Veiligheid en milieu - UvA · In het voorschrift staan onder het kopje “Gevaren en milieu”...
Transcript of Veiligheid en milieu - UvA · In het voorschrift staan onder het kopje “Gevaren en milieu”...
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Veiligheid en milieu
“Sola dosis facit venenum”
Philippus Aureolus Theophrastus Bombastus von Hohenheim (1493-1541), bekender
onder de wat kortere naam Paracelsus, zei al in de vijftiende eeuw dat niet de giftigheid
maar de dosis bepalend was voor het gevaar van een stof. Het werken op microschaal is
alleen al door de kleinere hoeveelheden chemicaliën veiliger dan het werken op
macroschaal. Hierdoor is het mogelijk om proeven die tot nu toe alleen als demonstratie
werden getoond zelf uit te voeren. Ook is het mogelijk om met stoffen te werken die de
leraar vroeger niet aan de leerlingen zou geven: een dobbelsteen natrium in de wasbak is
goed voor een keiharde knal, terwijl een speldenknop natrium hooguit een sisser geeft.
Toch betekent het werken op microschaal niet dat je zorgeloos of zelfs nonchalant aan de
slag kunt gaan. Een speldenknop natrium geeft misschien in de wasbak een onschuldige
sisser, maar richt heel wat meer schade aan als ’ie in je oog terecht komt. Ook op
microschaal blijft het dus uitkijken geblazen. Door zorgvuldig te werken bij de
verschillende stappen van een proef kan je risico’s voorkomen.
voorbereiding
➀ Lees voor je begint het hele voorschrift en de waarschuwingen die gegeven worden.
➁ Ga na met wat voor stoffen je werkt. In het voorschrift staan onder het kopje
“Gevaren en milieu” aanwijzingen als er met mogelijk gevaarlijke stoffen moet worden
gewerkt. Je kunt onbekende stoffen ook in de bundel Veilig practicum of in de
Chemiekaarten opzoeken, maar die hebben betrekking op grotere (liters) of veel grotere
(tankwagens vol) hoeveelheden.
➂ Zoek vooraf alle benodigdheden bij elkaar, zodat je tijdens de proef geconcentreerd
kunt werken.
uitvoering
➀ Geef al je spullen een goed plekje op tafel, zodat ze niet kunnen omvallen.
➁ Sluit potjes met chemicaliën als je ze niet gebruikt.
➂ Probeer niet om de vloeistof rechtstreeks uit een flesje in een nauwe hals te gieten
(uitzondering: druppelflesjes). Gebruik een trechter, een pasteurpipet, of een injectiespuit
om vloeistoffen over te brengen. Pipetteren nooit met je mond maar gebruik een
speentje.
➃ Ga voorzichtig om met het glaswerk, zodat je breuk voorkomt.
➄ De glimmende metalen delen van het verwarmingsapparaat worden bij gebruik zeer
heet!
persoonlijk bescherming
➀ Draag altijd een veiligheidsbril om je ogen te beschermen tegen spatten of brekend
glaswerk.
➁ Draag als het kan een laboratoriumjas. Die beschermt je kleren en kan snel worden
uitgetrokken.
➂ Draag bij echt vieze klusjes handschoenen.
➃ Draag dichte, leren schoenen.
opruimen
➀ Gooi afval op de juiste manier weg. In de voorschriften staat bij het kopje
“Opruimen” hoe en waar.
i
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Gebruikte symbolen
We hebben geprobeerd om de experimenten zo duidelijk mogelijk te beschrijven. Daarbij
hebben we een aantal symbolen gebruikt.
pas op!➣Soms moeten we je waarschuwen voor mogelijke gevaren, zoals de schadelijkheid van
gebruikte stoffen of de kans dat je iets breekt.
voorschrift ➀ ➁ ➂ ➃ ➄ ➅ ➆ ➇ ➈ ➉We hebben geprobeerd om de voorschriften in duidelijke stappen op te schrijven. Lees
altijd eerst het hele voorschrift door, zodat je weet hoe de stappen op elkaar volgen. Lees
tijdens de uitvoering van een proef telkens de hele stap voor je hem zet.
benodigdheden �Alle benodigdheden, behalve statief, mannetjes en verwarmingsapparaat worden stuk voor
stuk opgesomd. Eerst noemen we de chemicaliën, daarna het benodigde glaswerk.
vragen ✐Elke proef bevat een aantal vragen: vragen vooraf, om te zorgen dat je goed weet wat je
gaat doen, en vragen achteraf. Of je de antwoorden moet opschrijven en in een verslag
moet verwerken hoor je van je docent.
recycling bij opruimen ✃Vaak betekent opruimen weggooien. Op microschaal zijn het gelukkig kleine
hoeveelheden. Ongevaarlijk afval kan in de prullenbak of de gootsteen, maar vaak moet
het afval in een chemisch-afvalvat. We noemen er vier:
zware metalen (ZM)
overige anorganische stoffen (OAS)
halogeenhoudende organische stoffen (HOS)
overige organische stoffen (OOS).
Hoewel het steeds om kleine hoeveelheden gaat, is het mooier als we de chemicaliën
kunnen hergebruiken: dat spaart geld en het milieu.
ii
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Kennismaken met hetmicroschaalglaswerk 1
1. Inleiding
Voor je ligt een koffertje met microschaalglaswerk. Misschien herken je sommige
onderdelen: erlenmeyers, reageerbuisjes, kolven… Je ziet dan ook dat alles wat kleiner is
dan je gewend bent.
Waarom moet het ineens kleiner? Het gewone glaswerk is toch ook goed?
Inderdaad: dat is ook goed. Zo goed, dat daar al jaren mee wordt gewerkt op scholen, en
op chemische laboratoria van universiteiten en bedrijven. Er is echter een ‘maar’.
Zoals je ziet past dit microschaalglaswerk in een klein koffertje: in feite zit bijna alles
erin wat je nodig hebt om tientallen proeven te doen! Het glaswerk is klein en er gaat
maar weinig in. Dat betekent dat je minder chemicaliën kunt gebruiken. En dat kost
minder geld, en is bovendien veiliger. Daardoor kan je veel proeven die nu als
demonstratie worden uitgevoerd zelf doen. En als je minder chemicaliën gebruikt, hoef je
ook minder als afval weg te gooien. Dat is ook een voordeel. Ook gaat alles wat sneller,
omdat je minder materiaal hebt om te verwarmen. Om die redenen gaan we van ‘macro’
naar ‘micro’. Dat betekent niet dat je nooit meer proeven op macroschaal zult doen, want
soms is het in het groot leuker of makkelijker.
ml0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
4 5
4.0
3 5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.75
0.5
4 5
4.0
3 5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.75
0.5
4 5
4.0
3 5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.75
0.5
4 5
4.0
3 5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.75
0.5
4 5
4.0
3 5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.75
0.5
Kennismaken-1
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
2. Het glaswerk
In het koffertje met glaswerk vind je allerlei onderdelen. Het is handig als je daar de naam
van weet, zodat je de instructies kunt begrijpen.
➀ Pak de verschillende onderdelen uit het koffertje en zoek in onderstaande lijst hun
naam op. Tussen haakjes staat het aantal dat je in het koffertje moet vinden.
A. T-stuk (1)
B. afzuigring (1)
C. thermometermanchet (1)
D. centrifugebuis, 15 ml, met deksel (1)
E. chromatografiekolom (1)
E1. vultrechter (1)
E2. glazen kolom (1)
E3. filtertip (1)
F. kraantje (1)
G. staafje (1)
H. verbindingsstuk (3)
I. destillatiekolom, terugvloeikoeler (1)
J. destillatieopzet (1)
K. korthalskolf, 5 ml (1)
L. langhalskolf, 5 ml (1)
M. erlenmeyer, 10 ml (3)
N. afzuigerlenmeyer, 25 ml (1)
O. filtertrechter (1)
P. reageerbuisje, 10 × 100 mm (5)
Q. spatel (1)
R. septum (2)
S. injectiespuit, 1 ml (1)
T. slang (60 cm)
V. roermagneet (1)
injectienaald, dik (1)
injectienaald, dun (1)
thermometer, -10°C - +250°C (1)
Zoals je ziet, zit aan allerlei onderdelen (A, I, J, K, L en P) een klein randje. Dat randje
is zo gemaakt dat de kunststof onderdelen (C en H) er goed op aansluiten.
➁ Probeer maar eens een verbindingsstuk op een kolf te zetten.
➣ Pas op!
Als je twee stukken glaswerk aan elkaar vast wilt maken, moet je zorgen dat de
glasranden elkaar bij het monteren niet raken.
Kennismaken-2
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
KKKKNNNNAAAARRRRSSSS!!!!
➂ Probeer een ander stuk glaswerk er aan vast te maken.
➣ Pas op!
Ook bij het losmaken van het glaswerk moet je opletten dat de glasranden niet tegen
elkaar drukken. Je kunt dat doen door in elke hand een stuk glaswerk vast te pakken en je
duimen tegen het verbindingsstuk te zetten. Gebruik je duimen als scharnierpunt, net
alsof je een houtje doorbreekt.
➃ Maak de verbindingen weer los.
Na afloop van een practicum moet al het glaswerk weer schoon en droog in het koffertje
terug, zodat ook de volgende groep met schoon glaswerk kan beginnen.
Kennismaken-3
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
3. Het verwarmingsapparaat
Als warmtebron wordt geen gasvlam, maar een elektrisch verwarmingsapparaat gebruikt.
Dat bestaat uit
2D
A B C
A. een aluminium blok waar zand in zit (het ‘zandbad’),
B. een metalen schacht die met een mannetje aan een statief wordt bevestigd,
C. een handvat, en
D. een snoer met dimmer.
➣ Pas op!
De metalen schacht en het aluminium blok worden bij gebruik zeer heet! Je kunt er je
vingers lelijk aan branden!
Het veiligst werk je met een verwarmingsapparaat dat zo laag mogelijk aan het statief is
bevestigd. Laat het daar zitten, want op den duur wordt ook het mannetje warm.
Het verwarmingsapparaat kan met de dimmer worden geregeld. In stand 0 is het apparaat
uitgeschakeld, in stand 9 staat het op vol vermogen.
Kennismaken-4
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
4. Oefeningen met het verwarmingsapparaat
1. Bepalen van de karakteristieken van het verwarmingsapparaat
Inleiding Als je een koud verwarmingsapparaat inschakelt wordt het
steeds heter. Toch zal de temperatuur niet eindeloos oplopen.
Door contact met de omringende lucht, en met de op te
warmen kolfjes wordt warmte afgevoerd. Er ontstaat een
evenwicht tussen opwarming en afkoeling. Door de dimmer
in een hogere of lagere stand te zetten kun je regelen bij
welke temperatuur dat evenwicht ongeveer komt te liggen.
Bij deze oefening meet je elke minuut de temperatuur van
een opwarmend zandbad.
Benodigdheden � Verwarmingsapparaat
� Statief
� Zand
� Thermometer
Voorschrift ➀ Bevestig het verwarmingsapparaat aan het statief. Vul
het aluminium blokje met zand. Het hoeft niet helemaal vol:
tot ongeveer een millimeter onder de rand is genoeg. Steek
het gehele reservoir van de thermometer in het koude zand.
➣ Pas op! Je moet altijd een thermometer gebruiken die
geschikt is voor de te meten temperaturen. Stop de meting
dus als de temperatuur het maximumbereik van de thermo-
meter nadert, en haal de thermometer uit het zand.
➁ Stel de dimmer in op een bepaalde stand (1…9). Als
deze proef klassikaal wordt uitgevoerd kunnen de verschillen-
de groepen elk bij een andere stand meten.
➂ Meet gedurende 15 minuten elke minuut de temperatuur
van het zand. Zet de gemeten waarden in een tabel.
➃ Wissel je metingen uit met de andere groepen.
➄ Zet de resutaten in een grafiek.
Kennismaken-5
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
✐ 1. Als je werkelijk de karakteristieken van jouw verwar-
mingsapparaat wilt meten, moet je telkens afkoelen tot de
begintemperatuur en de meting op een andere stand herhalen.
Welke veronderstelling wordt gebruikt bij de klassikale
meting?
✐ 2. Stel, je wilt het zand tot 100°C verwarmen en op die
temperatuur houden, hoe zou je dat aanpakken?
Kennismaken-6
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
4. Oefeningen met het verwarmingsapparaat
2. Regelen van de warmtetoevoer
Inleiding Je kunt de warmtetoevoer naar een reageerbuis of kolf regelen
door het contact met het zand te veranderen: veel contact =
veel warmtetoevoer; weinig contact = weinig warmtetoevoer.
Benodigdheden � Verwarmingsapparaat
� Statief
� Zand
� Thermometer
� Water
� Kooksteentje
Voorschrift ➀ Zet het verwarmingsapparaat aan op stand 9. Bevestig
een reageerbuis aan het verbindingsstuk met staafje en hang
het geheel aan je statief.
➁ Breng 1 ml water en een kooksteentje in de reageerbuis.
➂ Laat de buis in het hete zand zakken, en verhit tot het
water kookt.
➃ Regel nu de heftigheid van het koken door de buis meer
of minder in contact met het zand te brengen. Dat kan op
twee manieren:
1. duw de buis dieper in het zand of trek hem omhoog;
2. schuif met je spatel zand tegen de buis of schuif het zand
juist weg.
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.75
0.5
1.0
0.75
0.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.75
0.5
normale insteek diepte zand ophogenheftiger koken
zand weggravenrustiger koken
✐ 3. Welke manier van regelen gaat sneller: dimmerstand
veranderen of contact veranderen?
Kennismaken-7
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
5. Afwegen en afmeten van chemicaliën
Inleiding
Bij de microschaalexperimenten gebruik je kleine hoeveelheden chemicaliën, vooral vaste
stoffen en vloeistoffen. De nauwkeurigheid waarmee je moet afwegen of afmeten
verschilt van proef tot proef. De keurigheid waarmee je het moet doen is altijd gelijk:
zonder morsen.
De hals van de kolfjes of de reageerbuisjes is veel te nauw om direct uit een voorraadfles
porties stof over te brengen. Om morsen te voorkomen heb je daarom meestal een
hulpmiddel nodig.
Voor vaste stoffen is dat meestal de spatel:
Voor zowel vaste stoffen als vloeistoffen is dat de vultrechter:
Voor vloeistoffen is dat de Pasteurpipet of de injectiespuit:
ml
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Hoe nauwkeurig?
De nauwkeurigheid waarmee je een hoeveelheid stof moet afmeten of afwegen staat
meestal in het voorschrift bij de proef. Als vuistregel kan gelden: als je kwantitatief wilt
werken, dan moet je heel nauwkeurig afmeten of afwegen. Als je kwalitatief wilt werken
hoeft het niet zo nauwkeurig. Onder kwantitatief werken valt bijvoorbeeld het doen van
een bepaling, zoals een titratie.
Hieronder staan een paar manieren voor het afwegen van vaste stoffen en het afmeten van
vloeistoffen.
Kennismaken-8
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Vaste stoffen
spatelpunt
Vaak heb je een klein beetje vaste stof nodig, en is het niet van belang precies te weten
hoeveel. Een spatelpunt is dan een gebruikelijke maat. Dat betekent dus niet dat je de
spatel zo vol mogelijk schept; het betekent zoveel als nodig is om het gebogen deel van
de spatel te bedekken. Een erg onnauwkeurige maat dus, want de ronde punt en de scherpe
punt verschillen nogal.
afmeten
In een enkel geval is het niet van belang hoeveel een vaste stof weegt, maar heb je een
bepaald volume nodig. Meestal gaat het dan om een poeder. Je kunt dat dan met behulp
van spatel en vultrechter in een reageerbuisje of kolom brengen en de hoogte aflezen.
afwegen
Op een bovenweger kan je tot 0,01 gram (10 milligram) aflezen, op een analytische
balans tot 0,0001 gram (0,1 milligram). Je mag de af te wegen stof nooit direct op de
schaal leggen: gebruik dus een weegpapiertje (een speciaal soort glad papier) of weeg
direct af in het kolfje of reageerbuisje dat je wilt gebruiken. In sommige gevallen kun je
het apparaat tarreren (op nul zetten met een leeg kolfje op de schaal), in andere gevallen
moet je eerst het lege kolfje wegen en het gewicht later van kolfje met inhoud aftrekken.
Vloeistoffen
druppel
Een druppel heeft een volume van ongeveer 0,05 ml, afhankelijke van de vloeistof en het
tuitje waar de druppel in wordt gevormd. Bij een vluchtige vloeistof kan de druppel
(deels) verdampen voordat hij in het kolfje terecht komt. Je kunt druppels maken met een
pasteurpipet, injectiespuit, of druppelflesje.
afmeten
Er is veel glaswerk met een maatstreep of een maatverdeling, het zogenaamde
volumetrische glaswerk. Een opsomming in toenemende nauwkeurigheid.
erlenmeyers en bekerglazen
Op erlenmeyers en bekerglazen staat vaak een maatverdeling. Deze is niet erg
nauwkeurig.
reageerbuisjes
In het koffertje met glaswerk zitten reageerbuisjes met een maatverdeling. Deze is
nauwkeurig genoeg voor aantoningsreacties; je kunt een milliliter vloeistof afmeten
waaraan je dan een druppel reagens toevoegt.
Kennismaken-9
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
maatcilinder
Een maatcilinder is goed bruikbaar als je snel een hoeveelheid vloeistof wilt afmeten,
bijvoorbeeld om er een verdunde oplossing van te maken waarmee je later geen bepaling
wilt doen.
injectiespuit
In het koffertje met glaswerk zitten twee injectiespuiten: een van 1 ml met een
maatverdeling in 0,01 ml en een van 3 ml met een maatverdeling in 0,1 ml. Voor de
hoeveelheden die je op microschaal moet afmeten zijn ze erg handig. De nauwkeurigheid
kan worden vergroot door het veschil tussen een volle en een lege spuit te wegen.
maatkolf
Met een maatkolf kun je nauwkeurig een vast volume afmeten. Elke maatkolf is geijkt:
de maatstreep wordt apart op elke kolf gezet. Voor elk volume heb je een andere maatkolf
nodig. Er zijn diverse maten; voor microschaal moet je denken aan 10, 20, 25, 50 en 100
ml. De maatkolf wordt gebruikt om een oplossing of verdunning te maken die je bij een
bepaling wilt gebruiken.
maatpipet en volpipet
Op een maatpipet (ook wel verdeelpipet genoemd) staat een maatverdeling. Op een
volpipet staat een maatstreep, te vergelijken met de maatkolf.
gebruik van volumetrisch glaswerk
In de scheikundeboeken voor de vijfde klas wordt uitgebreid ingegaan op het gebruik van
volumetrisch glaswerk.
afwegen
Vloeistoffen kunnen, evenals vaste stoffen, worden afgewogen. Je kunt eerst een leeg
kolfje wegen, daarna de vloeistof toevoegen en het gevulde kolfje weer wegen, maar je
kunt ook wegen hoeveel je uit een injectiespuit hebt gespoten. Wegen is erg nauw-keurig.
