Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte...

34
1 Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019

Transcript of Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte...

Page 1: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

1

Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019

Page 2: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

2

Deelnemers TOA DOT 2018-2019

Ans Assink, SG Marianum , Groenlo

Anja van Dijk, Lyceum De Grundel, Hengelo

Esther van der Heiden, CSG Het Noordik, Almelo

Graziella Barbaro, Carmel Hengelo/ Twickel College

Aline Hofman, OSG Het Erasmus, Almelo

Henriette klein Bluemink, Montessori College Twente, Hengelo

Hetty Lourens, Het Assink Lyceum, Neede

Robert Kramer, CSG Het Noordik, Almelo

Godfried HoogAntink, Montessori College Twente, Hengelo

De practica voorschriften zijn volgens een ‘Getting Practical’ format opgesteld. Met dank aan: Pre- U Leerlingen lab www.utwente.nl/onderwijs/pre-university/pre-u/leerlingenlab-vo

Page 3: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

3

Colofon

Blz:

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

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

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

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

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

Bloedgroepen………………………………………………………………………………………………………..….16

Alcoholbepaling mbv basische kaliumpermanganaat……………………………………………..….21

Chromatografie, blauw is niet altijd blauw…………………………………………………………………28

De regenboog…………………………………………………………………………………………………………….32

Page 4: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

4

TOA-Ontwikkelteam

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

Activiteiten

Binnen de TOA DOT werken we aan het verbeteren van bestaande

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

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

scheikunde, maar ook vakoverstijgend.

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

Doel / Resultaten

• een kenniskring van TOA’s opbouwen

• jezelf bijscholen

• een practica jaarboek afleveren

Waar en wanneer?

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

Informatie

www.utwente.nl/pro-u/docentenontwikkelteams

of mail naar [email protected]

Page 5: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

5

Electrolyse in druppelvorm.

Introductie:

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

- M.b.v. licht fotolyse

- M.b.v. warmte thermolyse

- M.b.v. elektriciteit elektrolyse

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

Lesorganisatie:

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

Apparatuur en materiaal:

Petrischaal met gaatjes aan de zijkant.

9 volt batterij met kapje en snoertjes

Krokodillenklemmetjes

Elektrodes van carbonfiber

Koperchloride-oplossing 1,0M

Page 6: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

6

TOA aanwijzingen en veiligheid:

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

Procedure:

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

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

koperchloride-oplossing.

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

elkaar niet raken.

Rood vormt de positieve pool, zwart de negatieve pool.

Het deksel wordt even op de petrischaal gelegd.

Beschrijf de waarnemingen voor tijdens en na de reactie.

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

Vragen:

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

Page 7: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

7

Enkele verdiepingsvragen

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

Docentaanwijzingen:

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

koperchloride.

2. Nikkel en chloor

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

oplossing. Dan ga je het elektrolyseren.

Antwoorden op de verdiepingsvragen: 1. Koper en chloor.

2. Chloor-gas, ruikt naar zwembad.

3. De elektrode is roodbruin geworden.

4. Koper.

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

6. Aan de minpool.

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

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

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

Verdere informatie:

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

Page 8: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

8

Druppelpracticum Elektrolyse.

Introductie

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

Lesorganisatie:

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

Page 9: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

9

Apparatuur en materiaal:

Druppelflesjes met oplossingen van:

Koperbromide 1,0M,

Kaliumjodide 0,1M opgelost in een zetmeeloplossing 1%

Zilvernitraat 1,0M

Natriumsulfaat 1,0M

Zinkchloride 1,0 M

Kaliumbromide 0,1M

Fenolftaleïen

Thymolblauw

Koolstof/potlood of carbon elektrodes

krokodillenbekjes

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

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

TOA-aanwijzingen en veiligheid:

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

De thymolblauw direct toevoegen bij 3.

