxaalzuur en kopersulfaat) te vervangen door kaliumjodide en natriumthiosulfaat aan kopersulfaat toe te voegen. De eerste reactie vind namelijk in de praktijk niet plaats zie onderstaande.

C2H2O4 + CuSO4 Ox: Cu2+ +2e- ↔ Cu *1 Red: C2H2O4 ↔ 2CO2(g) +2H+ + 2e- *1

Cu2+ + C2H2O4 ↔ 2CO2(g) +2H+ + Cu(s) Er ontstaat echter geen vast koper, dat is nl roodbruin, er ontstaat een blauw/groen neerslag. Dit is een reactie tussen de koper en het zuurrest ion van de oxaalzuur. Deze reactie verloopt voordat de redox reactie kan plaatsvinden. Cu2++C2O4

2-→CuC2O4(s) Ook is bij het laatste experimentje het ijzer vervangen door magnesium.

Verdere informatie

Bron

Nova scheikunde 5, hoofdstuk 9 , experiment 3 VWO/Gymnasium

69

werkblad

1 Doe één druppel kaliumpermanganaat oplossing op het druppelvel en voeg toe één druppel natriumsulfiet. Meng met een cocktailprikker .

2 Doe één druppel kaliumpermanganaat oplossing op het druppelvel en voeg toe

één druppel zwavelzuur oplossing en één druppel natriumsulfiet oplossing. Meng met een cocktailprikker.

3 Doe één druppel jood oplossing in zetmeel op het druppelvel en voeg toe één

druppel natriumthiosulfaat oplossing. Meng met een cocktailprikker.

4 Doe één druppel kopersulfaat oplossing op het druppelvel en voeg toe één

druppel kaliumjodide oplossing in zetmeel. Meng met een cocktailprikker. Voeg nu één druppel natriumthiosulfaat oplossing toe. Meng met een cocktailprikker.

5 Doe één druppel ijzer(III)chloride oplossing op het druppelvel en voeg toe één

druppel kaliumjodide oplossing in zetmeel. Meng met een cocktailprikker.

6 Doe enkele korreltjes magnesiumpoeder op het druppelvel en voeg toe één

druppel zwavelzuur oplossing.