Zouten proeven (eenvoudige leerlingproef)

Doel: Op basis van de smaak van zouten (weer eens een ander zintuig dan de ogen) kunnen ze

onderverdeeld worden in categoriën. Dit indelen is een beginnende poging om grip op de

zoutenwereld te krijgen. In de geschiedenis van de wetenschap is categoriseren vaak een begin

geweest van vruchtbare wetenschap. Sommige categoriseringen blijken zeer goed bruikbaar te zijn,

andere minder.

petrischaal zout wetenschappelijke naam formule categorie

- zand, kwarts siliciumoxide SiO2 1. versteend

1 krijt calciumcarbonaat CaCO3 2. half versteend

2 mestzout natriumnitraat NaNO3 3. schraal

3 keukenzout natriumchloride NaCl 4. aromatisch

4 salmiak ammoniumchloride NH4Cl 5. scherp

5 zoutzure kalk calciumchloride CaCl2 6. zuur

- ferrichloride ijzer(III)chloride FeCl3 7. etsend

Benodigdheden:

Twee sets van vijf petrischaaltjes met daarin enkele spatelpunten van bovenstaande zouten.

De petrischaaltjes zijn goed zichtbaar genummerd volgens bovenstaande tabel.

Werkwijze:

1. Leerlingen langs laten lopen en laten proeven met een “natte pink” (houd het hygiënisch;

alleen pink bevochtigen, enkele korreltjes opdeppen);

2. op één of andere manier diep in de smaak doordringen (tekening maken, kleur geven, onder

woorden brengen, enz..).

Verwerking:

Gezamenlijk bovenstaande tabel maken. De formule is voorlopig slechts een “plaatje” dat

chemici handig vinden.

De wetenschappelijke namen geven de indruk dat zouten uit twee delen bestaan.

In de loop van de periode blijven we zoeken naar een beschrijving van wat zouten nou

eigenlijk zijn. Die beschrijving gaat steeds beter en nauwkeuriger worden. Nu de eerste

beschrijving: Een zout is een meer of minder smaakvolle stof die wellicht uit twee delen

bestaat.

Opruimen:

De petrischaaltjes kunnen gewoon bewaard blijven. Ze kunnen (in een rekje) op elkaar gestapeld

worden; bovenste afdekken met horlogeglas of zesde petrischaaltjes en bovenstaande tabel erbij.

Kristallisatie & Kristalvorm (demo)

Doel: De leerlingen zich laten verwonderen over kristalgroei en kristalvormen van zouten.

Kennismaking met kristalvorm als unieke eigenschap van een zout.

Beeld: Op een overheadprojector staat een bakje met een vloeistof er in. In de projectie op de muur

zijn slechts enkele kleine korreltjes zichtbaar. Na verloop van tijd beginnen de korreltjes ineens met

zichtbare snelheid uit te groeien tot prachtige kristallen. Dit proces gaat door tot alles vast geworden

is.

Benodigdheden:

heldere petrischaal (zo veel mogelijk zonder krassen)

een iets grotere petrischaal als “deksel” voor op die petrischaal (ook helder)

lepel/spatel (geen kleintje)

overheadprojector (bij conciërge?)

waterkoker

erlenmeyer met stop (moet in waterkoker zwenkbaar zijn)

natriumthiosulfaat Na2S2O3 (kristallen)

stuk papier of doek om petrischaaltjes af te drogen

Werkwijze:

1. overheadprojector installeren

2. waterkoker redelijk vol met water aanzetten

3. enkele kleine kristalletjes thiosulfaat apart leggen

4. ongeveer 1 cm thiosulfaat kristallen in de erlenmeyer

5. stop er losjes op (tegen verdampen van water)

6. erlenmeyer in heet water; zwenken

7. tiosulfaat nèt laten oplossen in eigen kristalwater (niet te warm!)

8. beide petrischaaltjes verwarmen met warm water (waterkoker, tegen condens), daarna

afdrogen

9. petrischaaltje op overheadprojector, vloeibare thiosulfaat erin, afdekken

10. enkele losse kristalletjes thiosulfaat er in laten vallen

11. afwachten

Conclusie:

Kristalgroei, kristalvorm, regelmaat, symmetrie, groeisnelheid, enz. Kristalvorm als unieke

eigenschap van een zout.

Addy heeft Pyriet, Steenzout en Calciet. Leuk om er naast te leggen en kristalvormen na te tekenen.

Opruimen:

Natriumthiosulfaat lost goed op in (warm) water en mag door de gootsteen.

Kleurige zouten (demo)

Doel: Bewondering wekken over de kleuren en andere verschijnselen bij het oplossen van twee

zouten. Aan de zichtbare verschillen tussen de twee zouten tijdens het oplossen kunnen allerlei

verhalen en eigenschappen worden opgehangen.