Kennismaken-10
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Overzicht van de gebruiktechemicaliën 2
Op de volgende bladzijden staat een overzicht van de bij de experimenten uit deze bundel
gebruikte chemicaliën. In het overzicht zijn de chemicaliën gerangschikt naar hun
voorkeursnaam.
Omdat in de literatuur (tabellenboeken, Chemiekaarten, oudere schoolboeken) vaak
andere namen worden gebruikt, hebben we ook een aantal synoniemen en Engelse namen
opgenomen.
Voorts vermeldt de tabel de moleculaire massa (in gram per mol), de dichtheid (in gram
per milliliter), het smeltpunt, en het kookpunt (beide in °C).
Tenslotte staan de R(isk)- en S(avety)-zinnen vermeld.
Overzicht-1
Voo
rkeu
rsna
amSy
noni
emen
Eng
else
naa
mF
orm
ule
Mol
. mas
sa (
g/m
ol)
Dic
hthe
id (
g/m
l)Sm
eltp
unt (
°C)
Koo
kpun
t (°C
)R
-zin
nen
S-zi
nnen
alum
iniu
mox
ide
alum
ina
alum
inum
oxid
eA
l 2O3
101,
963,
97ca
. 20
15ca
. 30
0020
-37
22-3
8-36
benz
eenc
arbo
nzuu
rbe
nzoë
zuur
benz
oic
acid
C6H
5CO
2H12
2,13
122,
1324
920
/21/
22-4
2/43
-36/
37/3
826
-36
broo
mbr
omin
eB
r 215
9,81
3,11
9-7
,258
,78
26-3
5(1
/2-)
7/9-
26-4
5
buta
anzu
urbo
terz
uur,
prop
aanc
arbo
nzuu
rbu
tyri
c ac
idC
H3(
CH
2)2C
O2H
88,1
20,
9577
-4,5
165,
534
(1/2
-)26
-36-
45
1-bu
tano
ln-
buta
nol
1-bu
tano
lC
H3(
CH
2)3O
H74
,12
0,80
98-8
9,5
117,
210
-20
16
2-bu
tano
lse
c-bu
tano
l2-
buta
nol
CH
3CH
2CH
(OH
)CH
374
,12
0,80
63-8
999
,510
-20
(2-)
16
2-bo
rnan
onka
mfe
r, 2
-kam
fano
n,1,
7,7-
trim
ethy
lbic
yclo
(2,2
,1)h
epta
non-
2
cam
phor
C10
H16
O15
2,24
0,99
017
8,8
204
(5)
11-2
0/21
/22-
36/3
7/38
16-2
6-36
/37/
39
chro
om(V
I)ox
ide
chro
omtr
ioxi
de,
chro
omzu
urch
rom
ium
tri
oxid
e,ch
rom
ic a
nhyd
ride
CrO
399
,99
2,70
196
198
(4)
49-8
-25-
35-4
353
-45
cycl
ohex
aan
cycl
ohex
ane
C6H
12
84,1
60,
7785
6,5
80,7
119-
16-3
3
1,4-
dich
loor
benz
een
para
-dic
hloo
rben
zeen
1,4-
dich
loro
benz
ene
1,4-
Cl 2-
C6H
414
7,01
1,24
7553
,117
422
-36/
38(2
-)22
-24/
25-4
6
dich
loor
met
haan
met
hyle
ench
lori
de,
freo
n30
dich
loro
-met
hane
CH
2Cl 2
84,9
31,
3266
-95,
140
40(2
-)23
-24/
25-3
6/37
3,7-
dihy
dro-
1,3,
7-tr
imet
hyl-
1H-p
urin
e-2,
6-di
on
caff
eïne
caff
eine
C8H
10N
4O2
194,
201,
2323
817
8 (5
)25
45
etha
anzu
uraz
ijnz
uur
acet
ic
acid
CH
3CO
2H60
,05
1,04
916
,611
7,9
10-3
523
-26-
45
etha
nol
wij
ngee
st,
alco
hol,
ethy
lalc
ohol
etha
nol,
alc
ohol
CH
3CH
2OH
46,0
20.
7893
-117
,378
,511
(2-)
7-16
etho
xyet
haan
diet
hyle
ther
, et
her
ethy
l et
her
C2H
5O C
2H5
74,1
20,
7138
-116
,234
,512
-19
(2-)
9-16
-29-
33
feny
l-m
etha
nol
benz
ylal
coho
lbe
nzyl
alco
hol
C6H
5CH
2OH
108,
151,
0419
-15,
320
5,3
20/2
226
2-hy
drox
y-be
nzee
ncar
bonz
uur
2-hy
drox
yben
zoëz
uur,
sali
cylz
uur
2-hy
drox
yben
zoic
aci
d,sa
licy
lic
acid
2-H
OC
6H4C
O2H
138,
121,
443
159
211
(5)
20/2
1/22
-36/
37/3
8-40
26-3
6-22
jood
jodi
umio
dine
I 225
3,81
4,93
113,
518
4,35
20/2
1(2
-)23
-25
kali
umdi
chro
maa
tpo
tass
ium
dic
hrom
ate
K2C
r 2O7
294,
182,
676
398
500
(3)
8-23
/24/
25-3
4-45
53-1
7-26
-27-
36/3
7/39
kali
umjo
dide
pota
ssiu
m i
odid
eK
I16
6,00
3,13
681
1330
63-4
2/43
-36/
37/3
822
-26-
36
kali
umpe
rman
gana
atpo
tass
ium
per
man
gana
teK
MnO
415
8,03
2,70
324
0 (2
)8-
23/2
4/25
-36/
37/3
8 17
-26-
27-3
6/37
/39
kool
stof
acti
eve
kool
,ge
acti
veer
de k
ools
tof,
‘nor
it’
carb
onC
12,0
110,
25-0
,630
0 (1
)20
-36/
37/3
822
-26-
36
kope
rsul
faat
wit
kop
ersu
lfaa
tan
hydr
ous
copp
er s
ulfa
teC
uSO
415
9,60
3,60
320
065
0 (3
)22
-36/
3822
Voo
rkeu
rsna
amSy
noni
emen
Eng
else
naa
mF
orm
ule
Mol
. mas
sa (
g/m
ol)
Dic
hthe
id (
g/m
l)Sm
eltp
unt (
°C)
Koo
kpun
t (°C
)R
-zin
nen
S-zi
nnen
met
haan
zuur
mie
renz
uur,
wat
erst
ofca
rbon
zuur
form
ic a
cid
HC
O2H
46,0
31,
220
8,4
100,
735
23-2
6-45
met
hano
lho
utge
est,
met
hyla
lcoh
olm
etha
nol
CH
3OH
32,0
40,
7914
-93,
965
,15
11-2
3/25
(1/2
-)7-
16-2
4-45
met
hylb
enze
en
tolu
een,
fen
ylm
etha
anto
luen
eC
6H5C
H3
92,1
50,
8669
-95
110,
611
-20
16-2
5-29
-33
2-m
ethy
l-1-
prop
anol
isob
utan
ol2-
met
hyl-
1-pr
opan
ol(C
H3)
2CH
OH
74,1
20,
8018
108
10-2
016
2-m
ethy
l-2-
prop
anol
tert
-but
anol
, te
rt-
buty
lalc
ohol
2-m
ethy
l-2-
prop
anol
(CH
3)3C
OH
74,1
20,
7887
25,5
82,3
11-2
0(2
-)9-
16
3-m
ethy
l-1-
buta
nol
iso-
amyl
alco
hol
3-m
ethy
l-1-
buta
nol
(CH
3)2C
H(C
H2)
2OH
88,1
50,
8092
128,
510
-20
(2-)
24/2
5
naft
alee
nna
ftal
ine,
tee
rkam
fer
naph
thal
ene
C10
H8
128,
191,
0253
80,5
218
45-1
1-20
/21/
22-3
6/37
/38-
4353
-16-
45-2
6-36
/37/
39
natr
ium
sodi
umN
a22
,99
0,97
98,8
882,
914
/15-
34(1
/2-)
5-8-
43-4
5
0,1
M n
atro
nloo
g0,
1 M
nat
rium
hydr
oxid
eop
loss
ing
sodi
um h
ydro
xide
solu
tion
NaO
H (
aq)
40,0
0 (6
)1,
0036
/38
26-3
7/39
-45
octa
ann-
octa
anoc
tane
CH
3(C
H2)
6CH
311
4,23
0,70
25-5
6,8
125,
711
(2-)
9-16
-29-
33
1-oc
tano
lca
pryl
alco
hol
1-oc
tano
lC
H3(
CH
2)7O
H13
0,23
0,82
7-1
6,7
194,
420
/21/
22-3
6/37
/38-
4326
-36/
37
1-oc
teen
n-oc
teen
, ca
pryl
een,
α-
octy
leen
1-oc
tene
CH
3(C
H2)
5CH
CH
211
2,22
0,71
49-1
01,7
121,
310
-20/
22-3
6/37
/38
16-2
6-36
1-oc
tyn
1-oc
tyne
CH
3(C
H2)
5CC
H11
0,20
0,74
61-7
9,3
125,
211
-36/
37/3
816
-26-
36/3
7/39
prop
aanz
uur
prop
ionz
uur,
etha
anca
rbon
zuur
prop
anoi
c ac
idC
H3C
H2C
O2H
74,0
80,
9930
-20,
814
134
(1/2
-)23
-26-
45
1-pr
opan
oln-
prop
anol
,pr
opyl
alco
hol
1-pr
opan
olC
H3C
H2C
H2O
H60
,11
0,80
35-1
26,5
97,4
117-
16
0,5
M s
alpe
terz
uur
nitr
ic a
cid
solu
tion
HN
O3
(aq)
63,0
1 (6
)1,
035
23/2
4/25
-34
26-4
5-36
/37/
39
zink
chlo
ride
zinc
chl
orid
eZ
nCl 2
136,
292,
9128
373
234
(1/2
-)7/
8-28
-45
zout
zuur
(37
%)
geco
ncen
tree
rd z
outz
uur
hydr
ochl
oric
aci
dH
Cl
(aq)
36,4
6 (6
)1,
1834
-37
26-4
5
zwav
elzu
ur (
95%
)ge
conc
entr
eerd
zwav
elzu
ursu
lfur
ic a
cid
H2S
O4
98,0
71,
841
1129
035
(1/2
)26-
30-4
5
1 M
zw
avel
zuur
sulf
uric
aci
dH
2SO
4 (a
q)98
,07
(6)
1,01
049
-23/
24/2
5-36
/37/
3853
-23-
45-3
6/37
/39-
3/7
(1)
zelf
ontb
rand
ings
tem
pera
tuur
(2)
ont
leed
t be
nede
n he
t sm
eltp
unt
(3)
ontl
eedt
(4)
ont
leed
t be
nede
n he
t ko
okpu
nt (
5) s
ubli
mee
rt (
6) m
olec
ulai
re m
assa
van
de
opge
lost
e st
ofL
iter
atuu
r: H
andb
ook
of C
hem
istr
y an
d P
hysi
cs,
66e
ed.
3e d
ruk,
(19
86);
Che
mie
kaar
ten
11e
ed.
(199
5);
Ald
rich
Cat
alog
Han
dboo
k of
Fin
e C
hem
ical
s 19
96-1
997.
Ov
erz
ich
t v
an
R-
en
S-z
inn
en
Vol
gens
het
Bes
luit
ve
rpak
king
en
aa
ndui
ding
mil
ieug
evaa
rlij
ke
stof
fen,
beh
oren
de b
ij d
e W
etm
ilie
ugev
aarl
ijke
sto
ffen
, m
oete
n op
de
etik
ette
nva
n de
ver
pakk
ing
van
een
stof
de
juis
te s
ymbo
len
en R
(isk
)- e
n S
(afe
ty)-
zinn
en z
ijn
aang
ebra
cht.
R-z
inne
n ge
ven
bijz
onde
re g
evar
en a
an;
S-z
inne
nge
ven
veil
ighe
idsa
anbe
veli
ngen
aan
.D
e zi
nnen
zij
n hi
erna
ast
op n
umm
er g
eran
gsch
ikt.
We
geve
n al
leen
de
enke
lvou
dige
zin
nen.
De
ge-
com
bine
erde
zin
nen
zijn
een
voud
ig a
f te
lei
den
uit
de e
nkel
voud
ige
zinn
en.
Voo
rbee
lden
:R
20
/21/
22:
Sch
adel
ijk
bij
inad
emin
g,
opna
me
door
de
mon
d en
aan
raki
ng m
et d
e m
ond.
S
20/2
1:
Nie
t et
en,
drin
ken
of
roke
n ti
jden
sge
brui
k.
R-z
inn
en
(a
an
du
idin
g g
ev
are
n)
R 1
In d
roge
toe
stan
d on
tplo
fbaa
rR
2O
ntpl
offi
ngsg
evaa
r do
or s
chok
, w
rijv
ing,
vuu
r of
and
ere
onst
ekin
gsoo
rzak
enR
3E
rnst
ig o
ntpl
offi
ngsg
evaa
r do
or s
chok
, w
rijv
ing,
vuu
r of
and
ere
onts
teki
ngsb
ronn
enR
4V
orm
t m
et m
etal
en z
eer
gem
akke
lijk
ont
plof
bare
ver
bind
inge
nR
5O
ntpl
offi
ngsg
evaa
r do
or v
erw
arm
ing
R 6
Ont
plof
baar
met
en
zond
er l
ucht
R 7
Kan
bra
nd v
eroo
rzak
enR
8B
evor
dert
de
verb
rand
ing
van
bran
dbar
e st
offe
nR
9O
ntpl
offi
ngsg
evaa
r bi
j m
engi
ng m
et b
rand
bare
sto
ffen
R 1
0O
ntvl
amba
arR
11
Lic
ht o
ntvl
amba
arR
12
Zee
r li
cht
ontv
lam
baar
R 1
3O
ntvl
amba
ar s
amen
gepe
rst
gas
R 1
4R
eage
ert
heft
ig m
et w
ater
R 1
5V
orm
t li
cht
ontv
lam
baar
gas
in
cont
act
met
wat
erR
16
Ont
plof
fing
sgev
aar
bij
men
ging
met
oxy
dere
sto
ffen
R 1
7S
pont
aan
ontv
lam
baar
in
luch
tR
18
Kan
bij
geb
ruik
een
ont
vlam
baar
/ont
plof
baar
dam
p-lu
chtm
engs
el v
orm
enR
19
Kan
ont
plof
bare
per
oxyd
e vo
rmen
R 2
0S
chad
elij
k bi
j in
adem
ing
R 2
1S
chad
elij
k bi
j aa
nrak
ing
met
de
huid
R 2
2S
chad
elij
k bi
j op
nam
e do
or d
e m
ond
R 2
3V
ergi
ftig
bij
ina
dem
ing
R 2
4V
ergi
ftig
bij
aan
raki
ng m
et d
e hu
idR
25
Ver
gift
ig b
ij o
pnam
e do
or d
e m
ond
R 2
6Z
eer
verg
ifti
g bi
j in
adem
ing
R 2
7Z
eer
verg
ifti
g bi
j aa
nrak
ing
met
de
huid
R 2
8Z
eer
verg
ifti
g bi
j op
nam
e do
or d
e m
ond
R 2
9V
orm
t ve
rgif
tig
gas
in c
onta
ct m
et w
ater
R 3
0K
an b
ij g
ebru
ik l
icht
ont
vlam
baar
wor
den
R 3
1V
orm
t ve
rgif
tigd
e ga
ssen
in
cont
act
met
zur
enR
32
Vor
mt
zeer
ver
gift
igde
gas
sen
in c
onta
ct m
et z
uren
R 3
3G
evaa
r vo
or c
umul
atie
ve e
ffec
ten
R 3
4V
eroo
rzaa
kt b
rand
won
den
R 3
5V
eroo
rzaa
kt e
rnst
ige
bran
dwon
den
R 3
6Ir
rite
rend
voo
r de
oge
nR
37
Irri
tere
nd v
oor
de a
dem
hali
ngsw
egen
R 3
8Ir
rite
rend
voo
r de
hui
dR
39
Gev
aar
voor
ern
stig
e on
hers
telb
are
effe
cten
R 4
0O
nher
stel
bare
eff
ecte
n zi
jn n
iet
uitg
eslo
ten
R 4
2K
an o
verg
evoe
ligh
eid
vero
orza
ken
bij
inad
emin
gR
43
Kan
ove
rgev
oeli
ghei
d ve
roor
zake
n bi
j co
ntac
t m
et d
e hu
idR
44
Ont
plof
fing
sgev
aar
bij
verw
arm
ing
in a
fges
lote
n to
esta
ndR
45
Kan
kan
ker
vero
orza
ken
R 4
6K
an e
rfel
ijke
gen
etis
che
scha
de v
eroo
rzak
enR
47
Kan
geb
oort
e-af
wij
king
ver
oorz
aken
R 4
8G
evaa
r vo
or e
rnst
ige
scha
de a
an g
ezon
dhei
d bi
j la
ngdu
rige
blo
otst
elli
ngR
49
Kan
kan
ker
vero
orza
ken
bij
inad
emin
gR
50
Zee
r ve
rgif
tig
voor
in
het
wat
er l
even
de o
rgan
ism
enR
51
Ver
gift
ig v
oor
in h
et w
ater
lev
ende
org
anis
men
R 5
2S
chad
elij
k vo
or i
n he
t w
ater
lev
ende
org
anis
men
R 5
3K
an i
n he
t aq
uati
sch
mil
ieu
op d
e la
nge
term
ijn
scha
deli
jke
effe
cten
ver
oorz
aken
R 5
4V
ergi
ftig
voo
r pl
ante
nR
55
Ver
gift
ig v
oor
dier
enR
56
Ver
gift
ig v
oor
bode
mor
gani
smen
R 5
7V
ergi
ftig
voo
r bi
jen
R 5
8K
an i
n he
t m
ilie
u op
de
lang
e te
rmij
n sc
hade
lijk
e ef
fect
en v
eroo
rzak
enR
59
Gev
aarl
ijk
voor
de
ozon
laag
R 6
0K
an d
e vr
ucht
baar
heid
sch
aden
R 6
1K
an h
et o
ngeb
oren
kin
d sc
hade
nR
62
Mog
elij
k ge
vaar
voo
r ve
rmin
derd
e vr
ucht
baar
heid
R 6
3M
ogel
ijk
geva
ar v
oor
besc
hadi
ging
van
het
ong
ebor
en k
ind
R 6
4K
an s
chad
elij
k zi
jn v
ia d
e bo
rstv
oedi
ng
S-z
inn
en
(a
an
du
idin
g v
eil
igh
eid
sa
an
be
ve
lin
ge
n)
S 1
Ach
ter
slot
bew
aren
S 2
Bui
ten
bere
ik v
an k
inde
ren
bew
aren
S 3
Op
een
koel
e pl
aats
bew
aren
S 4
Ver
wij
derd
van
woo
nrui
mte
n op
berg
enS
5O
nder
....
hou
den
(ges
chik
te v
loei
stof
opg
egev
en d
oor
fabr
ikan
t)S
6O
nder
....
hou
den
(ine
rt g
as d
oor
fabr
ikan
t op
te
geve
n)S
7In
goe
d ge
slot
en v
erpa
kkin
g be
war
enS
8V
erpa
kkin
g dr
oog
houd
enS
9O
p ee
n go
ed g
even
tile
erde
pla
ats
bew
aren
S 1
2D
e ve
rpak
king
nie
t he
rmet
isch
slu
iten
S 1
3V
erw
ijde
rd h
oude
n va
n ee
t- e
n dr
inkw
aren
en
van
dier
envo
eder
S 1
4V
erw
ijde
rd h
oude
n va
n ...