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

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

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

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

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

Page 10: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

10

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

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

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

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

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

Waarnemingen (kleurveranderingen/ ontstaan gassen etc.) en halfreacties

1 koperbromide

2 kaliumjodide/ zetmeel

3 zilvernitraat thymolblauw aan oplossing

4 natriumsulfaat fenolftaleïen aan oplossing evt magneet gebruiken

onder petrischaaltje

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

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

Page 11: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

11

Per experiment op het werkblad invullen

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

Docentaanwijzingen: Antwoorden per experiment op het werkblad:

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

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

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

Br2 = 2 e-

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

Blauw roodbruin 2. K+ I- H2O

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

helder

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

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

H2(g) + 2 OH-

3. Ag+ NO3

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

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

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

Page 12: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

12

4. Na+ SO4

2- H2O

OX/RED

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

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

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

Rose 5. Zn2+ Cl- H2O

Ox RED OX/RED

ZnCl2 oplossing 0,1 M Beginoplossing kleurloos en helder

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

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

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

Blauw/zwart Ox.: Cl2 + 2 e-

2 Cl- 6. Cu2+ Cl- H2O

RED OX RED/OX RED

CuCl2- oplossing 1,0 M beginoplossing groen en helder

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

Page 13: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

13

Extra vragen bij de experimenten op het werkblad

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

2. Streep door en vul in:

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

Docentaanwijzingen: Antwoorden:

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

Page 14: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

14

Extra vragen ter verdieping:

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

a. Geef van beide cellen de aanwezige stoffen en ionen

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

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

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

e. Geef de twee halfreacties die plaatsvinden

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

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

deze cel

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

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

6. Kijk terug naar vraag 1 over elektrolyse

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

b. Is dat dezelfde elektrode als bij de stroom leverende cel? c. En dus

……………………………………………………………(vul zelf in)

7.

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

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

Page 15: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

15

Docentaanwijzingen:

Antwoorden op verdiepingsvragen. 3:

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

4:

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

5:

a. Dat is hier Cu2+ want elektronen staan in reactie links en worden dus opgenomen b. Het Cu2+ onttrekt elektronen uit de elektrode en dus blijven er te weinig over en dus is

elektrode positief 6:

a. De oxidator reageerde aan de negatieve pool want werd gedwongen om elektronen op te nemen.

b. Nee, want bij elektrolyse worden reacties gedwongen, want bij stroom leverende cel was dat positieve elektrode

c. En dus reageert de Oxidator bij de stroom leverende cel aan een ANDERE elektrode dan bij elektrolyse.

7:

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

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

Page 16: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

16

Practicum Bloed

Introductie:

Ieder jaar ontvangen zo’n 250.00 Nederlanders een bloedtransfusie. Dat betekent dat zij bloed krijgen van een bloeddonor. Een reden voor een bloedtransfusie kan een operatie of een ongeluk zijn waarbij de patiënt veel bloed verloren heeft. Het bloed kan dan met een bloedtransfusie aangevuld worden. Bij een bloedtransfusie is het belangrijk dat het donorbloed bij de ontvanger past. Daarom wordt van te voren de bloedgroep van de donor en de ontvanger getest. Dit gebeurt in een laboratorium. Rode bloedcellen bevatten bloedfactoren (antigenen). De bloedfactoren bepalen welke bloedgroep iemand heeft. Rode bloedcellen kunnen A en/of B bloedfactoren bevatten of geen van beide. Met de bloedgroep bepaling onderzoek je welke bloedfactoren (antigenen)aanwezig zijn op de rode bloedcellen van een patiënt of donor. Je gebruikt hiervoor een vloeistof, serum, die antistoffen bevat. Als de antistoffen niet op de bloedfactoren passen gebeurt er niets. Er ontstaat een probleem als ze wel passen, want dan gaat het bloed klonteren. Er zijn verschillende soorten antistoffen, anti-A en anti-B.

Bloedgroep A B AB O Bloedfactor op rode bloedcel

Antistoffen in bloed

Kan bloedcellen ontvangen van

A en O

B en O

A, B, AB en O

O

Kan bloedcellen geven aan

A en AB

B en AB

AB

A, B, AB en O

Onderzoeksvraag:

Je gaat van twee donoren en drie patiënten de bloedgroep bepalen. Dit is nodig om te kunnen beslissen welke patiënt bloed van welke donor kan ontvangen.

Page 17: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

17

Apparatuur en materiaal:

Gelamineerd werkblad

10 roerstaafjes

2 flesjes serum met antistoffen

(nep) bloed van 3 patiënten en 2 donoren

TOA aanwijzingen en veiligheid:

Omdat we bij dit practicum werken met kunstbloed zijn extra veiligheidsmaatregelen niet nodig. Het kunstbloed kun je maken op verschillende manieren.