Benodigdheden:

2 hoge cilinders met leidingwater gevuld tot ±1 cm onder de rand (hoe hoger deste beter,

hoeven niet persé gelijk te zijn)

2 satéstokjes (om boven op de randen te leggen)

touwtje met kopersulfaatkristal (CuSO4, minstens 1 cm groot) er aan

klein koffiefiltertje (als zakje om in water te hangen)

kaliumpermanganaat (KMnO4) in pot met lepeltje

Werkwijze:

1. laat de twee zouten zien

2. hang het kopersulfaatkristal aan het draadje in het water, op enkele cm's onder het oppervlak

3. prik het satéstokje door de bovenrand van de filter, zodat een hangend zakje ontstaat

4. hang dat in z'n cilinder, doe er wat kaliumpermanganaat bij

5. laat rusten, blijf observeren

6. volgende dag nogmaals waarnemen

Verwerking:

Er kunnen bovenkomen: dichtheidsverschillen, kleur, kleursterkte, oplosbaarheid, meanderen,

neerslagreactie (kopercarbonaat, calciumsulfaat), enz. Om deze zaken te zien, is goed waarnemen

echt vereist. Om ze te verklaren, is goed denkwerk nodig! Typisch 10e klas.

Opruimen:

kopersulfaat neer laten slaan met soda-oplossing; decanteren en drap bij zware metalen

kaliumpermanganaat mag door de gootsteen

Oplosbaarheid van zouten, kwalitatief (leerlingproef)

Doel: Het laten ervaren van de flink verschillende oplosbaarheden van zouten. Oplosbaarheid als

unieke eigenschap van een zout. Ervaring met endotherme reactie.

Benodigdheden per leerlingkoppel:

drie reageerbuizen met stopjes in een rekje

spuitflesje met leidingwater

Benodigdheden algemeen:

drie zouten, ammoniumnitraat (NH4NO3), keukenzout (NaCl), fijn wit zand (SiO2) of iets

anders dat wit is en niet oplost (schelpenzand?), elk in een niet-gelabeld maar wel

genummerd bekerglas met spatel, elk setje op één A4'tje waar ook het nummer op staat

afvalemmer (zand door de gootsteen spoelen is geen goed idee)

Werkwijze: zie werkblad voor leerlingen.

Verwerking: (Schuingedrukt staan steeds de begrippen die uit het denken voorkomen en helpen de

wereld te begrijpen.)

Wat valt op? De zouten lossen op. Ammoniumnitraat lost endoterm op! Verder: De zouten lossen

niet allemaal even goed op: Als de oplossingen verzadigd is, zit het water “vol”. Oplosbaarheid is

ook een eigenschap waaraan je verschillende zouten van elkaar kunt onderscheiden. Dat vraagt om

nader (kwantitatief) onderzoek: Hoevéél zout kan er dan oplossen?

Oplosbaarheid van zouten, kwantitatief (demo)

Doel: Oplosbaarheid van keukenzout meten. Deze proef is echt een proef voor de 10e klas: vanuit

scherpe waarneming door strakke analyse een lastige conclusie trekken; daar is toch wel wat

denkkracht voor nodig!

Benodigdheden:

grote reageerbuis met passende stop

klein bekerglas waar grote reageerbuis in kan staan

keukenzout

spatellepel

weegschaal 200 g

brander & aansteker of lucifers

passende buisklem (tegen vingers verbranden)

Werkwijze:

Bij “buis wegen” wordt steeds bedoeld; de buis staand in het bekerglas. Het resultaat wordt sec op

het bord geschreven zonder tekst en uitleg.

1. leerlingen waarschuwen: aantal handelingen zonder tekst & uitleg, dus scherp opletten!

2. buis wegen (leeg)

3. ongeveer 2 cm zout in buis; buis wegen

4. aanvullen met water tot ongeveer 3× zo veel = ongeveer 3 cm; buis wegen

5. goed kwispelen tot verzadigd, eventueel beetje bij verwarmen; buis wegen

6. oplossing decanteren, restje water uitdampen; buis wegen

7. opdracht geven: Bereken hoeveel zout er kan oplossen per kg water.

Verwerking:

Er zou ongeveer 350 g/l uit moeten komen. Het vergelijk met zeewater 35 g/l is aardig. Tabel 45b

uit binas laten zien: zouten analyseren m.b.v. oplosbaarheid, dat dus echt een eigenschap is van een

zout.

Opruimen:

Alles mag door de gootsteen.

Blauw & wit kopersulfaat (demo)

Doel: Kennismaking met kristalwater, (an)hydraat en (de)hydrateren. Oefening: m.b.v. causaliteit

een goede conclusie trekken.

Beeld: Blauw kopersulfaat wordt in een buis boven een vlam langzaam wit. Het witte poeder blijkt

met waterhoudende vloeistoffen blauw te kleuren, met watervrije vloeistoffen niet.