. (i
n te
vul
len
door
fab
rika
nt)
S 1
5V
erw
ijde
rd h
oude
n va
n w
arm
teS
16
Ver
wij
derd
hou
den
van
onts
teki
ngsb
ronn
en -
nie
t ro
ken
-S
17
Ver
wij
derd
hou
den
van
bran
dbar
e st
offe
nS
18
Ver
pakk
ing
voor
zich
tig
beha
ndel
en e
n op
enen
S 2
0N
iet
eten
of
drin
ken
tijd
ens
gebr
uik
S 2
1N
iet
roke
n ti
jden
s ge
brui
kS
22
Sto
f ni
et i
nade
men
S 2
3G
as/r
ook/
dam
p/sp
uitn
evel
* ni
et i
nade
men
(*
de t
oepa
ssel
ijk
term
(en)
aan
gege
ven)
S 2
4A
anra
king
met
de
huid
ver
mij
den
S 2
5A
anra
king
met
de
ogen
ver
mij
den
S 2
6B
ij
aanr
akin
g m
et
de
ogen
on
mid
dell
ijk
met
ov
ervl
oedi
g w
ater
af
spoe
len
ende
skun
dig
med
isch
adv
ies
inw
inne
nS
27
Ver
ontr
eini
gde
kled
ing
onm
idde
llij
k ui
ttre
kken
S 2
8N
a aa
nrak
ing
met
de
huid
onm
idde
llij
k w
asse
n m
et v
eel
....
(aan
te
geve
n do
or d
efa
brik
ant)
S 2
9A
fval
nie
t in
de
goot
stee
n w
erpe
nS
30
Noo
it w
ater
op
deze
sto
f gi
eten
S 3
3M
aatr
egel
en t
reff
en t
egen
ont
ladi
ngen
van
sta
tisc
he e
lekt
rici
teit
S 3
4S
chok
en
wri
jvin
g ve
rmij
den
S 3
5D
eze
stof
en
de v
erpa
kkin
g op
vei
lige
wij
ze a
fvoe
ren
S 3
6D
raag
ges
chik
te b
esch
erm
ende
kle
ding
S 3
7D
raag
ges
chik
te h
ands
choe
nen
S 3
8B
ij o
ntoe
rijk
ende
ven
tila
tie
een
gesc
hikt
ade
mha
ling
s-be
schu
ttin
gsm
idde
l dr
agen
S 3
9E
en b
esch
erm
ings
mid
del
voor
de
ogen
/voo
r he
t ge
zich
t dr
agen
S 4
0V
oor
de r
eini
ging
van
de
vloe
r en
all
e vo
orw
erpe
n ve
ront
rein
igd
met
dit
mat
eria
al...
. ge
brui
ken
(aan
te
geve
n do
or f
abri
kant
)S
41
In g
eval
van
bra
nd e
n/of
exp
losi
e in
adem
en v
an r
ook
verm
ijde
nS
42
Tij
dens
de
onts
met
ting
/bes
puit
ing
een
gesc
hikt
ade
mha
ling
stoe
stel
dra
gen
S 4
3In
gev
al v
an b
rand
....
geb
ruik
en (
blus
mid
dele
n aa
n te
dui
den
door
de
fabr
ikan
t.In
dien
wat
er h
et r
isic
o ve
rgro
ot t
oevo
egen
: N
ooit
wat
er g
ebru
iken
)S
44
Indi
en m
et z
ich
onw
el v
oelt
een
art
s ra
adpl
egen
(in
dien
mog
elij
k he
m d
it e
tike
tto
nen)
S 4
5In
geva
l va
n on
geva
l of
in
dien
m
et
zich
on
wel
vo
elt,
on
mid
dell
ijk
een
arts
raad
pleg
en (
indi
en m
ogel
ijk
hem
dit
eti
ket
tone
n)S
46
In g
eval
van
ins
likk
en o
nmid
dell
ijk
een
arts
raa
dple
gen
en v
erpa
kkin
g of
eti
ket
tone
nS
47
Bew
aren
bij
een
tem
pera
tuur
....
˚C
(aa
n te
gev
en d
oor
de f
abri
kant
)S
48
Inho
ud v
ocht
ig h
oude
n m
et .
... (
mid
del
aan
te g
even
doo
r de
fab
rika
nt)
S 4
9U
itsl
uite
nd i
n de
oor
spro
nkel
ijk
verp
akki
ng b
ewar
enS
50
Nie
t ve
rmen
gen
met
....
(aa
n te
gev
en d
oor
de f
abri
kant
)S
51
Uit
slui
tend
op
goed
gev
enti
leer
de p
laat
sen
gebr
uike
nS
52
Nie
t vo
or g
ebru
ik o
p gr
ote
oppe
rvla
kken
in
woo
n- e
n ve
rbli
jfru
imte
nS
53
Blo
otst
elli
ng v
erm
ijde
n, v
oor
gebr
uik
spec
iale
aan
wij
zing
raa
dple
gen
S 5
4V
raag
de
toes
tem
min
g va
n m
ilie
ubes
cher
min
gsin
stan
ties
alv
oren
s af
te
voer
en n
aar
rioo
lwat
erzu
iver
ings
inst
alla
ties
S 5
5M
et d
e be
st b
esch
ikba
re t
echn
ieke
n be
hand
elen
alv
oren
s in
het
rio
ol o
f aq
uati
sch
mil
ieu
te l
ozen
S 5
6N
iet
in h
et r
iool
of
mil
ieu
loze
n, n
aar
een
erke
nd a
fval
inza
mel
punt
bre
ngen
S 5
7N
eem
pas
send
e m
aatr
egel
en o
m v
ersp
reid
ing
in h
et m
ilie
u te
voo
rkom
enS
58
Als
gev
aarl
ijk
afva
l af
voer
enS
59
Raa
dple
eg f
abri
kant
/ l
ever
anci
er v
oor
info
rmat
ie o
ver
teru
gwin
ning
/ r
ecyc
ling
S 6
0D
eze
stof
en/
of d
e ve
rpak
king
als
gev
aarl
ijk
afva
l af
voer
enS
61
Voo
rkom
loz
ing
in h
et m
ilie
u. V
raag
om
spe
cial
e in
stru
ctie
s/ve
ilig
heid
skaa
rtS
62
Bij
ins
likk
en n
iet
het
brak
en o
pwek
ken;
dir
ect
een
arts
raa
dple
gen
en d
e ve
rpak
king
of h
et e
tike
t to
nen
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Microschaalexperimenten
3Inhoud
A Algemeen
B Scheidingsmethoden
C Eigenschappen van stoffen
D Eigenschappen van reacties
E Syntheses
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Algemeen
AInhoud
A1 Standaardopstellingen: Verhitten van een vloeistof
A2 Standaardopstellingen: Destillatie
A3 Standaardopstellingen: Kookpuntbepaling
A-i
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Standaardopstellingen
Verhitten van een vloeistof A1
Inleiding Vaak moet een vloeistof(mengsel) worden verhit om een
reactie te laten verlopen. Om te voorkomen dat de vloeistof
overkookt moet je altijd vooraf een kooksteentje toevoegen.
De vloeistof mag niet uit de kolf of het reageerbuisje
verdampen. Gelukkig werkt het bovenste, onverhitte deel van
het buisje als een koeler. De damp die daar dan tegenaan
komt condenseert en loopt terug in het buisje. Dit wordt
koken onder reflux, of “refluxen” genoemd.
Benodigdheden � Water
� Kooksteentje
� Reageerbuisje of langhalskolf
� Verbindingsstuk met staafje
Voorschrift
4.0
3.5
3 0
2.5
2 0
1 5
1.0
0.75
0 5
➀ Zet deze opstelling in elkaar en breng ongeveer 1 ml
water aan de kook.
➣ Pas op! Draag bij het verhitten altijd een veiligheidsbril en
richt de buis nooit op een ander!
A1-1
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Terugvloeikoeler
Soms is de vloeistof te vluchtig, en moet je het stuk glas dat
als koeler dient verlengen. Dat kan met de terugvloeikoeler.
Benodigdheden � Ethanol
� Kooksteentje
� Reageerbuisje of langhalskolf
� Terugvloeikoeler
� Verbindingsstuk met staafje
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.75
0.5
4.5
Voorschrift ➀ Bouw een van deze opstellingen en breng wat ethanol
aan de kook.
➁ Regel de temperatuur zo, dat de ethanol halverwege de
terugvloeikoeler condenseert.
➂ Ruik voorzichtig in de buurt van de opening of er
ethanoldamp ontwijkt.
A1-2
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
SeptumAls je bang bent dat de damp toch nog uit de buis zal
verdwijnen, dan kun je op de terugvloeikoeler een septum
aanbrengen.
Benodigdheden � Septum
� Terugvloeikoeler
� Injectienaald
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.75
0.5
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.75
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.75
0.5
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.75
Voorschrift ➀ Zet het opengevouwen (d.i. zoals het in het koffertje zit)
septum met de smalle kant in het buiseinde.
➁ Houd het glaswerk in je rechter hand vast en vouw met
de wijsvinger van je linker hand de slappe manchet over de
buisrand.
➂ Houd je linkerwijsvinger tegen de omgevouwen
manchet aan en neem de buis geheel in je linkerhand over.
➃ Pak de bovenrand van het septum tussen je rechterduim
en rechterwijsvinger en trek in een vloeiende beweging het
septum over het buiseinde.
Omdat de buis nu helemaal afgesloten is, is het niet veilig
om er vloeistof in te verhitten. Als je een injectienaald door
het septum steekt, wel.
✐ 1. Waarom is het onveilig om in een afgesloten vat een
vloeistof te verhitten?
A1-3
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Standaardopstellingen
Destillatie A2Inleiding Laten koken van een vloeistofmengsel en condenseren van de
damp kan je ook gebruiken om te destilleren. Je moet dan
wel zorgen dat het condensaat niet terugvloeit in de kokende
vloeistof.
Benodigdheden � Vloeistofmengsel, bijvoorbeeld gemaakt van 1 ml water
en 1 ml ethanol
� Kooksteentjes
� Langhals- of korthalskolf
� Verbindingsstuk met staafje
� Destillatieopzet
� Thermometermanchet
� Thermometer
� Erlenmeyer
Voorschrift ➀ Zet de thermometermanchet bovenop de destillatieopzet
(de thermometer komt later).
➁ Bevestig het verbindingsstuk met het staafje aan de
onderkant van de destillatieopzet. Nu kan je de thermometer
met een draaiende beweging in de thermometermanchet
schuiven.
A2-1
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
➣ Pas op! Een thermometer is breekbaar! Houd de thermometer
daarom dicht bij de thermometermanchet vast en wrik niet.
➂ Doe het vloeistofmengsel en een kooksteentje in de
kolf.
➃ Maak de kolf aan het verbindingsstuk vast.
➄ Bevestig het geheel aan een statief en laat het
voorzichtig op het zand zakken.
➣ Pas op! Draag bij het verhitten altijd een veiligheidsbril!
➅ Hou de temperatuur in de gaten.
➆ Gebruik een erlenmeyer om het destillaat op te vangen.
➇ Gebruik een andere erlenmeyer als de temperatuur sterk
verandert.
➣ Pas op! Laat een destillatiekolf nooit droogkoken! Het residu
kan gaan verkolen en een moeilijk te verwijderen korst in het
kolfje geven. Ook is er kans dat je kolfje breekt.
A2-2
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Snel-destillatie
Inleiding Er bestaat ook een ‘snel-destillatie’, waarbij je een pasteur-
pipet gebruikt als koeler én als opvangvat.
Benodigdheden � Vloeistofmengsel
� Kooksteentjes
� Reageerbuisje of langhalskolf
� Verbindingsstuk met staafje
� Pasteurpipet met speentje
Voorschrift ➀ Breng een vloeistofmengsel aan de kook in een reageer-
buisje (zie boven). Regel de temperatuur zo, dat de damp
halverwege de buis condenseert.
➣ Pas op! Draag bij het verhitten altijd een veiligheidsbril en
richt de buis nooit op een ander!
➁ Neem een pasteurpipet met een speentje. Knijp het
speentje in en steek de pasteurpipet dan in het reageerbuisje.
➂ Zuig langzaam wat van de damp in de pipet. De damp
zal in de koude pipet condenseren. Deze vloeistof kun je in
een ander reageerbuisje overbrengen.
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.75
0.5
✐ 1. In welk(e) geval(len) zou je de voorkeur geven aan de
snel-destillatie?
A2-3
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Standaardopstellingen
Kookpuntbepaling A3Inleiding In het algemeen hebben verschillende stoffen een ander
kookpunt: het kookpunt is een stofeigenschap. In een
tabellenboek (Binas: tabel 40; Handbook of chemistry and
physics: Physical constants of organic compounds) kun je
het kookpunt van een stof bij een bepaalde druk opzoeken.
Als je denkt een bepaalde stof in je kolfje te hebben, kun je
dat dus controleren door het kookpunt te bepalen. Je kunt dat
doen door de temperatuur van de condenserende damp boven
een kokende vloeistof te meten.
Benodigdheden � Vloeistof waarvan het kookpunt moet worden bepaald
� Langhalskolf
� Verbindingsstuk met staafje
� T-stuk
� Septum
� Dunne injectienaald
� Thermometermanchet
� Thermometer
Voorschrift ➀ Zet een thermometermanchet op het T-stuk.
➁ Zet het septum op de zijarm van het T-stuk. Steek daar
de dunne injectienaald doorheen.
➂ Bevestig het T-stuk op het verbindingsstuk met staafje.
➃ Breng 0,2 ml van de te onderzoeken vloeistof in de
langhalskolf en voeg een kooksteentje toe.
➄ Verbind de kolf met de rest van het glaswerk.
A3-1
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
➅ Schuif de thermometer met een draaiende beweging in
de thermometermanchet. Het reservoir van de thermometer
moet juist boven de vloeistof blijven.
➣ Pas op! Een thermometer is breekbaar! Houd de thermometer
daarom dicht bij de thermometermanchet vast en wrik niet.
➆ Verhit de buis in het zandbad totdat de vloeistof kookt.
De damp condenseert in het koudere deel van de buis. Regel
de warmtebron zo, dat dit condenseren enkele centimeters
boven de onderkant van de thermometer plaatsvindt. Zorg dat
er geen kokende vloeistof tegen de thermometer opspat.
➣ Pas op! Draag bij het verhitten altijd een veiligheidsbril!
➇ Lees de temperatuur af; het kookpunt is de hoogst
gemeten temperatuur die de thermometer een minuut lang
aanwijst.
➈ Haal na de meting eerst de thermometer uit het apparaat
en maak pas daarna de andere onderdelen los.
A3-2
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Scheidingsmethoden
BInhoud
B1 Destillatie: Winning van alcohol uit een alcoholische drank
B2 Gefractioneerde destillatie: Scheiding van een mengsel van
methylbenzeen en cyclohexaan
B3 Sublimatie: Scheiding van een mengsel van koolstof en
benzeencarbonzuur
B4 Kolomchromatografie: Scheiding van kaliumpermanganaat
en kaliumdichromaat
B-i
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Destillatie
Winning van alcohol uiteen alcoholhoudende drank
B1Inleiding Destilleren is een van de oudste scheidingsmethodes, die
reeds bij de alchemisten in gebruik was om de geest (essence)
uit stoffen te winnen. Een bekend voorbeeld is alcohol
(ethanol), de geest van wijn. Destilleren wordt tot op de dag
van vandaag op grote schaal gedaan: bijvoorbeeld in de
petrochemische industrie om olie in verschillende ‘fracties’ te
scheiden. Destillatie wordt ook gebruikt bij de bereiding van
sterke drank (‘distilleren’) of spiritus. Het principe is
eenvoudig: een alcoholhoudende drank wordt verhit tot hij
kookt. De ontwijkende damp heeft een andere samenstelling
dan het kokende mengsel: hij bevat meer ethanol, en wordt
door afkoeling gecondenseerd. Het vloeibare condensaat wordt
opgevangen. Soms moet herhaald gedestilleerd worden om
een voldoende zuiver destillaat te verkrijgen.
✐ 1. Waarom krijg je bij herhaald destilleren een zuiverder
destillaat?
Benodigdheden � Alcoholhoudende drank, bijvoorbeeld wijn, sherry of een
vergiste glucose-oplossing
� Langhalskolf
� Kooksteentje
� Thermometermanchet
� Thermometer
� Verbindingsstuk met staafje
� Destillatieopzet
� Vultrechter
� Erlenmeyer
� Horlogeglas
Gevaren en
milieu
Er zijn geen bijzondere gevaren.
Voorschrift ➀ Schakel eerst het zandbad in.
➁ Breng met een pipet ongeveer 4 ml drank (je kunt een
reageerbuisje als maatglas gebruiken) in de langhalskolf, en
voeg er een kooksteentje aan toe.
Ruik nu even aan de kolf.
➂ Bouw een destillatieopstelling. Als je niet weet hoe dat
moet, kijk dan bij de standaardopstellingen.
B1-1
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
➃ Bevestig de opstelling aan een statief.
➄ Laat de opstelling in het voorverwarmde zandbad
zakken. Zet een erlenmeyer klaar om het destillaat in op te
vangen. De erlenmeyer kan met de hand worden vastgehou-
den, maar het is comfortabeler om hem op tafel te zetten met
de vultrechter erin.
KONTES10ml
➅ Als het mengsel kookt moet je zorgen dat het rustig
blijft koken en het destillaat druppel voor druppel overkomt.
Let op de thermometer en noteer de temperatuur waarbij de
eerste druppels overkomen.
➆ Stop met destilleren als de temperatuur sterk verandert.
➇ Ruik aan de erlenmeyer.
➈ Giet een deel van het destillaat in een horlogeglas en
test het op brandbaarheid. Doe dat ook met een beetje van de
alcoholhoudende drank.
➣ Pas op! De vlam is moeilijk te zien!
✐ 2. Blijft er een onverbrand residu in het horlogeglas achter?
✐ 3. Wat zegt dit over de zuiverheid van het destillaat?
✐ 4. Waarom moest je stoppen met destilleren toen de
temperatuur van de damp sterk veranderde?