Rode ecoline met glycerol, verhouding 1:1

0,1M Bietenroodoplossing

Oplossing van 100 mL demiwater met levensmiddel kleurstof en spatelpunt koffie,even laten trekken en dan af filtreren

Oplossing van 100 mL demiwater met shampoo kleurstof en spatelpunt koffie, even laten trekken en dan af filtreren.

Kijk zelf wat je het meest op bloed vind lijken, je kunt wat glycerol toevoegen om de oplossing wat dikker te maken. De reacties hebben soms even tijd, < 1minuut, nodig voordat je ze ziet.

Bloed Bloedgroep Oplossing

Donor 1 O Eén van de gemaakte bloedoplossingen

Donor 2 A 0,1 M MgSO4 in één van de gemaakte bloedoplossingen.

Patiënt 1 AB 0,1 M Na3PO4 in één van de gemaakte bloedoplossingen.

Patiënt 2 B 0,1 M BaCl2 in één van de gemaakte bloedoplossingen.

Patiënt 3 O Eén van de gemaakte bloedoplossingen

serum met antistoffen oplossing

A 0,1 M BaCl2

B 0,1 M MgSO4

Page 18: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

18

Lesorganisatie:

De proef kan individueel, maar ook in twee tallen uitgevoerd worden.

Procedure:

Gebruik het gelamineerde werkblad en roer steeds met een schoon cocktailprikkertje indien nodig!

Druppel één druppel van het bloed van patiënt 1 in elk vakje van het werkblad.

Voeg één druppel anti-A serum toe aan vakje A.

Meng met schoon roerstaafje.

Voeg één druppel anti-B serum toe aan vakje B.

Meng met schoon cocktailprikkertje.

Kijk of het bloed is gaan samenklonteren. Dit gaat het beste door naar + te kijken. Als het bloed niet samenklontert is + goed te zien.

Noteer de resultaten in de tabel bij resultaten

Herhaal de proef met: - het bloed van patiënt 2 - het bloed van patiënt 3 - het bloed van donor 1 - het bloed van donor 2

Spoel het werkblad goed af en maak ze droog voor je ze inlevert.

Resultaten:

Vraag: Aan welke patiënten mogen de donoren bloed geven?

Docentaanwijzingen:

Tabel

Anti A toegevoegd

Anti A klontert ja/nee

Anti B toegevoegd

Anti B klontert ja/nee

Bloedgroep A, B, AB,O

Patient 1

+

+

Patient 2

+

+

Patient 3

+

+

Donor 1

+

+

Donor 2

+

+

Page 19: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

19

met antwoorden

Antwoorden op de vraag:

Donor 1 mag bloed geven aan patient 1,2 en 3 Donor 2 mag bloed geven aan patient 1

Verdere informatie: Bron

Biologie voor jou. 4 VMBO KGT Thema 8 basisstof 6 op blz 144 t/m 148

Practicum “Bloed in actie”, De Praktijk, Sanquin

Bloed en transfusie, Carla de Rooij, OSG. de Ring van Putten, Spijkenisse

Nectar. 2a VWO/Gymnasium, Thema 3, basisstof 11

Anti A toegevoegd

Anti A klontert ja/nee

Anti B toegevoegd

Anti B klontert ja/nee

Bloedgroep A, B, AB,O

Patient 1 bloedgroep AB

+ klontert

+ klontert AB

Patient 2 bloedgroep B

+

+

klontert B

Patient 3 bloedgroep O

+

+ O

Donor 1 bloedgroep O

+

+ O

Donor 2 Bloedgroep A

+

klontert +

A

Page 20: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

20

Werkblad

Anti A toegevoegd

Anti A klontert ja/nee

Anti B toegevoegd

Anti B klontert ja/nee

Bloedgroep A, B, AB,O

Patient 1

+

+

Patient 2

+

+

Patient 3

+

+

Donor 1

+

+

Donor 2

+

+

Page 21: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

21

Alcoholbepaling door reactie met basisch kaliumpermanganaat

Introductie:

Je gaat het alcoholgehalte bepalen/controleren van oude jenever. Op het etiket van de fles staat 38vol% alcohol. Alcohol kan reageren met het permanganaation, MnO4

-. Dat gebeurt in de aanwezigheid van hydroxide-ionen, OH-. De volgende reactie vindt plaats:

CH3CH2OH (aq) + 2MnO4- (aq) + 2OH

- (aq)