Benodigdheden:

brander & aansteker of lucifers

grote vuurvaste reageerbuis

passende buisklem (tegen vingers verbranden)

blauw kopersulfaat

spatellepel

2 druppelpipetjes met ballonnetje (één voor waterhoudende, andere voor watervrije)

stuk schoonmaakpapier

enkele vloeistoffen, zo mogelijk in orginele flessen:

◦ wasbenzine

◦ olijfolie of zonnebloemolie

◦ spiritus

◦ (kraan)water

◦ azijn (hoeft niet persé)

◦ ammonia

paar kleine bekerglaasjes (om wat van de vloeistoffen in te schenken)

voor elke vloeistof één horlogeglas

Werkwijze:

1. ongeveer 2 cm blauw kopersulfaat (hydraat!) in grote reageerbuis

2. boven vlam voorzichtig verhitten; voortdurend zwenken

3. waarneming: wordt wit, waterdamp uit buis, condens op buis

4. als wit geworden (vóór dat het ontleedt en bruin wordt) stoppen

5. wit kopersulfaat (anhydraat!) verdelen over horlogeglazen

6. met druppelpipet beetje van de vloeistoffen toevoegen

7. waarneming: kleur

Als het witte kopersulfaat gevormd is tot een soort dikke, platte schijf, kan de spiritus er omheen

(niet er op) worden gedaan. Je ziet dan dat de buitenste rand van de schijf wel blauw kleurt, maar

binnenin kleurt het grijs. Aardig om juiste conclusie uit los te peuteren. Misschien dus zorgen dat je

voor de spiritus wat meer wit kopersulfaat hebt dan voor de andere vloeistoffen.

Verwerking:

Condens op en stoom uit de buis → water ontsnapt. Maar met water weer terug blauw →

water kan in en uit de het kopersulfaat komen. Kristalwater, (de)hydrateren, (an)hydraat.

Waterhoudende vloeistoffen kleuren het kopersulfaat weer blauw → met wit kopersulfaat

kun je water aantonen. Wit kopersulfaat is een reagens op water! Reagens ≡ een stof die

zichtbaar verandert als de aan te tonen stof aanwezig is.

Bij spiritus zie je dat de 15% water door de buitenste ring wit kopersulfaat wordt

opgenomen. De watervrije alcohol kruipt vervolgens verder de schijf in.

De combinatie van ammonia en kopersulfaat blijkt een nog veel diepere kleur te geven dan

de combinatie water en kopersulfaat.

Opruimen:

Alles met kopersulfaat kan bij de zware metalen.

Gips mengen (leerlingproef)

Doel: Ervaren van kristalwater; kennismaking toepassing in de bouw. Exotherme reactie.

Benodigdheden:

gips (“modelgips” want moet snel uitharden)

kartonnen bekertjes

weggooi-roerstokjes (houten stokjes)

enkele maatschepjes (speciale maat voor deze proef!)

enkele maatcilinders (20 of 50 ml)

Werkwijze:

Verklap de leerlingen niet dat het in deze proef om gips gaat; het is gewoon “een zout”!

1. doe één afgestreken maatschepje van het zout in een bekertje

2. meet 17 ml water af in een maatcilinder

3. roer dit tot een glad papje

4. blijven roeren, blijven waarnemen!

Verwerking:

Papje wordt hard! Waar is water gebleven? Kristalwater! Kristalwater geeft verbinding tot

grote klont.

Begrippen: Hydrateren & dehydrateren, hydraat & anhydride.

Geur: gips? Ja. Werking van gips (calciumsulfaat), cement en beton (calciumsilicaat) in de

bouw. Beton = kiezelstenen, zand en cement. Bij brand kans op dehydrateren!

Spul wordt warm → exotherme reactie.

Opruimen:

Bekertjes met inhoud en al in de prullenbak.

Kristalwater in soda (demo)

Doel: Bepalen van de hoeveelheid kristalwater in een zout. Deze proef traint en doet wederom een

beroep op de denkkracht om uit de waarnemingen een kwantitatieve conclusie te trekken.

Het werkt activerend voor de leerlingen om deze proef om te draaien: De opdracht geven en de

leerlingen vragen daarbij de juiste werkwijze en benodigdheden uit te zoeken. Inspiratiebronnen

zijn daarbij de proef met blauw/wit kopersulfaat, en de kwantitatieve proef van de oplosbaarheid

van keukenzout. Het blijkt dat leerlingen daar aardig goed uitkomen.

Benodigdheden:

grote reageerbuis met passende knijper

klein bekerglas (kan buis in blijven staan)

brander met lucifers of aansteker

soda (in orginele verpakking)

spatellepel

weegschaaltje 200 g

Werkwijze:

Steeds wordt met “buis wegen” bedoeld: de buis in het bekerglaasje wegen en het resultaat op het

bord zetten.

1. buis wegen

2. paar gram soda erin scheppen

3. buis wegen

4. verhitten (stoom uit de buis)

5. na afloop ook de rest van de buis verwarmen om condens te laten verdampen

6. buis wegen

7. opdracht: “Bereken hoeveel procent kristalwater en in soda zit.”

Verwerking:

Opruimen: Afval mag door gootsteen.

Indicatorpapier

Deel 1 (leerlingproef)

Doel: Onderzoekende houding van leerlingen activeren. Inleiding zuren. Bewustworden van

dagelijkse zuren en basen. Ervaren van de werking van indicatoren.