Opruimen Ruik eerst nog eens aan het residu dat in de kolf achtergeble-
ven is. Het residu en het destillaat kunnen in de gootsteen
worden weggespoeld.
✐ 5. Wat kan je zeggen over de samenstelling van de inhoud
van de kolf aan het begin en aan het einde van de destillatie?
Welke argumenten heb je daarvoor?
B1-2
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Gefractioneerde destillatie
Scheiding van een mengselvan methylbenzeen encyclohexaan
B2
Inleiding Als je een vloeistof morst, of in een open fles neerzet, dan
zal zij verdampen. Dat gebeurt al bij temperaturen die onder
het kookpunt van die vloeistof liggen. Nat wasgoed droogt
immers ook als het kouder is dan 100°C, en veel oplosmidde-
len verdampen zo goed dat je ze al snel kunt ruiken als de
fles opengaat, of kunt gebruiken als verfverdunningsmiddel.
Uiteraard verdampt een vloeistof het snelst als haar
temperatuur zo hoog mogelijk is.
Als een vloeistofmengsel verdampt, vormt zich een
dampmengsel. Bij destillatie van een mengsel van twee
vloeistoffen, in deze proef methylbenzeen (tolueen) en
cyclohexaan, wordt gebruik gemaakt van het verschil in
samenstelling van de kokende vloeistof en de daarboven
gevormde damp.
✐ 1. Zoek de kookpunten van methylbenzeen en cyclohexaan
op.
Je zou misschien denken dat bij een destillatie de laagstko-
kende vloeistof als eerste gaat koken en pas als deze geheel is
verdampt de hoogstkokende. Dat is niet het geval. Het is het
mengsel als geheel dat kookt. De kooktemperatuur van een
mengsel van tolueen en cyclohexaan ligt ergens tussen de
kookpunten van beide vloeistoffen in. De ontwijkende damp
is ook een mengsel van tolueen en cyclohexaan, maar dat
dampmengsel is rijker aan de laagstkokende vloeistof dan het
kokende vloeistofmengsel. Het destillaat bevat daardoor meer
van de laagstkokende vloeistof dan het oorspronkelijke
mengsel.
✐ 2. Welke stof — methylbenzeen of cyclohexaan — is in de
damp en het destillaat in grotere concentratie aanwezig dan in
de kokende vloeistof?
Gedurende de destillatie verandert de samenstelling van het
kokende vloeistofmengsel en van het destillaat. De eerste
druppels zullen relatief veel van de laagstkokende vloeistof
bevatten, en de laatste druppels relatief veel van de
B2-1
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
hoogstkokende. Met de thermometer in de destillatieopzet
kan de temperatuur gemeten worden waarbij de damp
condenseert.
✐ 3. Bij welke minimumtemperatuur verwacht je de eerste
druppel? En bij welke maximumtemperatuur de laatste
druppel?
Door het verloop van deze temperatuur te volgen krijg je een
indicatie van de samenstelling van het destillaat. Elke keer
als een druppel destillaat opgevangen wordt, moet de
thermometerstand genoteerd worden. Als dat in een grafiek
wordt gezet (x-as: volume in druppels; y-as: temperatuur), en
je trekt een vloeiende lijn door die punten, dan ontstaat er een
curve.
✐ 4. Welke vorm zal de curve hebben als methylbenzeen en
cyclohexaan ideaal te scheiden zijn?
✐ 5. En welke vorm bij een zeer slechte scheiding?
In dit experiment ga je twee manieren van destilleren met
elkaar vergelijken: de eenvoudige destillatie en de
gefractioneerde destillatie.
Bij een eenvoudige destillatie wordt een vloeistofmengsel aan
de kook gebracht. De damp die uit het kokende mengsel
opstijgt wordt gecondenseerd in een koeler. Het destillaat
wordt opgevangen.
Bij de gefractioneerde destillatie bevindt zich tussen de
kokende vloeistof en de koeler een kolom gevuld met een
stukje pannenspons. In deze kolom kan de opstijgende damp
condenseren. Dat condensaat is rijker aan de laagstkokende
vloeistof dan het kokende mengsel. Het condensaat stroomt
door de kolom naar beneden en komt in contact met de
(hetere) opstijgende damp. Hierdoor zal een deel van het
neerstromende condensaat weer verdampen en een deel van de
opstijgende damp condenseren. Het opnieuw verdampte
condensaat is nog rijker aan de laagstkokende vloeistof. Er
vindt als het ware een tweede destillatie plaats in de kolom.
Hoe langer de kolom is, en hoe beter het contact tussen de
opstijgende damp en het naar beneden stromende condensaat,
hoe beter de scheiding.
Een nadeel van een lange kolom is dat er condensaat in
achterblijft die er niet uit kan komen als de destillatiekolf
B2-2
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
(bijna) leeg is.
✐ 6. Wat kun je zeggen over de samenstelling van het
terugstromende condensaat op verschillende plekken in de
kolom: onderin, halverwege, bovenin? Verandert dat tijdens
de destillatie?
De eenvoudige destillatie kan nu met met de gefractioneerde
destillatie vergeleken worden door van beide destillaties de
curve te tekenen.
Benodigdheden � 4 ml mengsel van 50% (v/v) methylbenzeen en
50% (v/v) cyclohexaan
� Korthalskolf
� Langhalskolf
� Kooksteentje
� Verbindingsstuk met staafje
� Mannetje
� Destillatiekolom
� Pannenspons van roestvrij staal
� Watten
� Strook aluminiumfolie, ca. 4 × 12 cm
� Verbindingsstuk
� Destillatieopzet
� Thermometermanchet
� Thermometer
� Erlenmeyer
� Bekerglas met ijs
Gevaren en
milieu
Beide stoffen zijn brandbaar en ontvetten de huid. Afval moet
in het vat voor overige organische stoffen (OOS).
A. Eenvoudige destillatie
Voorschrift ➀ Schakel eerst het zandbad in op de hoogste stand.
➁ Breng 4 ml van het mengsel van methylbenzeen en
cyclohexaan in de korthalskolf en voeg een kooksteentje toe.
➂ Bouw een destillatieopstelling. Als je niet weet hoe dat
moet, kijk dan bij de standaardopstellingen. Het reservoir van
de thermometer moet tot onder de zijhals steken, en mag
nergens het glas raken.
➃ Zet een erlenmeyer klaar om het destillaat op te vangen.
Eventueel kun je de erlenmeyer in een bekerglas zetten en
B2-3
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
met ijs koelen.
➄ Laat de opstelling op het warme zandbad zakken en regel
de warmtetoevoer zo, dat de condensatiegrens langzaam in de
hals stijgt. Wanneer de damp in de destillatieopzet begint te
condenseren, verlaag dan de warmtetoevoer iets door de kolf
met de spatel uit te graven.
➅ Vang het destillaat op in de erlenmeyer. Hou de
destillatiesnelheid op ongeveer twee druppels per minuut.
Maak een tabel waarin je bij elke druppel de temperatuur
noteert.
➆ Licht de opstelling uit het zandbad als nog ongeveer een
tiende van het mengsel in de kolf over is, of als je aan het
eind tien druppels bij dezelfde temperatuur hebt opgevangen.
➇ Verwerk je meetgegevens in een grafiek: zet het volume
van het destillaat in aantal druppels langs de x-as en de
temperatuur langs de y-as.
B. Gefractioneerdedestillatie
Voorschrift ➀ Schakel eerst het zandbad in op de hoogste stand.
➁ Breng 4 ml van het mengsel van tolueen en cyclohexaan
in de langhalskolf en voeg een kooksteentje toe.
➂ Breng in de hals van de kolf een rolletje pannenspons.
Je kunt een rolletje maken door een plukje pannenspons met
de spatel door de destillatiekolom te duwen en op maat te
knippen. 111111111
000000000
1100101011
110000
1010111111111111111
000000000000000
1111000011110000110010
➣ Pas op! Gebruik een schaar om de pannenspons af te
knippen; probeer het niet met je blote handen stuk te
trekken. Je kunt je er lelijk aan snijden.
B2-4
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
➃ Ga te werk als bij de eenvoudige destillatie (stap ➂ en
stap ➃ ), maar isoleer de hals met de watten en het
aluminiumfolie zodra de damp in de destillatieopzet begint te
condenseren. De destillatieopzet mag niet geïsoleerd worden!
Verhoog de warmtetoevoer weer totdat het destillaat de
thermometer bereikt.
➄ Vang het destillaat op een in de erlenmeyer. Zorg dat de
druppels vrij kunnen vallen en niet langs het glas van de
erlenmeyer stromen. Hou de destillatiesnelheid op ongeveer
twee druppels per minuut. Maak een tabel waarin je bij elke
druppel de temperatuur noteert.
➅ Licht de opstelling uit het zandbad als nog ongeveer een
tiende van het mengsel in de kolf over is, of als je aan het
eind tien druppels bij dezelfde temperatuur hebt opgevangen.
➆ Verwerk je meetgegevens in een grafiek: zet het aantal
druppels destillaat langs de x-as en de temperatuur langs de
y-as.
Opruimen Destillaat en residu gaan in het vat met overige organische
stoffen (OOS).
✃ Het rolletje pannenspons kan na spoelen met spoelaceton en
uitdampen in de zuurkast opnieuw gebruikt worden.
✐ 7. Als je zo zuiver mogelijk cyclohexaan wilt verkrijgen,
voor welke destillatie zou je dan kiezen en hoeveel druppels
cyclohexaan zou je kunnen opvangen?
B2-5
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Sublimatie
Scheiding van een mengselvan koolstof enbenzeencarbonzuur
B3
Inleiding Door gebruik te maken van verandering van aggregatietoe-
stand is het mogelijk om allerlei mengsels te scheiden. Het
bekendst zijn indampen en destilleren.
✐ 1. Welke veranderingen van aggregatietoestand vinden bij een
destillatie plaats?
Ook de overgangen tussen vast en gas (vervluchtigen en
rijpen) zijn bruikbaar. Deze scheidingsmethode wordt
sublimatie genoemd. Een vaste stof wordt verwarmd en
vervluchtigt. De damp rijpt tegen een kouder deel van het
apparaat. Veel vaste stoffen vervluchtigen bij atmosferische
druk en niet al te hoge temperatuur. Jood bijvoorbeeld
vervluchtigt al bij kamertemperatuur. Net zoals stoffen een
kookpunt kunnen hebben, zijn er stoffen met een
sublimatiepunt: een temperatuur waarbij alle toegevoerde
warmte gebruikt wordt om de stof te vervluchtigen, en
waarbij de temperatuur niet stijgt.
✐ 2. Zoek in Binas de tabellen waarin de sublimatiepunten
staan vermeld. Hebben de stoffen met een sublimatiepunt
ook een smeltpunt?
Bij deze proef scheid je een mengsel van benzeencarbonzuur
(benzoëzuur) en koolstofpoeder.
Benodigdheden � Mengsel van koolstofpoeder en benzeencarbonzuur
� Afzuigerlenmeyer
� Rubber speentje
� Centrifugebuis
� Afzuigring
� IJs
� Horlogeglas
Gevaren en
milieu
Benzeencarbonzuur (benzoëzuur) is irriterend voor de huid, de
ogen en de ademhalingsorganen. Het is toegelaten als
conserveermiddel (E210) tegen schimmel- en bacteriegroei.
In wijn mag het bijvoorbeeld tot 300 ppm gebruikt worden,
B3-1
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
en in salades tot 1000 ppm. Een uitschieter vormt het
toegestane gebruik op gepelde garnalen: tot 10.000 ppm.
(ppm staat voor parts per million: bij vaste stoffen betekent
het milligram per kilogram.)
Koolstofpoeder, ‘carbo vegetabilis medicinalis’, wordt
verkregen door verkoling van plantaardig materiaal. Het
wordt gebruikt als kleurstof (E153) in bijvoorbeeld drop,
maar ook bij de bestrijding van diarree. ‘Norit’ is een
merknaam.
Voorschrift ➀ Schakel eerst het zandbad in.
➁ Verdeel een spatelpunt van het mengsel gelijkmatig over
de kolfbodem.
➂ Als dat nog niet gedaan is, moet de afzuigring om de
centrifugebuis geschoven worden: zet de centrifugebuis op
een werktafel met de punt omhoog. Het kost wat moeite om
de afzuigring over de centrifugebuis te schuiven.
➃ Zet de centrifugebuis in de afzuigerlenmeyer. De punt
van de centrifugebuis moet tot circa 5 mm boven de bodem
komen.
25ml
➄ Druk de centrifugebuis niet te vast aan. Bij het
B3-2
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
verwarmen zet de lucht uit en kan de centrifugebuis uit de
kolf worden geperst.
➅ Zet het rubberspeentje op de zijtuit. Vul daarna de
centrifugebuis met smeltend ijs en breng het plastic dekseltje
aan.
➆ Verwarm de afzuigerlenmeyer door hem op het warme
zand te zetten. Duw hem zo diep op het zand dat de
sublimatie begint. Houd daarna de warmtetoevoer constant
totdat de sublimatie klaar is.
➇ Het sublimaat dat tegen koudere delen van de
buitenwand kristalliseert kan met behulp van een hetelucht-
pistool van de wand verdreven worden.
➣ Pas op! Haal de opstelling eerst van het zandbad om te
voorkomen dat je het hete zand rondblaast!
Ook kan de afzuigerlenmeyer omwikkeld worden met
aluminiumfolie.
➈ Vervang het ijswater met behulp van een pasteurpipet
door water van kamertemperatuur.
➉ Haal daarna kan de centrifugebuis voorzichtig uit de
afzuigerlenmeyer. Het sublimaat kan dan op een hologeglaas-
je verzameld worden: zet de punt op het horlogeglas en krab
het sublimaat met de spatel van de centrifugebuis af.
➣ Pas op! Adem het sublimaat niet in.
Opruimen Leg een vel papier op je werkblad en klop de afzuigerlen-
meyer daar voorzichtig op leeg.
✃ Verzamel het benzeencarbonzuur en het koolstofpoeder zodat
het opnieuw gebruikt kan worden.
De punt van de centrifugebuis kan met een paar druppels
aceton op een tissue schoongeveegd worden. Met dezelfde
tissue kunnen de achtergebleven resten koolstofpoeder uit de
afzuigkolf geveegd worden. De tissue kan daarna in de
prullenbak.
✐ 3. Waarom moet je het ijswater eerst door water van
kamertemperatuur vervangen?
✐ 4. Sublimatie is op microschaal een erg geschikte
zuiveringsmethode, omdat er weinig materiaal in het apparaat
achterblijft. Waarom zou het minder geschikt zijn om grotere
hoeveelheden, bijvoorbeeld meer dan tien gram, te zuiveren?
B3-3
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Kolomchromatografie
Scheiding vankaliumpermanganaat enkaliumdichromaat
B4
Inleiding Kolomchromatografie is een manier om mengsels te
scheiden. Het lijkt op papierchromatografie, maar een
belangrijk verschil is dat je de mengsels niet alleen scheidt,
maar de van elkaar gescheiden stoffen ook nog op kunt
vangen.
Het mengsel wordt op een kolom gebracht en door een
loopvloeistof door de kolom geleid. De kolom bestaat
meestal uit aluminiumoxide of silicagel. Onder aan de kolom
zit een kraantje, zodat je de afzonderlijke ‘fracties’ kunt
opvangen.
In deze proef scheid je een mengsel van een kaliumpermang-
anaatoplossing en een kaliumdichromaatoplossing op een
kolom van aluminiumoxide. Als loopvloeistof wordt eerst
salpeterzuur gebruikt en daarna zwavelzuur.
✐ 1. Welke kleur heeft kaliumpermanganaat en welke heeft
kaliumdichromaat?
Benodigdheden � Oplossing van een mengsel van kaliumpermanganaat en
kaliumdichromaat
� Loopvloeistof: 0,5 M salpeterzuur
� Loopvloeistof: 1 M zwavelzuur
� 2 g aluminiumoxide
� Trechter
� Glazen kolom
� Filtertip
� Kraantje
� Verbindingsstuk met staafje
� 3 erlenmeyers
Werkwijze ➀ Begin met het maken van de kolom (het ‘pakken’ van de
kolom). Bouw een opstelling als op de afbeelding. Duw de
glazen kolom voorzichtig een stukje door het verbindings-
stuk heen, en bevestig het geheel aan een statief. Pak het
kraantje met de ene hand vast en sluit het met de andere hand.
B4-1
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
KONTES10ml
➁ Giet het droge aluminiumoxide in de droge buis tot er
een laagje van hoogstens 4 cm in de buis zit. Giet dat over
in een erlenmeyer en maak er een suspensie van met 4 ml
salpeterzuur. Vul de buis voor een kwart met salpeterzuur.
➂ Schenk de suspensie door de trechter in de buis, en open
het kraantje. Vang het weglopende salpeterzuur op in een
erlenmeyer of bekerglas. Je kunt de kolom daar weer mee
bijvullen om aluminiumoxide uit de trechter te spoelen.
➃ Laat het salpeterzuur langzaam door de kolom lopen
zonder dat het oppervlak droog wordt, en tik daarbij
voorzichtig tegen het glas om luchtbellen te verwijderen.
Als de kolom mooi ‘gepakt’ is, kun je het salpeterzuur weg
laten lopen tot een millimeter boven het oppervlak. Sluit het
kraantje. Als er nog veel salpeterzuur boven de kolom staat,
kun je dat met een pasteurpipetje opzuigen. De kolom is nu
klaar voor gebruik.
➄ Breng met een pasteurpipet 10 druppels van het te
scheiden mengsel op de kolom.
➅ Open het kraantje en laat het mengsel in de kolom
trekken. Sluit het kraantje zodra de bovenkant van de kolom
bijna droog staat.
➆ Vul een schone pasteurpipet met salpeterzuur. Breng de
punt van de pipet tot pal boven de bovenkant van de kolom
B4-2
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
en druppel het salpeterzuur er voorzichtig op, zonder het
oppervlak te beschadigen. Vul de kolom tot een centimeter
hoogte bij met salpeterzuur.
➇ Open het kraantje. Zorg dat de kolom nooit droogvalt.
Volg de gekleurde banden, en vang de eerste op in een
erlenmeyer. Als de eerste fractie geheel uit de kolom is
gelopen, moet je zwavelzuur als loopvloeistof gebruiken.
Vang de tweede gekleurde band op in een andere erlenmeyer.
✐ 2. In welke fractie zit het permanganaat en in welke het
dichromaat?
Opruimen Beide fracties bevatten zware metalen en moeten in het
daarvoor bestemde afvalvat (ZM) worden gedeponeerd.
Ongekleurde loopvloeistof kan met water door de gootsteen
worden gespoeld.
✃ De kolom kan in een bekerglas worden geleegd. Dat kun je
dan bij de TOA of docent inleveren.