CH3CHO (aq) + 2MnO4

2- (aq) + 2H2O (l)

paars groen

MnO4

- geeft een paars/violette kleur (zie tabel 65B uit de BINAS). MnO42- geeft een

groene kleur. Het ethanol, CH3CH2OH, wordt omgezet in ethanal, CH3CHO, een vergelijkbare omzetting vindt plaats in je lichaam. In deze proef ga je bepalen hoe lang deze omzetting duurt. We kiezen de omstandigheden van de proef zo dat de snelheid van de reactie bepaald wordt door de alcoholconcentratie. De reactiesnelheid van een reactie kan je op de volgende manier weergeven:

hoeveelheid stof die ontstaat

De reactiesnelheid = ________________________________

gemeten tijd

Hiervan maak je gebruik als je bij deze reactie de reactiesnelheid wilt bepalen. Je meet dan de tijd, die nodig is om de oplossing groen te kleuren. We gaan er vanuit dat als je de oplossing net groen ziet kleuren iedere keer dezelfde hoeveelheid MnO4

2- is ontstaan. Bij een korte tijd hoort een grote reactiesnelheid, omdat de hoeveelheid MnO4

2- in kortere tijd is ontstaan. Je kunt dit vergelijken met je tocht van school naar huis. Als je daar korter over doet, heb je sneller gefietst. De afstand ligt vast, die is altijd gelijk (mits je dezelfde route neemt). De reactiesnelheid is rechtevenredig met 1/tijd omdat de hoeveelheid permanganaat die omgezet wordt bij iedere proef gelijk is, alleen de tijd (in seconden) waarin dit gebeurt is anders. We stoppen de meting iedere keer als de oplossing waarneembaar groen is geworden.

reactiesnelheid ~ 1/t

Page 22: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

22

De reactiesnelheid hangt ook af van het alcoholconcentratie. Daartoe laten we iedere keer dezelfde hoeveelheid permanganaat reageren met een grotere overmaat alcohol. Gedurende de proef wordt de alcoholconcentratie als constant verondersteld. De hoeveelheid permanganaat die bij iedere proef wordt omgezet is hetzelfde. Daardoor hangt de snelheid van de omzetting (buiten de temperatuur) alleen af van gebruikte alcoholconcentratie. Door de proef bij verschillende alcoholconcentraties uit te voeren kunnen we een ijklijn opstellen waarbij de reactiesnelheid is uitgezet tegen de alcoholconcentratie.

Reactiesnelheid (s-1

) = constante ∙ [CH3CH2OH]

Lesorganisatie: De proef is beschreven voor de bepaling van het alcoholgehalte in oude jenever. Het kan ook toegepast worden op andere alcoholhoudende vloeistoffen, alleen moeten deze eerst worden gedestilleerd ( 2 maal of met vigreux). Als de leerlingen kunnen pipetteren is deze proef uit te voeren in 60 minuten. Indien er moet worden gedestilleerd, zijn er 2 lesuren nodig. Deze proef met vragen is geschreven voor 6 vwo leerlingen. De proef zelf is ook uit te voeren door lagere klassen, maar dan moeten de vragen worden aangepast.

Apparatuur en materiaal:

1vol% alcoholoplossing

Eigen destillaat of jenever

Demiwater 1,00M natronloog (Na+ (aq) + OH- (aq) ) 0,02 M kaliumpermanganaatoplossing, (K+ (aq) + MnO4

- (aq)) 100 mL erlenmeyer pipetten van 5, 10, 15 en 20 mL, dit kunnen evt ook maatcilinders zijn.

pipet waarmee 0,25 mL toegevoegd kan worden

Computer met Coach, dit als de bepaling met coach gemeten gaat worden.