Benodigdheden:

8 rolletjes universeelindicator (inclusief kleurschaal)

Werkwijze:

1. geef groepjes leerlingen een rolletje indicatorpapier

2. vraag ze te onderzoeken wat dit speciale papier over andere stoffen zegt; “kies maar een

aantal stoffen, probeer maar wat het doet”

3. meld ze:

dat het in principe giftig is; handen wassen na afloop

dat het duur is; per proefje steeds maar een halve tot één cm gebruiken

dat de strookjes verkleuren na verloop van tijd dus drogen en inplakken heeft geen zin;

waarneming bewaren door tekening te maken

Verwerking:

Ze komen meestal zelf tot: zuur → rood. Vaak vinden ze echter geen base.

Wat zegt het getalletje dat bij die kleur hoort? Kleurschaal & getalschaal.

Wat zit er aan de andere kant van het neutrale? (Vraag laten liggen.)

Opruimen:

Strookjes kunnen in de prullenbak.

Deel 2 (demo)

Doel: Overgang naar lab-zuren (en basen); grover geschut inzetten. Inleiding basen. Kennis van

twee indicatoren.

Benodigdheden:

rolletjes universeelindicator (inclusief kleurschaal)

druppelflesje FF (fenolftaleïne)

rekje reageerbuizen met acht buizen

spatellepel

zoutzuur (1 of 2 M)

natuurazijn

schoonmaakazijn

citroensap

soda

basisch waspoeder (uitproberen)

natriumhydroxide (pallets)

Werkwijze:

Door je eigen gedrag kan deze proef naadloos overlopen vanuit deel 1, alsof je er onvoorbereid

maar enthousiast op door wilt gaan: Je eigen grenzeloze enthousiasme als voorbeeld voor de

leerlingen.

1. doe de stoffen in reageerbuizen

2. test ze met universeel indicatorpapier; er even in dopen, papiertjes vóór de buisjes leggen

3. druppel FF erbij in de buisjes

Verwerking:

Teken op het bord de beide kleurschalen onder elkaar met de getallen en de stoffen erbij. De

“polen” zuur en base worden zichtbaar. De vraag “Wat is een base nou eigenlijk?” blijft hangen...

Opruimen:

Papiertjes in de prullenbak, rest in de gootsteen. Gootsteen goed doorspoelen met water.

Zuren proeven (leerlingproef)

Doel: Ervaren van verschillende zuren en een base door smaak (weer eens een ander zintuig dan de

ogen). Verbazing voelen dat ook “enge” stoffen zoals zoutzuur geproefd mogen worden.

Benodigdheden:

drie sets met elk zes kartonnen bekertjes (met onderstaande nummering er op) met daarin:

1. natuurazijn (zo uit de fles)

2. 0,1 M zoutzuur (HCl, 10× verdund van 1M, komt niet nauw)

3. oplossing van citroenzuur (4 g / 250 ml, komt niet nauw)

4. oplossing van ascorbinezuur (4 g / 250 ml, komt niet nauw)

5. 0,1 M soda-oplossing (Na2CO3, 2,5 g / 250 ml, komt niet nauw)

6. 0,1 M natronloog (NaOH, 1 g / 250 ml of 10× verdund van 1M, komt niet nauw)

indicatorpapier

Werkwijze:

1. veeg je pink schoon, tip met je pink even in één van de vloeistoffen, druppel proeven

2. smaak uitdrukken in tekening, kleur, muziek, automerk, wat dan ook

3. alle zes de vloeistoffen op deze manier proberen

4. mond even naspoelen

5. docent test de vloeistoffen met indicatorpapier

Verwerking:

Zoeken naar overeenkomsten & verschillen.

Opruimen:

Alle vloeistoffen kunnen door de gootsteen, de indicatorpapiertjes in de prullenbak.

Base voelen (leerlingproef)

Doel: Nog een ervaring met een base.

Benodigdheden:

4 bekerglaasjes met 1 M natronloog

4 glazen roerstaafje voor er in

Werkwijze:

1. pak met het glazen staafje een druppel natronloog tussen duim en wijsvinger

2. beetje wrijven, voelen

3. goed schoonspoelen en afdrogen daarna!

Verwerking:

Dierlijk materiaal verzeept (glad & schoon tussen de vingers!) en lost daardoor op (stukje huid

weg!). Zeer fraai uit te breiden met het verzepen & oplossen van een dode kikker, muis, vogel, enz.

in natronloog; slechts het skelet blijft over want zelf basisch!

Zelf stoffen testen (leerlingproef)

Benodigdheden:

deel 0 (rodekoolsap maken)

snijplankje

keukenmesje

enkele rodekoolbladen

grote erlenmeyer

brander, driepoot, gaasje, aansteker

glazen roerstaaf

deel 1 (testen met indicatoren)

20 reageerbuisjes in één rekjes

rolletjes universeel indicatorpapier

strookjes fenolftaleïne-papier

16 kleine bekerglaasje (20 ml?) met rode koolsap (van deel 0 of anders uit diepvries)

deel 2 (proeven)

natuurazijn (in orginele fles)

0,1 M zoutzuur (HCl, 10× verdund van 1M, komt niet nauw)

oplossing van citroenzuur (4 g / 250 ml, komt niet nauw)

oplossing van ascorbinezuur (4 g / 250 ml, komt niet nauw)

0,1 M soda-oplossing (Na2CO3, 2,5 g / 250 ml, komt niet nauw)