B4-3
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Eigenschappen van stoffen
CInhoud
C1 Verschillende koolwaterstoffen
C2 Verschillende reactietypen: Reacties tussen broom en
koolwaterstoffen
C3 Het onderscheiden van isomeren: Twee verschillende stoffen
met formule C4H10O
C4 Het onderscheiden van isomere alcoholen
C5 Omslagtraject zuur-base-indicatoren
C-i
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Verschillendekoolwaterstoffen C1Inleiding Koolwaterstoffen spelen een belangrijke rol in het dagelijks
leven. Omdat ze zeer brandbaar zijn, worden ze gebruikt als
brandstoffen. Aardgas en benzine zijn mengsels die
grotendeels uit koolwaterstoffen bestaan. Daarnaast zijn ook
sommige stoffen van plantaardige oorsprong koolwaterstof-
fen, bijvoorbeeld natuurrubber en caroteen (een geeloranje
kleurstof die o.a. in wortels voorkomt). Sommige
kunststoffen (synthetische polymeren) zijn ook koolwater-
stoffen, zoals polyetheen en polystyreen.
In dit experiment zullen we zien dat er verschillende typen
koolwaterstoffen te onderscheiden zijn door te letten op de
reactie van koolwaterstoffen met broom.
✐ 1. Uit welke elementen zijn koolwaterstoffen opgebouwd?
Benodigdheden � Octaan
� Octeen
� Enkele koolwaterstoffen uit het dagelijks leven, zoals
benzine, wasbenzine, rubber (wit of ongekleurd
elastiekje), paraffine-olie, polystyreen of polyetheen
� Dichloormethaan
� Broomreagens (broom opgelost in dichloormethaan)
� Reageerbuisjes
� Injectiespuit 1 ml of pasteurpipet
Gevaren en
milieu
De gebruikte koolwaterstoffen zijn brandbaar. Broomreagens
is giftig. Dichloormethaan is giftig.
Voorschrift ➀ Nummer twee reageerbuisjes.
➁ Breng circa 0,5 ml octaan in reageerbuisje 1 en circa
0,5 ml octeen in reageerbuisje 2.
➂ Voeg aan de inhoud van de buisjes twee druppels
broomreagens toe en schud. Doe dit voorzichtig, zodat er
geen broomreagens wordt gemorst.
➃ Vergelijk de inhoud van de buizen.
✐ 2. In welke buizen is een reactie opgetreden?
✐ 3. Welke gebruikte koolwaterstoffen reageren met broom?
C1-1
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Er zijn koolwaterstoffen zijn die snel en gemakkelijk met
broom reageren en die daar niet of heel langzaam mee
reageren. De eerste groep koolwaterstoffen noemen we
onverzadigd, de tweede groep verzadigd.
Voorschrift ➀ Breng circa 0,5 ml van de vloeibare te onderzoeken kool-
waterstoffen in reageerbuisjes.
➁ Breng een stukje van rubber of elastiek (eventueel
polystyreen of polyetheen) in een reageerbuis en los het op
in circa 0,5 ml dichloormethaan (als het moeilijk gaat
voorzichtig wat verwarmen op het zandbad).
➂ Voeg aan de inhoud van de buizen twee druppels
broomreagens toe en schud voorzichtig.
✐ 4. Welke van de onderzochte koolwaterstoffen zijn ver-
zadigd en welke onverzadigd?
Opruimen Breng de inhoud van de buizen over in een afvalvat (HOS:
halogeenhoudende organische stoffen) en maak de buizen
schoon met wat aceton.
✐ 5. Het gebruikte octeen is 1-octeen. Kijk nu in je
scheikundeboek voor de structuurformules en naamgeving
van verzadigde en onverzadigde koolwaterstoffen. Geef de
molecuulformules en de structuurformules van octaan en
1-octeen.
C1-2
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Verschillende reactietypen
Reacties vankoolwaterstoffen metbroom
C2
Inleiding Er zijn verschillende typen koolwaterstoffen te onderschei-
den. In dit experiment onderzoek je op welke wijze broom
reageert met een verzadigd en met een onverzadigd koolwater-
stof. Eerst wordt naar de reactie van octaan met broom
gekeken, daarna naar de reactie van octeen met broom.
✐ 1. Welke typen koolwaterstoffen worden in het scheikunde-
boek genoemd?
✐ 2. Tot welk type koolwaterstoffen behoort octaan? En tot
welk type octeen?
✐ 3. Geef de molecuulformules van octaan en 1-octeen.
✐ 4. Schrijf de structuurformules van octaan en 1-octeen
helemaal uit.
A. Reactie van octaan metbroom
Benodigdheden � Octaan
� Broomreagens (broom opgelost in dichloormethaan)
� 2 reageerbuisjes
� Injectiespuit 1 ml of pasteurpipet
� Aluminiumfolie of zwart papier
� Lamp
� pH-papier
Gevaren en
milieu
Octaan is brandbaar.
Broomreagens is giftig.
Voorschrift ➀ Breng in beide reageerbuisjes circa 0,5 ml octaan en
omwikkel één buis met aluminiumfolie of zwart papier.
➁ Voeg aan beide buizen twee druppels broomreagens toe
en schud voorzichtig.
➂ Zet de niet-omwikkelde buis in het zonlicht of in het
licht van een felle lamp. Bij de optredende reactie ontwijkt
waterstofbromidegas. Probeer dit aan te tonen door een
vochtig pH-papiertje in de mond van de buis te houden of de
buis met het vochtige papiertje af te sluiten.
C2-1
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
➃ Vergelijk na enkele minuten de inhoud van beide
buizen.
✐ 5. In welke buizen is een reactie opgetreden?
Opruimen Breng de inhoud van de buizen over in het afvalvat voor
halogeenhoudende organische stoffen (HOS).
✐ 6. Welke organische verbinding zal zijn ontstaan (geef
uitsluitend de molecuulformule) als je weet dat 1 mol
waterstofbromidegas ontstaat op 1 mol octaan?
✐ 7. Geef de reactievergelijking (met molecuulformules).
✐ 8. Geef de reactievergelijking (met structuurformules).
Weet je zeker welk organisch product hier ontstaat?
✐ 9. Kijk in het boek voor verdere uitleg van de reactie
tussen octaan en broom. Welk type reactie treedt hier op?
B. Reactie van octeen metbroom
Benodigdheden � 1-octeen
� Broomreagens (broom opgelost in dichloormethaan)
� 2 reageerbuisjes
� Injectiespuit 1 ml of pasteurpipet
� Aluminiumfolie of zwart papier
� Lamp
� pH-papier
Gevaren en
milieu
Octeen is brandbaar.
Broomreagens is giftig.
Voorschrift ➀ Breng in beide reageerbuisjes circa 0,5 ml 1-octeen en
omwikkel één buis met aluminiumfolie of zwart papier.
➁ Voeg aan beide buizen twee druppels broomreagens toe
en schud voorzichtig.
➂ Zet de niet-omwikkelde buis in het zonlicht of in het
licht van een felle lamp. Probeer de ontwikkeling van
waterstofbromide aan te tonen met een vochtig pH-papiertje
in de mond van de reageerbuis.
➃ Vergelijk na enkele minuten de inhoud van beide
buizen.
✐ 10. In welke buizen is een reactie opgetreden?
C2-2
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Opruimen Breng de inhoud van de buizen over in het afvalvat voor
halogeenhoudende organische stoffen (HOS).
✐ 11. In beide buizen vindt dezelfde reactie plaats. Waarom
treedt hier een andere reactie op dan bij de reactie tussen
octaan en broom?
✐ 12. Er ontstaat bij de reactie tussen 1-octeen en broom
slechts één product. Geef de reactievergelijking (zowel met
molecuulformules, als met structuurformules).
✐ 13. Kijk in je scheikundeboek voor een verdere uitleg over
de reactie tussen octeen en broom. Welk type reactie treedt
hier op?
C2-3
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Het onderscheiden vanisomeren
Twee verschillende stoffenmet formule C4H10O
C3
Inleiding Bij één molecuulformule van een organische stof zijn er
meestal meerdere verschillende structuurformules mogelijk.
Dit betekent dat er dan verschillende stoffen (d.w.z. met
verschillende fysische en/of chemische eigenschappen) zijn
met dezelfde molecuulformule. Dit verschijnsel heet
isomerie.
✐ 1. Geef de structuurformules van de isomeren van C4H10O.
In dit experiment onderzoeken we twee van deze isomeren.
We onderzoeken de geur van beide stoffen, de vluchtigheid,
de mengbaarheid met water en we voeren enkele reacties uit,
met natrium en met Jones reagens, een oxidatiemiddel.
✐ 2. In dit experiment ga je natrium gebruiken. Hoe reageert
natrium met water?
✐ 3. Een belangrijk onderscheid tussen de isomeren met
formule C4H10O is te maken op basis van de reactie met
natrium. Welke van de zeven isomeren zullen, denk je,
reageren met natrium onder vorming van waterstof? Denk
daarbij aan de reactie tussen natrium en water.
Benodigdheden � Twee stoffen met formule C4H10O
� Watervrij magnesiumsulfaat (of ander droogmiddel)
� Natrium, stukje ter grootte van een speldenknop
� Jones reagens
� Reageerbuisjes
� Horlogeglas
� Druppelpipetje (voor Jones reagens)
Gevaren en
milieu
Beide organische stoffen zijn vluchtig, brandbaar en licht
toxisch. Vermijd inademing (voorzichtig ruiken mag) en
contact met ontstekingsbronnen.
Natrium is giftig, etsend en licht ontvlambaar. Breng
natrium nooit in contact met water! Lang contact met lucht
vermijden. In dit experiment is de hoeveelheid natrium
dusdanig klein dat er op verantwoorde wijze mee kan worden
gewerkt. Gemorst natrium en natriumresten in ethanol
C3-1
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
brengen.
Jones reagens bevat chroom(VI)oxide en zwavelzuur. Jones
reagens is giftig en sterk bijtend.
Voorschrift ➀ Nummer de stoffen als 1 en 2. Nummer ook de
reageerbuizen.
➁ Maak een tabel waarin je je waarnemingen vermeldt.
A. Fysischestofeigenschappen
Voorschrift ➂ Breng van beide vloeistoffen circa 0,5 ml in een
reageerbuisje. Ruik voorzichtig aan beide stoffen. Waar doen
de geuren je aan denken?
➃ Onderzoek voor beide stoffen de mengbaarheid met
water.
➄ Onderzoek voor beide stoffen het verschil in vluchtig-
heid. Dit kan door van beide vloeistoffen een druppel op een
horlogeglas te brengen. Blaas er zachtjes over en let op het
verschil in verdampingssnelheid.
B. Reactie met natrium
Voorschrift ➅ Vul twee reageerbuizen met 0,5 ml van beide
vloeistoffen. Voeg wat watervrij magnesiumsulfaat toe om
water te binden, schud en laat bezinken.
➆ Voeg aan beide reageerbuizen een klein stukje natrium
toe en kijk wat er gebeurt.
C. Reactie met Jonesreagens
Voorschrift ➇ Vul twee reageerbuizen met circa 0,5 ml van beide
vloeistoffen.
➈ Voeg aan beide buizen 1 druppel Jones reagens toe en
schud. Kijk of er een kleurverandering optreedt.
Opruimen Afval van A moet in het afvalvat voor overige organische
stoffen (OOS).
Breng het afval van B in een overmaat ethanol. Als alle
natrium is weggereageerd kan het worden overgebracht in het
afvalvat voor overige organische stoffen (OOS).
Afval van onderdeel C moet in afvalvat voor zware metalen
C3-2
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
(ZM).
✐ 4. Vul de tabel met waarnemingen in.
✐ 5. Je kunt nu twee categorieën onderscheiden onder de
isomeren, namelijk de stoffen die met natrium reageren en de
stoffen die dat niet doen. De eerste categorie noemen we
alkanolen en de tweede categorie alkoxyalkanen (die meestal
ethers worden genoemd). Welke van de twee onderzochte
stoffen is 1-butanol (een alkanol) en welke ethoxyethaan (een
alkoxyalkaan)?
✐ 6. Zoek in het boek de regels op voor de systematische
naamgeving voor alkanolen en voor alkoxyalkanen. Geef de
namen van de isomeren (vraag 1).
C3-3
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Het onderscheiden vanisomere alcoholen C4Inleiding Er zijn vier isomere alcoholen met de molecuulformule
C4H10O.
Hoewel er vrij veel overeenkomsten zijn in fysische en
chemische eigenschappen zijn er ook verschillen. In dit
experiment worden van de vier alcoholen een aantal fysische
(kookpunt en mengbaarheid met water) en chemische
eigenschappen bepaald, waarmee de alcoholen kunnen worden
onderscheiden.
✐ 1. Geef de structuurformules met de bijbehorende namen van
de vier isomere alcoholen met molecuulformule C4H10O
(zoek zonodig de regels voor de nomenclatuur op in je
scheikundeboek).
De chemische reacties die worden uitgevoerd, zijn de
volgende:
Oxidatie met
Jones reagens
Jones reagens wordt gemaakt door chroom(VI)oxide op te
lossen in zwavelzuur. Hierdoor ontstaat dichromaat
(Cr2O72–), dat een sterke oxidator is. Als een alcohol wordt
geoxideerd, is dit zichtbaar door een groene kleur die
veroorzaakt wordt door een reactieproduct: Cr3+-ionen.
De karakteristieke OH-groep van alcoholen kan worden
geoxideerd tot een carbonyl-groep (C = O). In structuurformu-
les:
→C OH C O
Bovenstaande reactie verloopt alleen als het koolstofatoom
dat gebonden is aan de OH-groep, ook gebonden is aan een
waterstofatoom. Dat is het geval bij primaire en secundaire
alcoholen.
C
C
primair alcohol secundair alcohol tertiair alcohol
C C OH
H
H
C C OH
H
C
C C OH
C4-1
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Bij zogenaamde tertiaire alcoholen is dat niet het geval en
verloopt de reactie dan ook niet. Je kunt over deze oxidatie
van alcoholen meer informatie vinden in je scheikundeboek.
Reactie met Lucas
reagens
Lucas reagens is een oplossing van zinkchloride in geconcen-
treerd zoutzuur. Het zinkchloride dient als katalysator. De
reactie die verloopt is als volgt:
R — OH + H+ + Cl– → R — Cl + H2O
Omdat de OH-groep vervangen (gesubstitueerd) wordt door de
chloor-groep, noemt men dit een substitutiereactie.
De reactie verloopt vlot bij tertiaire alcoholen en niet of
nauwelijks bij primaire alcoholen.
Het reactieverloop is zichtbaar, doordat het gevormde
chlooralkaan niet mengt met water. Er scheidt zich gedurende
de reactie een organisch laagje af.
✐ 2. Deel de bij vraag 1 genoemde alcoholen in in de typen
primaire, secundaire en tertiaire alcoholen.
✐ 3. Bij welke alcoholen verwacht je dat oxidatie zal
plaatsvinden? Geef de structuurformules van de stoffen die
ontstaan na oxidatie van de verschillende alcoholen.
✐ 4. Geef de structuurformules van de stoffen die ontstaan na
reactie met zoutzuur van de vier alcoholen. Bij welk alcohol
zal deze reactie het snelst verlopen en bij welke het
langzaamst?
Benodigdheden � Vier alcoholen C4H10O (A, B, C en D)
� Jones reagens (dichromaat in zwavelzuur)
� Lucas reagens (zinkchloride in geconcentreerd zoutzuur)
� Zandbad
� Reageerbuisjes
� Kurkje
� Druppelpipetje (voor reagentia)
� Microschaal-kookpuntopstelling (zie experiment A3)
Gevaren en
milieu
Alle te gebruiken alcoholen zijn brandbaar en werken
irriterend.
Jones reagens bevat dichromaat en zwavelzuur. Chroom(VI)
verbindingen zijn giftig; zwavelzuur is sterk bijtend.
Lucas reagens is zinkchloride in geconcentreerd zoutzuur; het
is bijtend.
C4-2
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
A. Fysischestofeigenschappen
Voorschrift ➀ Vul vier gemerkte reageerbuisjes met 0,5 ml van de vier
stoffen.
➁ Voeg aan de reageerbuisjes een klein laagje water toe.
Sluit de reageerbuisjes met een kurkje en schud krachtig.
Wat zie je gebeuren?
➂ Maak een microschaal kookpuntopstelling (zie
experiment A3)
➃ Bepaal van de stoffen de kookpunten.
B. Reactie metLucas reagens
Voorschrift ➀ Zet het zandbad voluit aan.
➁ Vul vier gemerkte reageerbuisjes met circa 0,5 ml van
de verschillende alcoholen.
➂ Voeg circa 1 ml Lucas reagens toe aan de reageerbuisjes.
➃ Sluit de reageerbuisjes met een kurkje en schud
krachtig. Kijk of er een organische laag wordt gevormd. Deze
is zichtbaar als een troebeling.
➄ Als er geen reactie optreedt, verwarm het mengsel dan
enkele minuten voorzichtig (in het warme zandbad of met
een föhn). Zorg dat de vloeistof niet gaat koken.
C. Reactie metJones reagens
Voorschrift ➀ Vul vier gemerkte reageerbuisjes met ca. 0,5 ml van de
verschillende alcoholen.
➁ Voeg aan de reageerbuisjes 1 druppel Jones reagens toe.
➂ Sluit de reageerbuisjes met een kurkje en schud
krachtig.
➃ Kijk of er een kleurverandering optreedt.
✐ 5. Maak een overzicht (tabel) met je waarnemingen. Wat
zijn de verschillen tussen de vier alcoholen?
✐ 6. Zoek in Binas de kookpunten op van de alcoholen.
✐ 7. Identificeer de alcoholen A, B, C, D.
C4-3
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Opruimen Afval van onderdeel A in organisch afval (OOS: overige
organische stoffen); afval van onderdelen B en C in het
afvalvat voor zware metalen (ZM).
C4-4
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Omslagtraject zuur-base-indicatoren C5Inleiding Om een indicatie te krijgen van de pH van een vloeistof
gebruikt men zuur-base-indicatoren. Deze indicatoren zijn
stoffen waarvan de kleur afhankelijk is van de pH van de
vloeistof waarin ze zijn opgelost. Er bestaan tientallen zuur-
base-indicatoren. In tabel 52A van Binas staat een overzicht
van 19 zuur-base-indictoren en hun kleur bij lagere en hogere
pH-waarden. Met een buisjesplaat kan op eenvoudige wijze
een tabel gemaakt worden, waarin te zien is welke kleur de
oplossingen bij welke pH-waarde hebben.
Benodigdheden � Buisjesplaat
� Indicator-oplossing(en)
� Oplossingen met pH = 1 t/m pH = 12
Voorschrift Onderstaande tabel geeft de buisjesplaat weer. De nummers
van de kolommen 1 t/m 12 stellen tevens pH-waarden voor.
In iedere rij kan een andere indicator uitgeprobeerd worden.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
A
B
C
D
E
F
G
H
Uitvoering ➀ Doe twee druppels oplossing met pH = 1 in elk van de
buisjes van kolom 1.
➁ Doe twee druppels oplossing met pH = 2 in elk van de
buisjes van kolom 2.