TOA aanwijzingen en veiligheid:

Dit voorschrift kan zowel met als zonder computerprogramma gedaan worden. Als eerste is beschreven hoe je de bepaling kunt doen zonder computer. De kleur wordt op het oog beoordeeld. Gebruik je een computerprogramme, bv coach 7 of labquest dan zul je een programma moeten aanmaken om de meting te doen. Het afval, dat kaliumpermanganaat bevat moet afgevoerd worden bij de zware metalen. Voor de goede gang van zaken is het handig om te beginnen met het maken van de eerste oplossing. Als deze loopt, evt in het coachprogramma kan ondertussen de volgende gemaakt worden. Hierdoor gebruikt men de tijd zo optimaal mogelijk. Omdat deze proef gaat over concentraties, mag men de vloeistoffen na het pipetteren niet naspoelen. De goede volgorde is dus, ethanol, natronloog, water. Tot slot kan men de kaliumpermanganaatoplossing in de erlenmeyer brengen met een pipet. -

Page 23: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

23

Procedure:

Beschrijving voor de bepaling op het oog ijkreeks maken

Voeg volgens onderstaande tabel (A) de stoffen behalve de kaliumpermanganaat bij elkaar in een erlenmeyer van 100 mL

Tabel A

Aantal mL alcoholoplossing (1vol%)

H2O (mL)

1,0 M NaOH (mL)

0,02M KMnO4

(mL)

Vol % alcohol berekend

Tijd tot de oplossing groen kleurt (s)

Reactiesnelheid (1/t)

5 20 5 0,25

10 15 5 0,25

15 10 5 0,25

20 5 5 0,25

Voeg pas als laatste de kaliumpermanganaatoplossing toe en start direct de tijdsmeting met je telefoon of een stopwatch.

Je ziet de oplossing in de erlenmeyer veranderen van kleur.

Stop de tijd als de kleur niet meer verandert.

Dit doe je voor alle alcoholpercentages. Monster

Verdun je monster zodanig dat de alcoholconcentratie binnen de ijkreeks valt.

Voeg volgens onderstaande tabel (B) de stoffen behalve de kaliumpermanganaat bij elkaar in een erlenmeyer van 100 mL.

Tabel B

Aantal mL alcoholoplossing je eigen gedestilleerde alcohol

H2O (mL)

1,0 M NaOH (mL)

0,02M KMnO4

(mL)

Vol % alcohol berekend

Tijd tot de oplossing groen kleurt (s)

Reactiesnelheid (1/t)

1-25 24-0 5 0,25

Voeg pas als laatste de kaliumpermanganaatoplossing toe en start direct de tijdsmeting met je telefoon of een stopwatch.

Je ziet de oplossing in de erlenmeyer veranderen van kleur.

Stop de tijd als de kleur niet meer verandert.

Page 24: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

24

Beschrijving voor de bepaling met een computerprogramma: Voer de volgende acties uit:

- Start de computer met Coach op. - Sluit de spectrofotometer aan op Coach. - Kies 635nm als de in te stellen golflengte.

- Stel nieuw diagram in met C1: op x-as tijd 600 sec. C2: y-as extinctie. - In een 2e grafiek plaats je de afgeleide van het eerste diagram. - Kalibreer nu met een cuvet met demiwwater de spectrofotometer (op

nul zetten). Druk op CAL en wacht tot het rode lampje niet meer knippert.

-

Voeg volgens de tabel de stoffen bij elkaar in een 100mL erlenmeyer:

Voeg volgens onderstaand schema de oplossingen bij elkaar

Aantal mL H2O 1,0 M 0,02 M Vol % alc Tijd tot de Reactie-snelheid

alcohol (ml) NaOH KMnO4 berekend oplossing

oplossing (ml) (ml) groen kleurt = 1/ t

(1vol%) (sec)

5 20 5 0,25

10 15 5 0,25

15 10 5 0,25

20 5 5 0,25

- Voeg pas als laatste de kaliumpermanganaatoplossing toe en start

daarna gelijk de tijdsmeting op de computer. - Start de meting met coach (groene knop) - Homogeniseer de inhoud van de erlenmeyer en breng een gedeelte van

de oplossing over in de cuvet. Plaats de cuvet in de spectrofotometer en sluit de klep.

- Je ziet de oplossing in de erlenmeyer veranderen zodat je ook ziet wat in de cuvet gebeurd.

- Stop de meting zodra de absorptie maximaal is geworden. De computer stopt zelf na 10 minuten, maar je kunt zelf eerder afkappen. Let op de kleur in de erlenmeyer.

Page 25: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

25

Na groenkleuring is de reactie nog niet afgelopen (zie vraag 3). - Maak in Excel een grafiek met op de x-as het volume% alcohol en op de

y-as 1/t tijd (sec). Neem de oorsprong in je grafiek mee, immers.....? (zie vraag 1)

- Verdun je monster (oude jenever) dusdanig dat de alcoholconcentratie binnen de ijkreeks valt. Als het goed is weet je zelf hoe je moet verdunnen.