0,1 M natronloog (NaOH, 1 g / 250 ml of 10× verdund van 1M, komt niet nauw)

6 bekerglazen

deel 3 (voelen, NIET PROEVEN dus op aparte tafel met briefje erbij!)

sterke soda-oplossing

natronloog 1M

huishoud ammonia

3 bekerglazen met glazen roerstaafje erin

Werkwijze:

deel 0 (rode koolsap maken, leuk om dat als docent vooraf goed zichtbaar te staan doen)

1. rode kool fijn snijden

2. rode kool koken in water

3. sap verdunnen met koud water

4. uitschenken in 16 kleine bekerglaasjes

deel 1 (zelf op zoek)

5. leerlingen gaan, gewapend met een reageerbuis, zelf op zoek naar een vloeistoffen (vaste

stof eerst oplossen in kraanwater)

6. druppeltje van vloeistof testen met universeel indicatorpapier

7. druppeltje van vloeistof testen met ff-papier

8. afgieten tot 1 cm van vloeistof, toevoegen: ½ cm rode koolsap

9. buis drie keer goed omspoelen met kraanwater

deel 2 (nog meer vloeistoffen & proeven)

10. elke van de 6 vloeistoffen van deel 2: één grote druppel goed proeven (met schone pink)

11. elke van de 6 vloeistoffen van deel 2: zelfde tests als in deel 1 doen

deel 3 (nog meer vloeistoffen & voelen, NIET PROEVEN)

12. elke van de 3 vloeistoffen van deel 3: één grote druppel tussen duim en wijsvinger voelen

13. elke van de 3 vloeistoffen van deel 3: zelfde tests als in deel 1 doen

Verwerking:

Grote tabel maken met volgende kolommen: pH (getal), univ.ind. (kleur), rode koolsap (kleur),

fenolftaleïne (kleur), smaak, gevoel. Zuren zijn duidelijk; onbekende groep onder neutraal worden

Basen genoemd.

Duidelijk wordt nu dat basen tamelijk natuur-vreemd zijn: stoffen komen nauwelijks voor, geen

herkenning door smaak, verzeping van organisch materiaal (waardoor glibberig gevoel). Daarom

worden ze veel gebruikt om natuurlijke stoffen aan te vallen in de vorm van schoonmaakmiddelen.

Beest oplossen (demo in zuurkast)

Doel: Indrukwekkende ervaring met de werking en kracht van een sterke base.

Benodigdheden: Pas klaarzetten als er een beest beschikbaar is.

zuurkast!

veiligheidsbril

grote bak natriumhydroxide-korrels (NaOH)

glazen bak, net groot genoeg voor beest (pas duidelijk wanneer beest in huis is)

2 glazen roerstaafjes

2 bekerglazen (500 ml)

2 bekerglazen (100 ml)

fles natuurazijn

A4'tje gekleurd papier (géén lichte kleur) voor mooi contrast

enkele (niet te kwetsbare) afvalzakjes voor resten

Werkwijze:

1. zorg vooraf voor een dood beest (vogel, muis, mol, enz.); leerlingen vinden meestal wel wat

(het beest moet dood gevonden worden, mag er NIET voor dood gemaakt worden!)

2. vul de bak met genoeg water om het beest in onder te dompelen

3. schep veel natriumhydroxide in de glazen bak

4. goed roeren; temperatuur moet flink stijgen

==> PAS OP!!! DEZE OPLOSSING IS ZEER AGRESSIEF! <==

5. laat het beest in de vloeistof zakken zonder te spatten

6. voortdurend voorzichtig omroeren

7. afzuiging aan tegen de stank

8. af en toe wat drap wegscheppen

9. indien nodig: natriumhydroxide toevoegen

10. indien nodig: verse loog aanmaken, zaak overhevelen

11. als alles behalve botjes opgelost is, dan schoonspoelen met water

12. botjes naspoelen met wat azijn, daarna met water, dan laten drogen op gekleurd papier

Verwerking:

Daar hoef je weinig meer aan te doen; de boodschap is duidelijk! :-)

Een sterke base verzeept alle organisch materiaal. Behalve de botten, die zijn zelf basisch.

Zeer interessant is dat een zelfde beest in gec. zwavelzuur niet veel doet, in gec. salpeterzuur lost

het ook wel op hoewel minder vlot. Het beest kan veel beter tegen zuur dan tegen base. Maar wat er

overblijft bij oplossen in zuren is het rubberachtige skelet in z'n geheel! De staart blijft bijvoorbeeld

intact, terwijl bij de base is die als eerste weg. Het is duidelijk te merken dat met een base alleen het

brosse calciumfosfaat overblijft, terwijl juist dat vlot oplost in een zuur. Duidelijk wordt ook dat de

natuur niet gewend / ingesteld is aan basen: Organisch materiaal kan er veel minder goed tegen en

basen hebben nauwelijks smaak (zuren wel!).

Opruimen:

Bespaar de toa en anderen in de buurt de overlast van deze smerige proef! Dus zelf:

vaste en drap-resten in afgesloten afvalzakjes in prullenbak

vloeistoffen-resten door WC spoelen; naspoelen met veel water

glaswerk na de les meteen met water quasi-schoon spoelen

zuurkast schoon achterlaten

Stroomgeleiding (demo)

Doel: Vanuit waarneming analyserend een onderscheid maken tussen metalen, zuren, zouten.