➂ Doe op deze wijze ook de andere oplossingen in de bij
hun pH horende buisjes.
➃ Doe één druppel van een indicator-oplossing in elk van
de buisjes van rij A.
➄ Doe op deze wijze ook de andere indicator-oplossingen
in de andere rijen.
C5-1
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
✐ 1. Neem je waarnemingen met kleurpotlood of viltstift over
in (een kopie van) de tabel.
De pH-waarden waartussen een indicator van kleur verandert
noemt men het omslagtraject van die indicator.
De meeste indicatoren geven slechts aan of de pH boven,
onder, of tussen twee waarden in ligt. Een universeelindicator
geeft meer informatie. Dit komt omdat deze indicator een
mengsel is van verschillende indicatoren. Als je dit mengsel
in papier drenkt en je droogt daarna het papier, dan heb je
universeelindicatorpapier (pH-papier) gemaakt.
✐ 2. Vergelijk de door jou gevonden omslagtrajecten met de
gegevens uit tabel 52A van Binas.
✐ 3. Uit welke indicatoren denk je dat de universeelindicator
bestaat?
Opruimen Zuig de buisjes leeg met een afzuigapparaat. Aanslag kan
verwijderd worden met een wattenstaafje.
C5-2
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Eigenschappen vanreacties D
Inhoud
D1 Gebruik van een katalysator: De bereiding van
1-butylethanoaat
D2 Bepaling van de evenwichtsconstante van een verestering
D3 Beïnvloeding van een evenwicht: Zuur-gekatalyseerde
‘azeotropische’ verestering
D-i
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Gebruik van eenkatalysator
De bereiding van1-butylethanoaat
D1
Inleiding Een alcohol en een carbonzuur kunnen met elkaar reageren
tot een ester. Hierbij ontstaat ook water. De instelling van
dit evenwicht is traag bij kamertemperatuur. De snelheid
waarmee het evenwicht zich instelt kan worden beïnvloed
door de temperatuur van het reactiemengsel te veranderen of
een katalysator toe te voegen.
✐ 1. Geef de reactievergelijking van een veresteringsreactie.
Maak gebruik van structuurformules.
Een ester wordt gevormd door een alcohol en een carbonzuur
te verhitten. In dit experiment ga je testen hoe groot de
invloed van een katalysator is op het verloop van de
veresteringsreactie tussen 1-butanol en ethaanzuur.
Benodigdheden � 1 ml 1-butanol
� 1 ml ethaanzuur (azijnzuur)
� 2 druppels geconcentreerd zwavelzuur
� 1 ml injectiespuit
� Langhalskolf
� Kooksteentje
� Verbindingsstuk met staafje
� Terugvloeikoeler
� Septum
� Dunne injectienaald
� Stopwatch of horloge
� Erlenmeyer
Gevaren en
milieu
Ethaanzuur irriteert luchtwegen, huid en ogen.
1-butanol wordt opgenomen door de huid.
Pas op! Werk voorzichtig met geconcentreerd zwavelzuur!
Het kan ernstige brandwonden veroorzaken en het tast papier
en textiel aan.
1-butylethanoaat kan verschillende kunststoffen aantasten.
Ruik er voorzichtig aan, het kan de luchtwegen irriteren!
Afval van dit experiment moet in het vat voor overige
organische stoffen (OOS).
D1-1
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Voorschrift Voor deze proef kun je samenwerken met een ander
tweetal. De ene groep voert onderstaande experiment uit
met zwavelzuur als katalysator, de andere groep zonder.
➀ Zet het zandbad aan. Zorg ervoor dat de temperatuur van
het zandbad niet hoger wordt dan 200˚C door na ongeveer 10
minuten de dimmer in te stellen. Ga intussen verder met de
volgende stap.
➁ Breng met de injectiespuit 1 ml 1-butanol en 1 ml
ethaanzuur in de langhalskolf en voeg een kooksteentje toe.
➂ Als je het experiment gaat uitvoeren met katalysator,
voeg je hieraan nog 2 druppels geconcentreerd zwavelzuur
toe.
➣ Pas op! Voeg het geconcentreerd zwavelzuur zeer voorzichtig
toe!
➃ Bouw met de langhalskolf een opstelling voor het
verhitten van een vloeistof en sluit deze opstelling af met het
septum en de dunne naald. Als je niet weet hoe dit moet,
kijk dan bij de standaardopstellingen: experiment A1.
➄ Bevestig de opstelling aan het statief en laat de
opstelling voorzichtig op het voorverwarmde zandbad
zakken.
➅ Het mengsel moet 15 minuten koken. Noteer de tijd of
druk de stopwatch in als je de eerste kookverschijnselen
waarneemt. Zorg dat het mengsel rustig blijft koken; de
condens mag niet hoger komen dan tot 1/3 van de hoogte van
de terugvloeikoeler. Als je niet weet hoe je het kookgedrag
moet regelen, kijk dan bij het verwarmingselement in
‘Kennismaking’.
➆ Vul een erlenmeyer tot de helft met koud water.
➇ Als het mengsel 15 minuten heeft gekookt, schenk je de
inhoud van de langhalskolf in de erlenmeyer.
➈ Ruik aan de erlenmeyer en vergelijk de resultaten van de
reactie met en zonder katalysator.
Opruimen Het kooksteentje kan worden weggegooid in de vuilnisbak.
De inhoud van de erlenmeyer wordt weggegooid in het
afvalvat voor overige organische stoffen (OOS). Spoel het
verbindingsstuk en het septum om met aceton en laat ze
buiten de opbergkoffer uitdampen.
✐ 2. Wat is je conclusie over het verloop van de veresterings-
D1-2
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
reactie met en zonder katalysator?
✐ 3. In de industrie moeten reacties zo snel en efficiënt
mogelijk verlopen. Leg op basis van de resultaten van dit
experiment uit, of het nuttig is om een katalysator te
gebruiken bij de verestering van 1-butanol en ethaanzuur.
D1-3
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Bepaling van deevenwichtsconstante vaneen verestering
D2Inleiding De verestering van een alcohol met een alkaanzuur is geen
aflopende reactie. Er stelt zich na verloop van tijd een
evenwicht in. De evenwichtsconstante K is een maat voor de
ligging van een evenwicht. In dit experiment ga je de
evenwichtsconstante bepalen voor de reactie van 1-butanol
met ethaanzuur.
✐ 1. Geef de reactievergelijking van de veresteringsreactie
tussen 1-butanol en ethaanzuur en schrijf de evenwichtsvoor-
waarde van deze reactie op.
De evenwichtsconstante van een verestering kun je berekenen
als je de concentraties van alle stoffen in de concentratiebreuk
kent. Om te voorkomen, dat je de concentratie van alle
stoffen moet gaan bepalen is het nuttig om de concentratie-
breuk zoveel mogelijk te vereenvoudigen. Dit ga je nu
stapsgewijs doen.
In dit experiment voer je de verestering uit met evenveel
molen 1-butanol als ethaanzuur (een equimolair mengsel).
Stel dat de reactie wordt gestart met x mol van beide
uitgangsstoffen. Als na verloop van tijd het evenwicht zich
heeft ingesteld, is er y mol ester gevormd.
✐ 2. Hoeveel mol van de uitgangsstoffen, uitgedrukt als
functie van x en y, is er na instelling van het evenwicht nog
aanwezig in het reactiemengsel?
✐ 3. Schrijf de evenwichtscontstante K op als functie van x
en y.
De evenwichtsconstante K is nu te berekenen door x en y te
bepalen. In dit experiment ga je dit doen, door de hoeveelheid
ethaanzuur voor de reactie (de blanco) en na het instellen van
het evenwicht te bepalen.
✐ 4. Laat zien, dat je hieruit de waarde van zowel x als y kunt
afleiden.
Vblanco is de hoeveelheid natronloog die nodig is om de
blanco te titreren. De hoeveelheid die nodig is om het
evenwichtsmengsel te titreren noemen we Vevenwicht.
D2-1
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Voor K geldt dan:
K = ( V blanco − V evenwicht )
2
V evenwicht2 (formule 1)
✐ 5. Leid bovenstaande formule af. Neem de formule die je
bij vraag drie hebt gevonden als uitgangspunt.
Omdat het volume van een hoeveelheid natronloog evenredig
is met de massa, geldt een vergelijkbare formule voor
wegend titreren. In dit geval wordt de massa van de
natronloog ingevuld in formule 1.
Het voorschrift voor dit experiment bestaat uit twee delen.
Je begint met het voorschrift ‘verestering’. Als de
veresteringsreactie is ingezet, kun je de blanco gaan
titreren. Gebruik hiervoor het voorschrift ‘titratie’. Na
afloop van de verestering gebruik je ditzelfde voorschrift
voor de titratie van het reactiemengsel.
A. Verestering
Benodigdheden � 1 ml equimolair mengsel van 1-butanol en ethaanzuur
(azijnzuur)
� 150 mg katalysator
� Kooksteentje
� Langhalskolf
� Terugvloeikoeler
� Verbindingsstuk met staafje
� Septum
� Dunne naald
� 1 ml injectiespuit
� Stopwatch of horloge
� Bakje met ijs
� Bekerglas voor het inleveren van de katalysator
Gevaren en
milieu
Kijk uit met ethaanzuur: het irriteert luchtwegen, huid en
ogen.
1-butanol wordt opgenomen door de huid.
1-butylethanoaat kan verschillende kunststoffen aantasten.
Ruik er voorzichtig aan, het kan de luchtwegen irriteren!
Afval van deze stoffen moet in het vat voor overige
organische stoffen (OOS).
D2-2
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Voorschrift ➀ Zet het zandbad aan. Zorg ervoor dat de temperatuur van
het zandbad niet hoger wordt dan 200°C door na ongeveer 10
minuten de dimmer in te stellen.
Ga intussen verder met stap ➁ .
➁ Weeg in de langhalskolf 150 mg katalysator af.
➂ Breng met de injectiespuit zo nauwkeurig mogelijk
1 ml equimolair mengsel in de langhalskolf:
Zet de naald op de injectiespuit en vul de injectiespuit met
het mengsel. Als er een luchtbel aanwezig is, houd je de
spuit met de naald naar boven en klop je de luchtbel weg.
Druk nog een beetje vloeistof uit de spuit om te voorkomen
dat er weer een luchtbel ontstaat als je de spuit weer
omdraait. Als er een druppel aan de naald hangt, veeg je die
voorzichtig weg met een stukje papier.
➃ Voeg een kooksteentje toe.
➄ Bouw met de langhalskolf een opstelling voor het
verhitten van een vloeistof en sluit deze opstelling af met het
septum en de dunne naald. Als je niet weet hoe dit moet,
kijk dan bij de standaardopstellingen in experiment A1.
➅ Bevestig de opstelling aan het statief en laat de
opstelling voorzichtig op het voorverwarmde zandbad
zakken.
➆ Het mengsel moet precies 30 minuten koken. Noteer de
tijd of druk de stopwatch in zodra het mengsel begint te
koken! Zorg dat het mengsel rustig blijft koken, de condens
mag niet hoger komen dan tot 1/3 van de hoogte van de
terugvloeikoeler. Als je niet weet hoe je het kookgedrag
moet regelen, kijk dan bij het verwarmingselement in
‘Kennismaking’.
➇ Voer nu de titratie van de blanco uit. Houd wel de tijd in
de gaten!
➈ Na 30 minuten koken wordt het ingestelde evenwicht
‘vastgevroren’ door de opstelling in ijs te plaatsen.
➉ Voer de titratie van het reactiemengsel uit.
B. Titratie
Benodigdheden � Ethanol
� Demiwater
� Fenolftaleïne indicator-oplossing
� 0,1 M natronloog
� 1 ml injectiespuit met naald
� 2 maatkolven van 25 ml
� Pasteurpipet met rechte punt
D2-3
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
� Pipetballonnetje
� 3 erlenmeyers
� Glazen trechter
� Rond filtreerpapier
� Erlenmeyer 50 of 100 ml
Voorschrift Maak de monsters voor de titratie klaar:
➀ Blanco: Breng met de injectiespuit zo nauwkeurig
mogelijk 1 ml van het equimolaire mengsel in een 25 ml
maatkolf. Vul de maatkolf tot de streep aan met ethanol.
➁ Evenwicht: Zet de pasteurpipet met de punt op de
bodem van de langhalskolf. Knijp de lucht uit het
pipetballonnetje en zuig dan voorzichtig het reactiemengsel
op in de pasteurpipet. Zorg dat de katalysator en het
kooksteentje in de rondbodem achterblijven! De inhoud van
de langhalskolf wordt op deze manier helemaal overgebracht
in de maatkolf. Voeg enkele milliliters ethanol toe aan de
langhalskolf en breng daarna de inhoud van de langhalskolf
met de pasteurpipet op dezelfde manier weer over in de
maatkolf. Doe dit nog twee maal. Zo blijft er zo min
mogelijk van je product achter in de langhalskolf. Vul de
maatkolf verder aan met ethanol.
➂ Als je het monster niet op dezelfde dag gaat titreren,
moet de inhoud van de maatkolf gefiltreerd worden. Zet een
glazen trechter in een 50 of 100 ml erlenmeyer en zet er een
gevouwen papieren filter in. Schenk de inhoud van de
maatkolf uit in het filter. Restjes katalysator worden zo
verwijderd uit de oplossing. De oplossing van het
evenwichtsmengsel is nu lang houdbaar.
Voer de titratie van elk mengsel (blanco en evenwicht) in
drievoud uit:
➃ Breng zo nauwkeurig mogelijk 0,5 ml mengsel met de
injectiespuit over in een 10 ml erlenmeyer.
Voeg 1 ml water en een druppeltje fenolftaleïne indicator-
oplossing toe.
➄ Weeg de erlenmeyer en noteer de massa.
➅ Voeg met de 1 ml injectiespuit voorzichtig zoveel
natronloog toe aan het mengsel, dat de kleur net omslaat.
➆ Weeg de erlenmeyer opnieuw en noteer de massa. Trek
de massa van de lege erlenmeyer hiervan af. Dit is de massa
van de toegevoegde natronloog.
Opruimen Spoel de katalysator en het kooksteentje met water uit de
langhalskolf en vang het op in het bekerglas.
D2-4
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
✃ Lever dit in bij de docent: de katalysator kan opnieuw
gebruikt worden.
De overgebleven monsters in de maatkolven bevatten
organische stoffen en worden weggegooid in het afvalvat
voor overige organische stoffen (OOS).
De getitreerde monsters in de 10 ml erlenmeyers kunnen met
water worden weggespoeld door de gootsteen.
Spoel de verbindingsstukken en het septum om met aceton
en laat ze buiten de opbergkoffer uitdampen.
✐ 6. Bepaal voor de blanco en voor het evenwichtsmengsel
het gemiddelde van de drie gevonden titratiewaarden.
✐ 7. Bereken met deze waarden en met behulp van formule 1
de waarde van K.
✐ 8. De literatuurwaarde voor de evenwichtsconstante van
deze verestering is ongeveer 4. Druk y uit als functie van x
voor deze waarde en doe dit ook de waarde die je zelf hebt
gevonden in deze proef. Gebruik hiervoor de formule uit
vraag 3. Wat kun je op grond hiervan zeggen over de
instelling van het evenwicht tijdens deze proef?
D2-5
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Beïnvloeding van eenevenwicht
Zuur-gekatalyseerde‘azeotropische’ verestering
D3
Inleiding De verestering is een reactie waarvan het evenwicht zich
traag instelt. Door een katalysator toe te voegen stelt het
reactie-evenwicht zich sneller in, maar verandert de ligging
ervan niet. Dit betekent dat er naast het gewenste product
altijd alcohol en carbonzuur aanwezig blijven in het
reactiemengsel.
Om zoveel mogelijk ester te krijgen, moet de ligging van
het reactie-evenwicht worden verschoven. Dit kan worden
bereikt door bijvoorbeeld een van de uitgangsstoffen in
overmaat te gebruiken of door een van de reactieproducten uit
het mengsel te verwijderen.
✐ 1. Geef de reactievergelijking van de veresteringsreactie
tussen 1-butanol en ethaanzuur en schrijf de evenwichtsvoor-
waarde op.
✐ 2. Leg met behulp van de evenwichtsvoorwaarde uit,
waarom de hierboven genoemde maatregelen leiden tot een
verschuiving van het evenwicht naar de kant van de ester.
✐ 3. Zoek de kookpunten op van 1-butanol, ethaanzuur en
water. Het kookpunt van 1-butylethanoaat is 127°C.
figuur 1
In dit experiment ga je proberen de verestering van 10 mmol
1-butanol met 10 mmol ethaanzuur (een equimolair
mengsel) aflopend te maken. Je doet dit door tijdens de
D3-1
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
veresteringsreactie een product af te destilleren. Door gebruik
te maken van de opstelling in figuur 1 kan het destillaat
worden opgevangen in de zijarm van het T-stuk.
✐ 4. Wat verwacht je als destillaat op te vangen in de zijarm
van het T-stuk?
Benodigdheden � 1,5 ml equimolair mengsel van 1-butanol en ethaanzuur
(azijnzuur)
� 200 mg katalysator
� 3 ml injectiespuit
� Korthalskolf
� Kooksteentje
� Verbindingsstuk met staafje
� T-stuk
� Kurkje (passend op T-stuk)
� Verbindingsstuk
� Terugvloeikoeler
� Septum
� Dunne injectienaald
� Erlenmeyer
� Bekerglas voor het inleveren van de katalysator
Gevaren en
milieu
Kijk uit met ethaanzuur: het irriteert luchtwegen, huid en
ogen.
1-butanol wordt opgenomen door de huid.
1-butylethanoaat kan verschillende kunststoffen aantasten.
Ruik er voorzichtig aan, het kan de luchtwegen irriteren!
Afval van deze stoffen moet in het vat voor overige
organische stoffen (OOS).
Voorschrift ➀ Zet het zandbad aan. Zorg ervoor dat de temperatuur van
het zandbad niet hoger wordt dan 200°C door na ongeveer 10
minuten de dimmer in te stellen.
Ga intussen verder met stap ➁ .
➁ Weeg in de korthalskolf 200 mg katalysator af. Breng
met de injectiespuit 1,5 ml equimolair mengsel in de
korthalskolf. Voeg een kooksteentje toe.
➂ Bouw de opstelling zoals is weergegeven in de figuur 1.
Het is de bedoeling dat de opstelling, net als in figuur 1,
onder een hoek van ongeveer 45° aan het statief wordt
bevestigd. Laat de opstelling voorzichtig op het voorver-
warmde zandbad zakken.
✐ 5. Waarom moet je de opstelling schuin zetten, en niet
D3-2
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
rechtop?
➃ Noteer de tijd op het moment dat het mengsel begint te
koken. Zorg dat het mengsel rustig blijft koken, de condens
mag niet hoger komen dan tot 1/3 van de hoogte van de
terugvloeikoeler. Als je niet weet hoe je het kookgedrag
moet regelen, kijk dan bij het verwarmingselement in
‘Kennismaking’.