Noteer hieronder hoeveel keer je het monster verdund hebt: Verdunningsfactor monster: ………

Aantal mL H2O 1,0 M 0,02 M Tijd tot de Reactiesnelheid Vol% alc

monster (ml) NaOH KMnO4 oplossing berekend

(ml) (ml) groen kleurt = 1/ t

(sec)

25 0 5 0,25

Bepaal met behulp van je ijklijn het volume% alcohol van je verdunde monster en bereken vervolgens het vol% alcohol in je onverdunde monster.

Vragen bij de proef 1. Leg uit waarom de oorsprong onderdeel moet zijn van de grafiek in excel. 2. Geef van de reactie die plaatsvindt de twee halfreacties 3. Geef de redoxreactie met basisch kaliumpermanganaat als het gevormde

aldehyde verder reageert tot azijnzuur. 4. Bereken het alcohol percentage van de jenever en

geef een nauwkeurigheidsbeschouwing. 5. In Coach kun je kiezen uit 4 verschillende golflengten ( 430-470-565-635).

Waarom wordt er gekozen voor 635 nm als golflengte? Gebruik onderstaande afbeelding bij de uitleg.

6. Laat door middel van een berekening zien, dat de hoeveelheid ethanol in overmaat aanwezig is. Verklaar m.b.v. het deeltjesmodel, waarom de tijd afneemt als de ethanolconcentratie toeneemt.

Page 26: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

26

Docent aanwijzingen Antwoorden bij de vragen:

Er is geen ethanol aanwezig, dus er vindt geen reactie plaats. Dus reactiesnelheid =0 Of er is geen ethanol aanwezig, dus de tijd tot verkleuren is oneindig dit

betekent: 1: t

0

2. MnO4- (aq) + e

- MnO4

2- (aq) 2x

CH 3

-CH 2 OH(aq) + 2 OH

-(aq)

CH 3

CH=O(aq) + H 2 O (l) + 2 e

- 1x

2 MnO4

-(aq) + CH3CH2OH(aq)

2

MNO4

2-(aq) + CH3CH=O (aq) +

H2O(l)

3. MnO4- (aq) + e

- MnO4

2- (aq) 2 x

CH 3

CH=O(aq) + 2 OH

-(aq)

CH 3

COOH(aq) + H 2 O (l) + 2 e

- 1 x

2 MnO4

- + CH3CH=O + 2OH

-

2

MnO4

2- + CH3COOH +

H2O

4. Verdunning 100 % Volgens de fles bevat de oude jenever 38 % alc. Volgens de

berekening bevat de ijkreeks alcohol gehaltes van 0,165 tot 0,661 % . Voor de jenever geldt dat je de verdunde oplossing van de jenever verdund van 25 tot 30,25 mL. Dus gehalte maal 25 : 30,25 moet in dit gebied liggen. Uit grafiek volgt ethanolgehalte: ethanolgehalte x 30,25 : 25 x 100 = ethanolgehalte in fles oude jenever.

5. De oplossing wordt groen van kleur. Dit wil zeggen, dat de oplossing alle kleuren behalve groen adsorbeert. De complementaire kleur van groen is rood. De golflengte, waarbij rood het beste adsorbeert is ±700 nm. 635 is voor de spectrofotometer van coach de hoogst mogelijke golflengte.

6. Ik voer de berekening uit voor de eerste oplossing, hieruit volgen de andere

berekeningen vanzelf. De oplossing in de erlenmeyer bevat de volgende

hoeveelheden:

5 mL 1 % ethanol. (ethanol heeft een dichtheid van 0,80 g. mL-1, dat betekent

1ml

ethanol = 0,8 gram ethanol in 100 mL).

5 mL van deze oplossing bevat dus 40 mg: Methanol= 40 : 46,08 g.mol-1 = 0,868

mmol

ethanol in de erlenmeyer.