Beeld: Van verschillende stoffen wordt de stroomgeleiding onderzocht. Het blijkt dat de

verschillende stoffen steeds anders reageren. Ze zijn vervolgens te verdelen in enkele categoriën.

Hierdoor kan de vraag “Wat is een zout?” een stapje nauwkeuriger beantwoord worden.

Benodigdheden:

Voor het maken van de stroomkring:

2 platte batterijen

3 zwarte snoertjes

4 krokodillenklemmetjes

setje lamp & elektrodes (koolstofstaafjes en lampje aan/in pvc-buisje geknutseld)

6 bekerglaasjes waar elektrodes in passen (50 of 100 ml) (voor vloeistoffen)

2 horlogeglazen (voor vaste stoffen)

Stoffen:

soda (in orginele zak)

keukenzout (in orginele verpakking)

suiker, los en klontjes (in orginele verpakking)

natronloog, 0,5 – 2 M

salmiak (pot)

kraanwater (hoeft niet klaargezet)

koper (stukje)

kopersulfaat-oplossing 1%, “oplossing 23, alleen voor OP”

spiritus (in orginele fles)

magnesium (doosje met rolletje lint)

zoutzuur 0,5 – 2 M (fles)

ijzer (herkenbaar stuk, bijvoorbeeld spijker of zo)

salpeterzuur 0,5 – 2 M (geconcentreerd 65% ongeveer 14× verdunnen; 7 ml in 100 ml)

wasbenzine (in orginele fles)

olijfolie of zonnebloemolie

En verder:

glazen roerstaafje

groot bekerglas voor afval

stuk schoonmaakpapier

spuitfles kraanwater

Werkwijze:

Test alle stoffen; de oplosbare vaste stoffen (eerste vier in de lijst hierboven) zowel in vaste als in

opgeloste vorm.

Verwerking:

Laat de leerlingen op basis van de resultaten zelf de stoffen indelen in categorieën. Ze kunnen

komen tot onderstaand rijtje, hoewel niet iedereen zouten (2) en zuren (3) van elkaar onderscheidt.

1. Metalen: wel stroomgeleiding in vaste vorm.

2. Zouten: stroomgeleiding niet in vaste vorm, wel in opgeloste vorm.

3. Zuren: wel stroomgeleiding in opgeloste vorm (net als zouten).

4. Overig: géén stroomgeleiding.

Hieruit volgt de vraag “Maar wat zijn dat dan, zuren en zouten?” die aansluiting geeft op de

volgende proef.

Opruimen: Metalen kunnen gewoon terug. Bekerglas met vloeibaar afval kan door gootsteen, wel

naspoelen met ruim water. Bekerglaasje met benzine in afvalvat “organisch”.

Zoutzuur & Magnesium (demo, eventueel leerlingproef maar i.v.m. aandacht liever niet)

Doel: Kern van periode! Voor lesstof & ontwikkelingstof. Verband tussen zuren, metalen en zouten

bloot leggen. Fors denk-proces om vanuit waarneming tot conclusie te komen. Het resultaat is een

abstract begrip over de wereld van zuren & zouten. Zeer passend bij / geschikt voor 10e klas!

Beeld: Na het oplossen van een metaal in een zuur blijkt dat het gas waterstof ontstaan is, oa. uit het

typische “pfieuw”. Het zuur blijkt ont-zuurd te zijn en er blijkt een zout-oplossing over te zijn. De

samenhang tussen zuren, metalen en zouten wordt duidelijk.

Benodigdheden:

grote reageerbuis met passende stop

1M zoutzuur met bekerglaasje

magnesiumlint

universeel indicatorpapier

aansteker (geen lucifers!)

spullen om stroomgeleiding te testen (zie eerdere proef)

petrischaaltje (om stroomgeleiding in te testen)

brander

passende buisklem

Werkwijze: (voor leerlingen nog verder uit te werken tot werkblad)

1. waarschuw leerlingen: wees uiterst scherp: kern van periode & lastig!!!

2. zoutzuur in de buis

3. testen met indicatorpapier (zuur!)

4. stuk magnesiumlint erbij; stop er losjes op

5. ontstane gas aansteken (“pfieuw!”)

6. laten reageren tot einde; indien nodig magnesiumlint toevoegen (overmaat)

7. testen met indicatorpapier (neutraal!)

8. oplossing testen op stroomgeleiding (geleidt!)

9. mededeling: dit gaat met verschillende zuren precies zo

10. beetje van oplossing indampen (wit residu)

Verwerking:

Over het metaal:

1. magnesium niet meer zichtbaar → opgelost?

2. metalen lossen niet in water op → eerst aangetast (van vorm veranderd), toen opgelost!