➄ Let tijdens het verloop van de reactie op wat er gebeurt
in de zijarm van het T-stuk.
➅ Zodra je in de zijarm niets meer ziet veranderen (of na
maximaal 30 minuten) schuif je de opstelling zonder te
kantelen voorzichtig omhoog, zodat het glaswerk iets kan
afkoelen.
➆ Verwijder nu heel voorzichtig het T-stuk van de
korthalskolf zoals in de figuur 2 staat aangegeven. Zorg dat
er niets uit de zijarm loopt!
figuur 2
➇ Steek de opening van het T-stuk in de erlenmeyer en
vang de inhoud van de zijarm op. Door de zijarm van het
T-stuk omhoog te draaien kun je ook het laatste beetje van
de vloeistof overbrengen in de erlenmeyer.
➈ Ruik voorzichtig aan inhoud van de erlenmeyer en van
de korthalskolf. Vergelijk de geur.
Opruimen De inhoud van de korthalskolf en de erlenmeyer bevatten
organische stoffen en moeten worden weggegooid in het
afvalvat voor overige organische stoffen (OOS).
✃ Zorg ervoor dat de katalysator en het kooksteentje in de
korthalskolf achterblijven als je de kolf leegschenkt in het
afvalvat (decanteren). Vul de kolf met een beetje aceton om
de rest van de ester te verwijderen. Decanteer dit ook
voorzichtig in het afvalvat. Spoel de katalysator en het
kooksteentje met water uit de korthalskolf en vang het op in
het bekerglas. Lever dit in bij de docent.
D3-3
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Spoel de verbindingsstukken en het septum om met aceton
en laat ze buiten de opbergkoffer uitdampen.
✐ 6. Komen je waarnemingen tijdens de proef overeen met de
verwachting die je bij vraag 4. hebt uitgesproken?
✐ 7. Welke stoffen zijn er volgens jou in de zijarm van het
T-stuk aanwezig als de reactie is afgelopen? Denk aan de
waarneming, die je in stap ➈ hebt gedaan. Verwachtte je dit
resultaat op basis van de kookpunten van de stoffen?
D3-4
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Syntheses
EInhoud
E1 Esters: geuren en smaken
E2 Aspirine
E3 Oranje II
E4 Indigo
E5 Fenolftaleïne
E6 Fluoresceïne
E7 Methyloranje
E8 Paracetamol
E-i
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Esters
geuren en smaken E1Inleiding Esters zijn verbindingen die karakteristieke geuren hebben.
De geuren van vruchten worden vaak bepaald door mengsels
van esters. Synthetische esters, of uit vruchten geïsoleerde
esters, worden dan ook gebruikt als geur- en smaakstoffen
voor voedingsmiddelen. Het is de bedoeling om in deze proef
enkele esters met karakteristieke geuren te synthetiseren.
Een ester kan worden gevormd uit een alcohol en een
carbonzuur. De reaktie wordt door zuur gekatalyseerd: in dit
experiment wordt de H+ door een ionenwisselaar geleverd. De
esters die in aanmerking komen om te synthetiseren zijn:
tabel 1
ester geur kookpunt (°C)
2-methylpropylmethanoaat aardbei 98,4
propylethanoaat peer 101,7
1-butylethanoaat zuurtjeslucht 127
3-methyl-butylethanoaat banaan 142
fenyl-methylethanoaat perzik 206
octylethanoaat sinaasappel 210
Veresteringsreacties zijn vaak evenwichtsreacties. Om toch
tot een vrijwel volledige omzetting van de alcohol en het
carbonzuur te komen, worden de gevormde ester en het water
verwijderd. Dit gebeurt door de condenserende damp - die
voornamelijk uit ester en water bestaat - op te vangen in een
zijarm van de opstelling. Aangezien ester en water niet
mengen ontstaan daar twee vloeistoflagen.
Kies uit tabel 1 de ester die je gaat maken. Beantwoord voor
deze ester eerst de volgende vragen.
✐ 1. Schrijf de reactievergelijking op voor de synthese van de
ester. Geef de namen van de alcohol en het carbonzuur.
✐ 2. Zoek de molaire massa’s en de dichtheden van de alcohol
en het carbonzuur op. Voor de synthese van de ester heb je
10 mmol alcohol en 10 mmol carbonzuur nodig. Reken uit
E1-1
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
hoeveel milliliter dit is.
Benodigdheden � 10 mmol alcohol
� 10 mmol carbonzuur
� 200 mg katalysator
� 1 ml injectiespuit
� Korthalskolf
� Kooksteentje
� Verbindingsstuk met staafje
� T-stuk
� Kurkje (passend op T-stuk)
� Verbindingsstuk
� Terugvloeikoeler
� Septum
� Dunne injectienaald
� Erlenmeyer
� Bekerglas voor het inleveren van de katalysator
Gevaren en
milieu
Kijk uit met azijnzuur en mierenzuur: het irriteert lucht-
wegen, huid en ogen. De alcoholen zijn ontvlambaar en
schadelijk bij inademing en opname door de mond.
1-octanol is irriterend voor ogen, longen en huid.
1-butanol wordt opgenomen door de huid.
Ruik voorzichtig aan de esters, ze kunnen de luchtwegen
irriteren!
Afval van alle stoffen moet in het vat voor overige
organische stoffen (OOS).
Voorschrift ➀ Zet het zandbad aan. Zorg ervoor dat de temperatuur van
het zandbad niet hoger wordt dan 200°C door na ongeveer
tien minuten de dimmer in te stellen. Ga intussen verder met
de volgende stap.
➁ Weeg in de korthalskolf 200 mg katalysator af.
➂ Voeg aan de kolf 10 mmol carbonzuur en 10 mmol
alcohol toe. Het juiste volume heb je berekend bij vraag 2.
➃ Bouw de in figuur 1 getekende opstelling.
Het is de bedoeling dat de opstelling onder een hoek van
ongeveer 45° aan het statief wordt bevestigd.
E1-2
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
figuur 1
Laat de opstelling voorzichtig op het voorverwarmde zandbad
zakken.
➄ Noteer de tijd op het moment dat het mengsel begint te
koken. Zorg dat het mengsel rustig blijft koken; de condens
mag niet hoger komen dan tot 1/3 van de hoogte van de
terugvloeikoeler. Als je niet weet hoe je het kookgedrag
moet regelen, kijk dan bij het verwarmingselement in
‘Kennismaking’.
➅ Let tijdens het verloop van de reactie op wat er gebeurt
in de zijarm van het T-stuk.
➆ Zodra je in de zijarm niets meer ziet veranderen (of na
maximaal 30 minuten) schuif je de opstelling voorzichtig
omhoog zodat het glaswerk iets kan afkoelen.
➇ Schenk de inhoud van de zijarm terug in de korthalskolf.
Verwijder het bovenste deel van de opstelling (het T-stuk en
de terugvloeikoeler).
➈ Ruik voorzichtig aan inhoud van de korthalskolf.
Vergelijk de geur met de geur van de uitgangsstoffen.
Opruimen De inhoud van de korthalskolf en de erlenmeyer bevatten
organische stoffen en moeten worden weggegooid in het
afvalvat voor overige organische stoffen (OOS). Zorg ervoor
dat de katalysator en het kooksteentje in de korthalskolf
achterblijven als je de kolf leegschenkt in het afvalvat
(decanteren). Vul de kolf met een beetje aceton om de rest
van de ester te verwijderen. Decanteer dit ook voorzichtig in
het afvalvat.
✃ Spoel de katalysator en het kooksteentje met water uit de
E1-3
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
korthalskolf en vang het op in het bekerglas. Lever dit in bij
de docent.
Spoel de verbindingsstukken en het septum om met aceton
en laat ze buiten de opbergkoffer uitdampen.
✐ 3. Je hebt de geur van het reactieproduct vergeleken met de
geuren van de uitgangsstoffen. Wat kun je op basis van deze
waarnemingen zeggen over het verloop van de verestering?
E1-4
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Aspirine
E2Inleiding Aspirine is het meest verkochte geneesmiddel aller tijden. De
‘zegetocht’ van de pijnstiller begon op 11 oktober 1897,
toen Felix Hoffman voor het eerst zuiver acetylsalicylzuur
maakte om de reumatische pijnen van zijn vader te
verlichten. Salicylzuur was al bekend als pijnstiller, maar
heeft een bittere smaak en veroorzaakt maagklachten. De
‘azijnzure ester van salicylzuur’ wordt beter verdragen.
C
O H
O
O H
salicylzuur
‘Aspirine’ en ‘salicylzuur’ zijn mooie voorbeelden van
triviale naamgeving. Veel stoffen ontlenen hun naam aan
hun herkomst, zoals azijnzuur en mierenzuur. Verbindingen
van salicylzuur komen voor in de bast van de wilg, en de
botanische naam voor de wilg is salix. Ook de bloemen van
de spirea (een moerasplant) bevatten salicylzuur, en deze
plant leverde de merknaam.
✐ 1. Wat is de systematische naam van salicylzuur?
In dit experiment wordt acetylsalicylzuur gemaakt door
salicylzuur met azijnzuuranhydride (formule: (CH3CO)2O) te
laten reageren. Daarbij ontstaat ook azijnzuur (ethaanzuur).
✐ 2. Geef de reactievergelijking in structuurformules.
✐ 3. Wat wordt in overmaat gebruikt als 0,3 ml azijnzuur-
anhydride wordt toegevoegd aan 138 mg salicylzuur? De
dichtheid van azijnzuuranhydride is 1,082 kg·l–1.
Benodigdheden � Salicylzuur
� Fosforzuur
� Azijnzuuranhydride
� Water
� IJs
� Kooksteentje
� Reageerbuisje
� Bekerglas (30 ml)
� Horlogeglas
E2-1
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Gevaren en
milieu
Azijnzuuranhydride en fosforzuur hebben een sterk bijtende
werking op de huid, in de ogen en bij inademing, en kunnen
brandwonden veroorzaken.
Salicylzuur is schadelijk bij inademing, opname door de
mond en aanraking met de huid, en is irriterend aan ogen,
ademhalingswegen en de huid.
Voorschrift ➀ Zet het zandbad aan (hoogste stand). Zet de dimmer op
stand 2 als de temperatuur van het zandbad 100°C is.
➁ Weeg ondertussen 138 mg salicylzuur af en doe dat in
een reageerbuis. Voeg een kooksteentje toe.
➂ Voeg eerst een klein druppeltje fosforzuur toe en daarna
0,3 ml azijnzuuranhydride. Verwarm het reageerbuisje in het
zandbad. Laat de oplossing niet koken. Schud het mengsel af
en toe door tegen het reageerbuisje aan te tikken.
➃ Haal het reageerbuisje na 5 minuten uit het zandbad en
voeg voorzichtig 0,2 ml water toe. Het water reageert exo-
therm met de overmaat azijnzuuranhydride. Voeg als de
reactie voorbij is 0,3 ml water toe. Laat het mengsel rustig
afkoelen tot kamertemperatuur.
➄ Zet het reageerbuisje 10 minuten in een bekerglas met
ijs. Als er geen kristallen ontstaan, kras dan met een glazen
pasteurpipet aan de binnenkant van het reageerbuisje.
➅ Verwijder de moederloog (de vloeistof). Dat kan op twee
manieren: opfiltreren of affiltreren.
Opfiltreren Neem een pasteurpipet met een gave punt. Knijp zacht in het
speentje en duw de punt tot op de bodem van het reageerbuis-
je.
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1 0
0.75
0 5
E2-2
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
De kleine opening tussen het glas van de pipet en het glas
van het reageerbuisje werkt als filter. Zuig de moederloog
op.
Affiltreren Leg een filtreerpapiertje in de filtertrechter. Sluit de afzuig-
erlenmeyer aan op een waterstraalpomp. Zet de filtertrechter
in de afzuigerlenmeyer. Giet het reageerbuisje leeg op het
filter. Spoel achtergebleven kristallen met koud water uit het
reageerbuisje op het filter.
➆ Droog de kristallen door ze op een filtreerpapiertje te leg-
gen en daar een ander filtreerpapiertje op te drukken. Breng de
gedroogde kristallen over op een vantevoren gewogen
horlogeglas. Nu kan het product gewogen worden.
Opruimen Alle chemicaliën kunnen met veel water door de gootsteen
gespoeld worden.
✐ 4. Het verkregen product kan gezuiverd worden door het te
wassen met koud water. Welke bij de reactie betrokken
stoffen (uitgangsstoffen en producten) kunnen op die manier
verwijderd worden?
E2-3
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Oranje II
E3Inleiding Een belangrijke groep van synthetische kleurstoffen wordt
gevormd door de azokleurstoffen. Deze worden gekarakteri-
seerd door een azogroep: -N=N-; de algemene formule voor de
kleurstoffen is R-N=N-R’. R is een benzeenring, R’ is ook
een benzeenring of -CH=C(OH)-alkyl. Substituenten aan een
of beide benzeenringen zorgen voor een goede hechting aan
het te kleuren materiaal.
Voorbeelden zijn aniline-geel:
N N N H2
aniline-geel
methyloranje, te gebruiken als zuur-base indicator:
N N N
methyloranje
O 3S
C H3
C H3
-Na+
oranjegeel S, dat als E110 is toegelaten als kleurstof in onder
andere mosterd, mayonaise, vla, frisdrank, snoep en zoetzuur:
O 3S N N
H O
S O3
Na+ -
Na+
oranjegeel S
-
en oranje II, de kleurstof die in dit experiment wordt
gemaakt:
NNO3S-Na+
oranje II
H O
Azokleurstoffen zijn volledig synthetisch; er is geen natuur-
lijke bron. Het gebruik als kleurstof in voedsel staat ter
discussie omdat azokleurstoffen allergie en voedselintoleran-
tie zouden kunnen opwekken.
E3-1
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
De bereiding van azokleurstoffen verloopt als volgt:
In de eerste stap wordt van een aromatische amine (ArNH2)
een diazoniumzout (met een -N+≡N groep) gemaakt:
Ar-NH2 + 2HY + NaNO2 → Ar-N+≡N Y– + NaY + 2H2O
(Y = Cl, HSO4, etc.)
Diazotering Deze stap wordt diazotering genoemd.
In de tweede stap vindt de synthese van de azokleurstof
plaats: Ar-N+≡N Y– + R-H → Ar-N=N-R + HY
Azokoppeling Deze stap wordt azokoppeling genoemd.
✐ 1. In dit experiment wordt eerst het amine gemaakt door
sulfanilzuur (4-aminobenzeensulfonzuur) te laten reageren
met natriumcarbonaat:
N H3+
SO3-
2
N H2
SO3-Na+
2+ Na2CO3 + CO2 + H2O
Schrijf de vorming van het diazoniumzout op in structuurfor-
mules. Als zuur wordt zoutzuur gebruikt.
✐ 2. Schrijf de azokoppeling waarbij oranje II ontstaat op in
structuurformules.
✐ 3. Wat voor type reactie is de azokoppeling?
Benodigdheden � Sulfanilzuur
� Natriumcarbonaat-oplossing (28 g·l–1)
� Natriumnitriet
� Geconcentreerd zoutzuur
� 2-naftol in 3M natriumhydroxide (180 g·l–1)
� Natriumchloride
� Water
� Natriumsulfaat-oplossing (0,8 M)
� Zwavelzuur (1 M)
� Reageerbuisje
� Kooksteentje
� IJsbad
� 1 ml injectiespuit met naald
� Bekerglas (25 ml)
� Afzuigerlenmeyer
� Filtertrechter
� Filtreerpapier
� Textielstrookje
� Pincet
E3-2
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Gevaren en
milieu
Natriumnitriet is giftig.
Diazoniumzouten: vermijd huidcontact. Sommige diazonium-
zouten ontleden explosief in droge toestand. In opgeloste
toestand is er bij ontleding geen gevaar.
Geconcentreerd zoutzuur is corrosief; vermijd huidcontact.
2-Naftol kan irritatie veroorzaken. Adem geen stof in en ver-
mijd huidcontact.
Sulfanilzuur en 2-naftol zijn schadelijk voor waterorganis-
men. Gooi dus geen afval door de gootsteen.
Oranje II is ongevaarlijk, maar het kleurt huid en kleding.
Uit kleding is de kleurstof niet meer te verwijderen. Draag
dus een labjas.
Voorschrift ➀ Zet het zandbad aan (stand 9).
Bereiding amine ➁ Weeg 120 mg sulfanilzuur af en doe dat samen met een
kooksteentje in een reageerbuisje. Voeg hieraan 1,25 ml van
de natriumcarbonaat-oplossing toe. Verwarm het reageerbuis-
je in het zandbadje tot er geen vaste stof meer is.
➂ Koel de oplossing af door het reageerbuisje in een beker-
glaasje met water te dompelen. Het amine kan gaan uitkristal-
liseren, maar dat heeft geen invloed op de synthese.
➃ Zet een bekerglaasje met 15 ml heet water op het hete
zandbad en dek het af met een horlogeglas. Voor het verfbad
(stap 9) is kokend water nodig.
Diazotering ➄ Voeg 50 mg natriumnitriet aan de afgekoelde oplossing
toe, en meng de inhoud door een vinger langs de onderkant
van het reageerbuisje te halen:
3.5
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.75
0.5
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.75
0.5
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.75
0.5
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.75
0.5
3.5
➣ Diazoniumzouten zijn instabiel. Koel het reageerbuisje
daarom in een ijsbadje.
➅ Voeg ongeveer 1 ml ijs toe, maak hierbij gebruik van
de maatverdeling op het reageerbuisje. Druppel vervolgens
met de injectiespuit 0,125 ml geconcentreerd zoutzuur toe.
Meng de inhoud op dezelfde manier als bij stap 5 beschreven.
Er ontstaat meteen een wit neerslag, het diazoniumzout.
E3-3
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Azokoppeling ➆ Voeg 0,5 ml van de 2-naftol-oplossing toe aan het
gekoelde reageerbuisje met het diazoniumzout. Meng zoals
bij stap 5 beschreven. De kleurstof ontstaat meteen.
Zuivering ➇ Plaats het reageerbuisje in het bekerglas met heet water.
Voeg 0,25 g natriumchloride toe aan de inhoud van het
reageerbuisje en los dit op. Haal het buisje uit het waterbad
(laat het waterbad op het zandbad staan) en laat de
kleurstofoplossing op kamertemperatuur komen door het in
een bekerglaasje met koud water te dompelen. Plaats het
reageerbuisje daarna in een bekerglas met ijs en laat het 5
minuten staan. Leg een filtreerpapiertje in de filtertrechter en
filtreer de gevormde kristallen. Laat de kristallen op hetzelfde
filtreerpapiertje aan de lucht drogen.
Verven ➈ Los 50 mg Oranje II, 0,5 ml natriumsulfaat-oplossing,
en 5 druppels zwavelzuur onder roeren op in 15 ml heet
water. Breng de oplossing aan de kook en laat het textiel-
strookje circa 5 minuten ondergedompeld in het verfbad
liggen. Haal het er met een pincet uit, spoel het af met water
en laat het aan de lucht drogen.