5 mL 1 M NaOH oplossing = 5 x 1 = 5 mmol Na+ + 5mmol

OH-

0,25 mL 0,02 M KmnO4 =0. 25 x 0,02 = 0,005 mmol K+ + 0,005

mmol Mno4 -

Ethanol(mmol) MnO4-(mmol) OH

-(mmol)

B 0.868 0.005 5

O 0.0025 0.005 0.005

E 0.08655 0.000 4.995

B = begin, O = overgang, E= eind

Page 27: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

27

Aangezien de reactie gaat om het bepalen van de hoeveelheid ethanol met behulp van basisch kaliumpermanganaat, verandert gedurende de reactie de hoeveelheid ethanol minimaal en is dus bijna constant. Indien er 2 x zoveel ethanol deeltjes in de oplossing aanwezig zijn, is de kans dat er een effectieve botsing plaatsvindt tussen een ethanol en een permanganaat deeltje 2x zo groot.

Verdere informatie Bron: NVOX juni 2011 : Een alternatieve bepaling van het alcoholgehalte. Tinka Hogeling en Joren Nooy/ Het Amsterdams Lyceum.

Page 28: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

28

Chromatografie – Blauw is niet altijd blauw

Introductie Chromatografie is een scheidingstechniek waarmee mengsels van verschillende stoffen gescheiden kunnen worden in de afzonderlijke componenten.

Geschiedenis chromatografie In het woord chromatografie herken je de griekse woorden chroma (=kleur) en grafein (=schrijven). Het principe waarop chromatografie berust, is ontdekt door de Russische bioloog Michail Tsvet. Hij ontdekte dat bladgroen uit verschillende componenten (pigmenten) bestaat, en dat je de componenten kunt scheiden met behulp van chromatografie. Deze techniek is ook uitgeprobeerd met andere mengsels. Verschillende mengsels kunnen met chromatografie ook goed gescheiden worden. Zo kunnen kleurstofmengsels, in bijvoorbeeld levensmiddelen, met papierchromatografie goed onderzocht worden.

In veel van onze levensmiddelen zit tegenwoordig een kleurstof om het product aantrekkelijker te maken voor de consument.

De snoepjes zouden wel erg saai zijn zonder een kleur, witte cola smaakt misschien wel hetzelfde als bruine cola, maar ziet er voor sommige mensen minder lekker uit.

We willen natuurlijk wel dat de kleurstoffen die toegevoegd worden niet schadelijk voor de gezondheid zijn. Daarom zijn fabrikanten verplicht om op hun producten te vermelden welke kleurstoffen ze toegevoegd hebben aan hun product. Als je op een verpakking kijkt zie je dat de kleurstoffen vermeld staan met een E-nummer, zo is bijvoorbeeld E-120, cochenille, een rode kleurstof, gewonnen uit schildluis. Deze kleurstof wordt vaak gebruikt in vruchtenyoghurt, drinkyoghurt, gummiebeertjes en ander snoep. Onze nieuwe voedsel en warenautoriteit (n-VWA) controleert of de fabrikant zich houdt aan de afspraken die er zijn voor wat betreft kleurstoffen.

De analisten bij de n-VWA kijken dus geregeld of de kleurstoffen die op de verpakking vermeld staan ook aanwezig zijn in het product; dit doen zij onder andere met behulp van papierchromatografie. Bij de chromatografietechniek zijn er twee fasen: een mobiele en een stationaire fase.

Page 29: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

29

Hier maakt de analist gebruik van om de kleuren te onderzoeken. De analist neemt een monster van de kleur van het levensmiddel en lost dit op in zo weinig mogelijk oplosmiddel. Een druppel van de oplossing brengt hij aan op een strook papier , waarop met een potlood een horizontale streep is gezet aan de onderkant van het papier. Dit opbrengen gebeurt met behulp van een capillair (een dun glazen buisje). Deze strook zet de analist in een bekerglas met een laagje vloeistof. De vloeistof wordt opgezogen door het papier en beweegt naar boven; we noemen de vloeistof daarom loopvloeistof. Als de vloeistof de kleurstip passeert, lost een gedeelte van de kleur op. Het blijkt dat niet iedere kleurstof even goed in de loopvloeistof oplost. Ook hecht niet iedere kleurstof even goed aan het papier. Dit betekent dat iedere stof met in zijn eigen snelheid ‘meeloopt’ met de loopvloeistof. Als de analist ziet dat er geen kleur meer ‘meeloopt’ met de vloeistof haalt hij de strook papier uit de vloeistof. Hij zet met potlood een streep tot waar de vloeistof ‘gelopen’ heeft.

De strook papier waarop na het drogen de verschillende kleuren te zien zijn, heet een chromatogram.