3. Alleen aangetaste metalen kunnen oplossen in water, onaangetaste metalen niet.

Over het zuur:

1. bruisen & belletjes → er ontstaat een gas

2. “pfieuw!” → brandbaar gas, lichter dan lucht

3. na verbranding condens op buis → bij verbranding is water ontstaan

4. gas dat bij verbranding water maakt → Lavoisier noemde dat “waterstof”

5. oplossing niet meer zuur → het zuur is ontzuurd

6. Gaat precies zo met andere zuren, steeds ontzuurt het en ontstaat waterstof.

7. Een zuur = altijd iets met waterstof en een zuurrest die per zuur verschilt.

Over wat overblijft:

1. in oplossing is achtergebleven: aangetast metaal en zuurrest

2. oplossing geleidt stroom maar is neutraal → zout-oplossing (zie eerdere proef)

3. residu van indampen geleidt geen stroom → zout

4. Een zout bestaat uit een aangetast metaal en een zuurrest.

5. terugblikken op zoutnamen uit eerste proef die twee delen suggereerden: lijstje maken van

aangetaste metalen en zuurresten (niet lading geven (komt later) maar markeren met *)

Samenvattend:

Zuren kunnen metalen aantasten onder vorming van een zout en waterstofgas.

Opruimen: Restjes magnesium in prullenbak, oplossingen door de gootsteen.

Neutralisatie (leerlingproef)

Doel: Kern van periode! Leerlingen zoeken de nuance op in het midden tussen twee tegenpolen. Dit

is typisch ontwikkelingstof in de 10e klas! Lesstof: neutralisatie van zuur & base → zout, scherp

omslagpunt van indicator, voorzichtig benaderen (grondslag voor titreren).

In grote lijnen:

1. zoutzuur (pH?) en loog (pH?) worden bij elkaar gevoegd (pH?)

2. druppel proeven! → zout! (pH?)

3. fenolftaleïne toevoegen

4. met druppelpipetjes voorzichtig naar omslagpunt

5. zeer subtiel net over omslagpunt heen & weer gaan

==> Kant & klaar leerlingblad en toa-uitwerking nu nog in Rikies map.

Verwerking:

1. neutrale (zout)smaak → het zuur en de base neutraliseren elkaar

2. het zuur ontzuurt maar géén waterstof → waar is het “iets met waterstof” van het zuur?

3. zoute smaak → zuur (zoutzuur) & base (natriumhydroxide) = zout (natriumchloride)

4. zout = aangetast metaal (natrium) & zuurrest (chloride) → base bevat aangetast metaal

5. scherpe omslag fenolftaleïne → titratie (werkwijze, materialen, doel, nauwkeurigheid, enz.)

Salmiak maken (demo in zuurkast)

Doel: Nogmaals het ontstaan van een zout uit zuur & base, het milde midden (eetbaar zout) uit twee

extremen (agressief zuur & base). Uitzondering op zout = aangetast metaal & zuurrest.

Beeld: Met veel afschuw worden omslachtig de flessen van de rokende vloeistoffen gehaald. Bij

uitschenken neemt de rook onheilspellend toe. Eén zuur, één base. Onder een stolp staan beide

stoffen naast elkaar flink te roken op een rood blad papier. Na enige tijd worden de stoffen

weggenomen en is een witte cirkel van salmiak gevormd, herkenbaar aan de smaak.

Benodigdheden:

zuurkast

fles geconcentreerde ammonia

fles geconcentreerd zoutzuur

rubber handschoenen, lab jas en bril

2 lage bekerglaasje of zo (om de gassen er gemakkelijk uit te laten dampen)

universeel indicatorpapier

stolp die ruim over de bekerglaasjes past

rood A4'tje in plastic insteekhoesje (schoon!)

Werkwijze:

1. Laat door je gedrag goed blijken dat de gebruite gassen heftig zijn (stank, rook)!

2. bekerglaasjes vullen met ammonia / zoutzuur

3. beide testen met indicatorpapier

4. beide op rode vlak onder stolp zetten

5. ongeveer 10 minuten wachten

6. stolp en bekerglaasjes wegnemen

7. smiley afmaken door mond te tekenen; lekker vinger aflikken

8. leerlingen laten proeven

Verwerking:

Uit de gore gassen NH3(g) en Hcl(g) ontstaat het snoepgoed salmiak (NH4Cl). Weer ontstaat een

zout uit een zuur en een base (zonder vorming van waterstofgas), maar dit keer zonder dat er een

aangetast metaal in het spel is! Dit keer is er een aangetast niet-metaal, namelijk ammoniak! Dit is

de enige uitzondering bij de zouten. De naam geeft die uitzondering aan: De naam salmiak komt

van het frans sel ammoniak, of te wel zout van ammoniak. Het aangetaste ammoniak heet in de

scheikunde ammonium. De zuurrest van zoutzuur is chloride, zie eerdere proef, dus de

wetenschappelijke naam van salmiak is ammoniumchloride.

Opruimen:

Beide bekerglaasjes gelijktijdig in gootsteen leeggieten, naspoelen met veel water. Luchten i.v.m.

ammoniak-stank.

Citroenzuur & soda (leerlingproef)

Doel: Nog een zubas-reactie zelf aan den lijve ervaren, waarbij enkele eerdere dingen terugkomen.