Opruimen Het filtraat, de geconcentreerde kleurstofoplossing en de
kristallen (ook het filtreerpapier) gaan in het vat voor overige
organische stoffen (OOS). Spoel de filtertrechter met veel
water grondig schoon onder de kraan.
✐ 4. De zuiveringsstap waarbij natriumchloride wordt toe-
gevoegd, wordt ‘uitzouten’ genoemd. Het gevormde oranje II
is grotendeels opgelost in water. Door de grootte van het
molecule wordt oranje II echter slechter gehydrateerd dan de
ionen van anorganische zouten. Welke anorganische ionen
waren al aanwezig in de oplossing?
Water heeft maar een beperkte mogelijkheid om opgeloste
stoffen te hydrateren. Door toevoegen van natriumchloride,
dat beter gehydrateerd wordt dan oranje II, kan het oranje II
gaan neerslaan.
✐ 5. Kleine, hooggeladen ionen worden beter gehydrateerd dan
grote, laaggeladen ionen. Magnesiumchloride zou dus effec-
tiever zijn geweest dan natriumchloride (zie Binas, tabel
39A). Waarom heeft natriumchloride hier toch de voorkeur?
E3-4
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Indigo
E4Inleiding Indigo is een kleurstof die al meer dan 3500 jaar wordt
gebruikt om kleding te verven. Op windsels van Egyptische
mummies uit 1580 v. Chr. is indigo gevonden, en de schou-
derkappen in de Zeeuwse klederdracht zijn met indigo zwart-
blauw geverfd en winddicht gemaakt. Maar het bekendst is
indigo als kleurstof voor spijkerbroeken.
De indigoplant (Indigofera tinctoria) is de natuurlijke bron.
Vooral India was een grote leverancier van indigo. Eind
vorige eeuw werkten daar naar schatting een miljoen boeren
en arbeiders in duizenden kleine bedrijfjes aan het verbouwen
en verwerken van de indigoplant, en werd daar 5000 à
8000 km2 land voor gebruikt.
In 1879 slaagde de Duitse chemicus Adolf Baeyer (1835-
1917) er als eerste in om indigo te synthetiseren en de
structuur op te helderen.
NH
HN
O
O
indigo
Daarna duurde het nog tot 1896 voordat BASF op industriële
schaal indigo ging produceren. In 1904 volgde Hoechst met
een beter productieproces. De gevolgen voor de indigocultuur
in India waren rampzalig: het betekende de totale ondergang
van een bloeiende tak van bedrijvigheid.
✐ 1. In dit experiment wordt indigo gemaakt van 2-nitro-
benzaldehyde. In de eerste reactiestap wordt propanon gead-
deerd aan 2-nitrobenzaldehyde. Geef de reactievergelijking in
structuurformules.
Indigo is een zogenaamde kuipkleurstof. Het is onoplosbaar
in water, en dat is lastig bij het verven. Het wordt daarom in
basisch milieu gereduceerd tot het in loog oplosbare, kleur-
loze leuko-indigo (leukos is Grieks voor wit).
In de literatuur zijn twee formules te vinden voor
leuko-indigo: een diol (a) en het natriumzout (b).
E4-1
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
a
NH
HN
O H
H O
NH
HN
O- Na+
O-Na+
b
✐ 2. Schrijf de vergelijking (in structuurformules) op voor het
oplossen van leuko-indigo (a) in natronloog.
In de traditionele bereiding ontstond leuko-indigo tijdens het
fermenteren van de indigoplant. Synthetische indigo kan met
verschillende reductoren gereduceerd worden, zoals natrium-
dithioniet (Na2S2O4) in basisch milieu.
✐ 3. Dithioniet wordt geoxideerd tot sulfiet. Schrijf de
halfreactie op.
Het te kleuren textiel wordt in een kuip met de oplossing
van leuko-indigo gedrenkt. Leuko-indigo hecht met waterstof-
bruggen aan het textiel. Door het textiel na uitspoelen aan de
lucht te laten drogen oxideert de leuko-indigo tot indigo.
✐ 4. Geef een verklaring waarom een spijkerbroek vaal wordt
door slijtage (witte knieën, ‘stone-washed denim’)?
Benodigdheden � 2-nitrobenzaldehyde
� Propanon (aceton)
� Water
� Natronloog (1M en 3M)
� Ethanol
� Natriumdithioniet
� Lapje ongeverfd katoen
� Reageerbuisje
� 1 ml injectiespuit
� Afzuigerlenmeyer
� Filtertrechter
� Filtreerpapiertje
� Bekerglas (25 ml)
� Pincet
E4-2
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Gevaren en
milieu
2-Nitrobenzaldehyde is schadelijk en irriterend. Vermijd
huidcontact.
Natriumdithioniet kan in combinatie met een oxidator brand
veroorzaken en is gevoelig voor vocht. Houd de pot zoveel
mogelijk gesloten.
Voorschrift ➀ Zet het zandbad aan en verwarm een bekerglas met ruim
15 ml water en een kooksteentje. Dit wordt gebruikt bij het
verven. Ga intussen verder met stap ➁
Synthese van indigo ➁ Los in een reageerbuisje 100 mg 2-nitrobenzaldehyde op
in 0,3 ml aceton. Voeg 0,4 ml water toe als alle vaste stof
opgelost is.
➂ Voeg druppelsgewijs en onder goed schudden 0,4 ml 1M
natronloog toe. De oplossing wordt warm en kleurt donker.
Na enige tijd slaat donkerbruin tot violet gekleurde indigo
neer. Laat 5 minuten staan.
➃ Leg een filtreerpapiertje in de filtertrechter. Gebruik de
afzuigerlenmeyer en filtreer de kristallen af. Was de kristallen
met wat water tot het filtraat kleurloos is en was ze daarna
met 2 ml ethanol. Laat de kristallen op het filtreerpapiertje
aan de lucht drogen.
Verven met indigo ➄ Meng in het bekerglaasje met 15 ml kokend water de
verkregen indigo, 0,5 ml 3M natronloog en ongeveer 0,1
gram natriumdithioniet. Verwarm tot koken en wacht tot de
oplossing ontkleurd is. Voeg eventueel meer natriumdithio-
niet toe.
➅ Breng, terwijl de oplossing kookt, een lapje katoen in
de oplossing. Haal het lapje na ongeveer 10 minuten met een
pincet uit de oplossing, spoel het af onder de kraan en laat
het aan de lucht drogen.
Opruimen Laat de oplossing van leuko-indigo aan de lucht oxideren en
filtreer de gevormde indigo af. Gooi de indigo en het
filtreerpapiertje in de prullenbak en spoel het filtraat met veel
water door de gootsteen.
✐ 5. Vergelijk het geverfde lapje met een stuk spijkerstof,
bijvoorbeeld de pijp van een spijkerbroek. Is de spijkerbroek
ook door onderdompeling in een verfbad gekleurd?
✐ 6. Met bleekwater, een oplossing van natriumhypochloriet
(NaOCl) in water, kan spijkergoed gebleekt worden. Drogen
aan de lucht geeft geen vorming van indigo. Hoe komt dat?
E4-3
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Fenolftaleïne
E5Inleiding Fenolftaleïne is een bekende zuur-base-indicator. De naam is
een samentrekking van fenol en ftaalzuur. De indicator kan
eenvoudig gemaakt worden door fenol en ftaalzuuranhydride
met elkaar te laten reageren.
C
O
C
O
O
C
C
O
OHHO
O
+ 2
OH
H2SO4
In dit experiment maak je fenolftaleïne en bepaal je het
omslagtraject.
✐ 1. Wat zijn de officiële namen voor fenol en ftaalzuur?
✐ 2. Zoek in tabel 52A van Binas de gegevens over kleur enomslagtraject van fenolftaleïne op.
Benodigdheden � 200 mg ftaalzuuranhydride
� 200 mg fenol
� 3 druppels geconcentreerd zwavelzuur
� 2 ml ethanol
� 2 ml water
� Reageerbuisje
� Afzuigerlenmeyer
� Filtertrechter
� Filttreerpapier
� Bekerglas (25 ml)
Gevaren enmilieu
Fenol is giftig en bijtend: kleine korreltjes op de huid
veroorzaken al verwondingen.
Geconcentreerd zwavelzuur is een sterk bijtend zuur.
Voorschrift ➀ Zet het zandbadje aan (stand 5).
➁ Breng in een reageerbuis circa 200 mg ftaalzuuranhydri-
de en 200 mg fenol. Voeg met een pipet drie druppels
geconcentreerd zwavelzuur toe.
➂ Verwarm het reageerbuisje op het zandbad tot het
mengsel gesmolten is. Meng de inhoud af en toe door een
vinger langs de onderkant van het reageerbuisje te halen:
E5-1
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
3.5
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.75
0.5
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.75
0.5
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.75
0.5
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.75
0.5
3.5
Laat het mengsel afkoelen door de reageerbuis in een
bekerglas met koud water te dompelen.
➃ Voeg 1 ml water en 1 ml ethanol toe en roer met de
spatel.
➄ De oplossing kan worden opgefiltreerd (pagina E2-2),
maar als de kristallen zeer fijn zijn kan je beter affiltreren.
Het filtraat is te gebruiken als zuur-base-indicator.
Test Het omslagtraject van het verkregen fenolftaleïne kan
onderzocht worden met het voorschrift C5: omslagtraject
zuur-base-indicatoren. Het filtraat moet eerst nog verdund
worden. Voeg daartoe 4 druppels van het filtraat toe aan 1 ml
ethanol en 1 ml water.
E5-2
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Fluoresceïne
E6Inleiding Sommige stoffen zijn in staat om straling af te geven nadat
ze zelf bestraald zijn geweest. Bekend zijn de lichtgevende
wijzertjes op een wekker of horloge, of sommige licht-
knopjes die nog lang blijven ‘nagloeien’. Dit wordt fosfore-
scentie genoemd. Dat uitgezonden licht heeft een langere
golflengte (is roder) dan het geabsorbeerde licht. Fosforesce-
rende stoffen worden toegepast in beeldbuizen.
Er zijn ook stoffen die licht geven zodra ze belicht worden,
en niet ‘nagloeien’. Dat wordt fluorescentie genoemd. Ook
dat licht heeft een langere golflengte. Bekend zijn de fluore-
scerende kleuren van skikleding en markeerstiften. In TL-
buizen ontstaat onzichtbaar UV-licht, dat een fluorescerend
poeder op de buiswand doet oplichten in het zichtbare gebied.
✐ 1. Wat is blacklight?
Fluoresceïne is, zoals de naam al aangeeft, een fluorescerende
stof. Ook het natriumzout is sterk fluorescerend: een oplos-
sing van 0,02 ppm in water kan al gedetecteerd worden. Het
is bruikbaar om lekken op te sporen, en wordt ook door de
contactlenzenspecialist gebruikt om lenzen te passen en
beschadigingen op het hoornvlies zichtbaar te maken. Hij
houdt een in het natriumzout van fluoresceïne gedrenkt
strookje tegen het oog en bekijkt dat dan met een UV-
lampje.
✐ 2. Welk voordeel heeft het gebruik van fluoresceïne op de
ogen vergeleken met een gewone kleurstof?
OH
OHC
O
C
O
O
+ 2H2SO4
C
C
O
OHHO
O
O
C
C
ONa
ONaO
O
O
NaOH
(1)
De synthese van fluoresceïne verloopt analoog aan die van
fenolftaleïne (zie E5). In plaats van fenol wordt resorcinol
(1,3-dihydroxybenzeen) gebruikt. Een andere naam voor
fluoresceïne is dan ook resorcinolftaleïne. In dit experiment
maak je het natriumzout van fluoresceïne.
E6-1
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Benodigdheden � 25 mg ftaalzuuranhydride
� 25 mg resorcinol (1,3-dihydroxybenzeen)
� 1 druppel geconcentreerd zwavelzuur
� 1,25 ml natronloog (1M)
� water
� Reageerbuisje
� Pipet
� Injectiespuit (1 ml)
� Bekerglas (25 ml)
� UV-lamp
Gevaren enmilieu
Resorcinol is giftig en bijtend.
Geconcentreerd zwavelzuur is een sterk bijtend zuur.
Voorschrift ➀ Zet het zandbadje aan (stand 5).
➁ Breng in een reageerbuis circa 25 mg ftaalzuuranhydride,
25 mg resorcinol en een druppel geconcentreerd zwavelzuur.
➂ Verwarm het reageerbuisje op het zandbad tot het
mengsel gesmolten is. Roer met de spatel om te zorgen dat
alles kan smelten. Laat het mengsel afkoelen door de
reageerbuis in een bekerglas met koud water te dompelen.
➄ Voeg 1,25 ml natronloog toe en roer met de spatel tot
alles is opgelost. Voeg zonodig nog 0,5 ml natronloog toe.
➅ Gebruik een UV-lamp in een verduisterde ruimte. Laat
een druppel van de oplossing van het natriumzout van fluore-
sceïne in een bekerglas water vallen en bekijk het effect.
Opruimen De oplossing van het natriumzout van fluoresceïne kan met
water door de gootsteen gespoeld worden.
✐ 3. In de catalogus van een chemicaliënhandel staat onder-
staande structuurformule (2) voor fluoresceïne.
C
C
OH
OHO
O
O(2)
Leg uit hoe (2) uit (1) kan ontstaan.
E6-2
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Methyloranje
E7Inleiding Methyloranje is evenals oranje II (zie E3) een azokleurstof.
Het kan gebruikt worden om wol en zijde te verven.
Methyloranje is ook een bekende zuur-base-indicator.
In onderstaand schema staan de formules van het geconjugeer-
de zuur-base paar.
A B
methyloranje
geconjugeerde zuur of base
NaO S
O
O
N N N
CH3
CH3
NaO S
O
O
N N+
N
CH3
CH3
NaO S
O
O
N N N+
CH3
CH3
H
H
✐ 1. Is methyloranje een zuur of een base?
✐ 2. Zoek in tabel 52A van Binas de kleur van methyloranje en
zijn geconjugeerde zuur of base op.
De synthese van methyloranje kan analoog aan de synthese
van oranje II (zie E3) uitgevoerd worden:
diazotering Ar-NH2 + 2HY + NaNO2 → Ar-N+≡N Y– + NaY + 2H2O
(Y = Cl, HSO4, etc.)
koppeling Ar-N+≡N Y– + R-H → Ar-N=N-R + HY
E7-1
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
✐ 3. Lees de inleiding van E3
Vergelijk de structuurformules van methyloranje en oranje II.
Welke uitgangsstof (Ar–NH2 of R–H) is bij de bereiding van
methyloranje anders dan bij de bereiding van oranje II?
Voorschrift Stel een voorschrift op voor de synthese van methyloranje.
Gebruik daarbij de volgende aanwijzingen:
➀ In experiment E3 werd gewerkt met 0,7 mmol sulfanil-
zuur en 0,6 mmol 2-naftol (R–H). Werk bij de bereiding van
methyloranje op een overeenkomstige schaal.
➁ Voer de azokoppeling uit in een erlenmeyer. Los 0,6
mmol R–H op in 65 mg azijnzuur (62 ml ethaanzuur). Voeg
daar het diazoniumzout aan toe.
➂ Om daarna methyloranje (de bovenste formule) te
maken, moet het verkregen mengsel zuur of basisch worden
gemaakt. Gebruik daarvoor 1 ml 3M natronloog of 1 ml 3M
zoutzuur.
➃ Het ruwe product kan gezuiverd worden door het op te
lossen (verhitten op een waterbad) en langzaam uit te laten
kristalliseren. Het methyloranje kan dan afgefiltreerd worden
(gebruik een filtreerpapiertje). Verder zuiveren door het
methyloranje nogmaals op te lossen in 0,5 ml heet water en
uit te laten kristalliseren.
➄ Zoek uit hoe je veilig met de te gebruiken stoffen kunt
omgaan en hoe je het afval moet opruimen.
Test Het omslagtraject van het verkregen methyloranje kan
onderzocht worden met het voorschrift uit C5: omslagtraject
zuur-base-indicatoren.
Verven Op dezelfde manier als bij E3: oranje II.
E7-2
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Paracetamol
E8 Inleiding Behalve aspirine (experiment E2) zijn er nog meer pijn-
stillers op de markt. Waarschijnlijk is paracetamol daarvan de
bekendste. Paracetamol werkt evenals aspirine pijnstillend en
koortsverlagend, maar heeft minder bijwerkingen. Vooral bij
een kater kan aspirine een grotere kans op maagbloedingen
geven. Bij een overdosis is paracetamol echter gevaarlijker en
kan tot ernstige leverschade leiden.
N
O
CCH3
OH
H
In dit experiment maak je paracetamol door 1 mmol
4–aminofenol met azijnzuuranhydride (25% overmaat) te
laten reageren.
✐ 1. Geef de reactievergelijking in structuurformules.
✐ 2. Bereken de benodigde hoeveelheid 4-aminofenol (in mg)
en azijnzuuranhydride (in ml). De dichtheid van azijnzuur-
anhydride is 1,08 g·ml–1.
Benodigdheden � 4-aminofenol
� 0,30 ml water
� Azijnzuuranhydride
� Water voor waterbad
� IJs
� Reageerbuisje
� 2 bekerglazen (25 ml)
� Glazen pipet
Gevaren en
milieu
Azijnzuuranhydride heeft een sterk bijtende werking op de
huid, in de ogen en bij inademing, en kan brandwonden
veroorzaken.
4-aminofenol is schadelijk en irriterend, en kan overgevoelig-
heid veroorzaken. Als het in je ogen komt moet je het goed
met water uitspoelen.
E8-1
$
© MicroChem Nieuwe Achtergracht 129 1018 WS Amsterdam
Voorschrift ➀ Verwarm in een bekerglaasje water tot het kookpunt.
➁ Weeg het 4-aminofenol af in een reageerbuisje. Voeg
0,30 ml water toe en schud het buisje. Voeg daarna het
azijnzuuranhydride toe.
➂ Verwarm het reageerbuisje 10 minuten in het waterbad,
en schud af en toe.
➃ Koel het reageerbuisje circa 5 minuten in ijs tot zich
kristallen vormen. Verwijder de moederloog door opfiltratie
(zie pagina E2–2). Was de vaste stof met koud demiwater.
➄ Verder zuiveren door omkristalliseren: los de vaste stof
onder verwarming op het waterbad in zo weinig mogelijk
water op (maximaal 0,5 ml water). Laat het daarna rustig
afkoelen. Als er geen kristallen ontstaan, kras dan met een
glazen pipet aan de binnenkant van het reageerbuisje.
Opruimen De moederloog moet in het vat voor overige organische
stoffen (OOS); de paracetamol kan in de prullenbak.
✐ 3. De naam paracetamol is een samentrekking van para-
acetylaminofenol. Probeer paracetamol met tabel 102 van
Binas (derde druk) of tabel 103 (vierde druk) een rationele
naam te geven.
E8-2