Lesorganisatie We gaan onderzoeken welke kleurstof er in het voorraadvaatje(=epje) met het vraagteken zit.

Apparatuur en materiaal

epjes met de volgende inhoud:

Kleurstof ?? Kleurstof E123 (=amarant) KleurstofE133(=briljantblauw) Kleurstof E151 (=briljantzwart)

Bekerglas

4 glazen capillairtjes

Lineaal

Potlood

Strook chromatografiepapier

Loopvloeistof

Toa aanwijzingen en veiligheid Benodigdheden:

Kleurstof E123 (amarant) Kleurstof E133 (briljant blauwFCF)

Kleurstof E151 (briljant zwartBN)

Epjes

Ammonia 25%

Natriumcitraatdihydraat

Page 30: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

30

Kleurstofoplossing maken: Weeg precies 50 mg kleurstof af.

Los op in een maatkolf van 100 mL in demiwater.

Deze oplossing is tenminste 2 jaar houdbaar. Loopvloeistof maken:

- Los 5 gram natriumcitraatdihydraat op in 150 mL water. - Voeg toe 55 mL ammonia 25%, meng en vul aan tot 250 mL en meng

opnieuw. De loopvloeistof dient vers te zijn, hetgeen wil zeggen dat de ammonia vlak voor gebruik toegevoegd wordt.

Onbekende mengstandaard: Er wordt een onbekende kleurstof gemaakt door kleurstof E123 en E133 te mengen en wel in de verhouding 2 staat tot 1. Dit wordt in een epje gedaan. De kleurstoffen worden afgevuld in epjes en de epjes worden gecodeerd Opmerking: Dit kun je natuurlijk ook met andere kleurstoffen doen maar deze geven een mooi resultaat

Procedure Schrijf zelf aan de hand van bovenstaand verhaal een goede werkwijze Schrijf puntsgewijs (net als in een recept) op welke handelingen je moet gaan verrichten. Teken het chromatogram na.

Vragen bij de proef 1. Leg uit wat in deze proef de mobiele fase is. 2. Leg uit wat in deze proef de stationaire fase is. 3. Waar komt de kleurstof terecht die goed in de loopvloeistof oplost en slecht

aan het papier hecht: hoog of laag in het chromatogram? Licht je antwoord toe.

4. Waarom zet je met een potlood een horizontale streep op je papier en niet met een pen?

Docent aanwijzingen

Dit experiment is geschikt voor de klassen 3 havo en vwo

Antwoorden bij de proef

1. De mobiele fase is de loopvloeistof, het is de bewegende fase. 2. De stationaire fase is het papier. 3. De kleurstof die goed in de loopvloeistof oplost en slecht aan het papier

adsorbeert komt hoog in het chromatogram terecht omdat het lang in de mobiele fase blijft zitten.

4. Penneninkt lost misschien ook op in de loopvloeistof en grafiet (waaruit de potloodstift bestaat) doet dat niet.

5. Het is een mengsel van E123 en E133. 6. Door of andere loopvloeistof of ander chromatografiepapier te kiezen. 7. Uit de kleurstoffen E123 en E133.

Page 31: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

31

Verdere informatie Verdieping De loopafstand (Rf-waarde) wordt berekend door voor ieder vlek de afgelegde afstand (A) te delen door de afstand tussen start en front (B). De Rf--waarde is bij een bepaalde tijd (T) en een bepaalde loopvloeistof kenmerkend voor een stof.

Rf waarde is de afgelegde weg van de vlek gedeeld door de afgelegde

weg van de loopvloeistof, Rf waarde = A/B

Verdiepingsvragen:

1. Bereken voor de kleurstoffen E123, E133 en E155 de Rf-waarde.

2. Bereken voor de afzonderlijke vlekken van de onbekende de Rf-waarde.

3. Beredeneer aan de hand van de berekende Rf-waardes uit welke kleurstoffen de onbekende bestaat.

4. Klopt dit met het antwoord dat je bij vraag 7 gegeven hebt?

Page 32: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

32

De Regenboog

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

Page 33: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

33

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

Page 34: Twents Meesterschap UT Enschede 23-01-2019...is te koop in diverse diameters, het hier gebruikte heeft diameter 2 mm. Bij Conrad zijn ook de kapjes voor de batterijen te koop. Procedure:

34

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.