Benodigdheden:

pot citroenzuur

zak soda

8 bekerglaasjes

8 theelepeltjes

Werkwijze:

1. schep van beide stoffen een theelepeltje in je handpalm

2. vermeng / roer met een vinger

Opruimen:

Was je handen goed met kraanwater. Zeep gebruiken hoeft niet.

Verwerking:

koelt flink af → endotherme reactie

er ontstaat water → kristalwater uit de soda

Zink & Zwavel (demo)

??? Is deze proef eigenlijk wel fenomenologisch?

Doel: laten zien dat een zout ook direct uit de elementen (niet-ontleedbare stoffen) kan ontstaan.

Benodigdheden:

stoeptegel

paar kleine blaadjes (A5 of kleiner)

zwavelpoeder

zinkpoeder (géén korreltjes)

weegschaal 200 g

vijzel & stamper

spatellepel

stukje lont

Werkwijze:

1. zink & zwavel mengen in massa-verhouding …

2. …

3.

Neerslagreactie. Met Na2S- en FeCl2-oplossing (of NaI- en Pb(NO3)2-). Conlcusie: nieuwe zouten

kunnen ontstaan uit twee andere zouten. Dit is slechts het veranderen van de combinatie van de

zoutdelen metaal / niet-metaal. Is deze proef wel geschikt? Elementbegrip al bekend? Niet

fenomenologisch!

Thermolyse van zouten (demo in zuurkast)

Doel: Inzicht dat na “zuur + base → zout” ook blijkt te gelden: “zout → zuur + base”. Als de proef

gedaan wordt met kopernitraat, is het tevens een flinke uitdaging om de waarnemingen en de

daaruit volgende conclusie zuiver te doen.

Beeld: Een zout wordt verhit. Het zout vergaat: Zure gassen ontsnappen, een base blijft over.

Benodigdheden:

zuurkast

kopernitraat

calciumnitraat

natriumnitraat

spatellepel

2 grote reageerbuizen

passende buisknijper

hittebestendig reageerbuisrek (of anders een bekerglas 250 ml)

brander & aansteker

rolletje universeel indicatorpapier

spuitflesje kraanwater

geconcentreerd salpeterzuur

druppelpipet met ballonnetje

stuk schoonmaakpapier

Werkwijze:

1. verhit een lepeltje van een van de zouten in de buis

2. toon met een bevochtigd indicatorpapiertje de zure dampen aan

3. laat de buis wat afkoelen, voeg dan wat water toe

4. test residu:

bij koper: toon koper aan door wat salpeterzuur toe te voegen

bij calcium of natrium: toon base aan met indicatorpapier

Verwerking:

zout → zuur + base

Bij kopernitraat (blauw) lost het koperzout eerst op in z'n eigen kristalwater. Daarna dampt

dat er uit en blijft het anhydride (groen) over. Aardig dat dit weer terugkomt! Pas daarna

gaat de zaak ontleden.

Uit een zout kan weer een zuur en een base ontstaan.

Opruimen:

Koperzouten bij zware metalen. Rest door gootsteen. PAS OP met resten geconcentreerd

salpeterzuur!

Elektrolyse van zouten (demo)

Doel: Onderzoeken van de aard van het “aangetast zijn” van metalen en zuurresten. Echte conclusie

voor de 10e klas, want het is een verregaande denk-conclusie.

Beeld: Bij de twee elektrodes in een koperchloride-oplossing ontstaan vast koper en chloorgas. Wat

betekent dit voor het aangetaste koper en voor de zuurrest?

Benodigdheden:

2 losse koolstof elektrodes, met houder-plaatje

koperchloride

spatellepel

bekerglas 100 ml

spuitflesje kraanwater

2 platte batterijen

6 kokodillenklemmetjes

2 snoertjes: één rood, één zwart

Werkwijze:

1. los in bekerglaasje wat koperchloride op in een half bekerglas kraanwater

2. maak stroomkring; hang elektrodes in bekerglas (2 batterijen levert mooie gasbelletjes, 1

batterij levert betere koperaanslag)

3. laat leerlingen goed kijken en ruiken!

4. haal na enige tijd de elektrodes er uit; het laagje op de min-elektrode wat plat strijken met je

nagel of een lepeltje; waarnemen!

Verwerking (I):

1. Het “kapotmaken” van koperchloride (elektrolyse):

aan min-elektrode: roze / rood-bruine vaste stof → metaal koper (onaangetast)

aan plus-elektrode: gasbelletjes & geur van chloor → chloorgas (onaangetast)

2. Het “aangetast” zijn heeft blijkbaar met elektriciteit te maken:

aangetaste koper trekt naar min-elektrode → aangetast koper moet elektrisch “plus” zijn

aangetaste chloor trekt naar plus-elektrode → zuurrest moet elektrisch “min” zijn

Een zout bestaat uit een aangetast metaal dat elektrisch positief is en een zuurrest die

elektrisch negatief is. Notatie: Cu+ en Cl

–. Samen vormen ze een elektrisch neutraal zout.

3. Consequentie voor zuren: als alle zuurresten negatief zijn, moet de waterstof in een zuur wel positief zijn: H

+

Een zuur bestaat uit positief geladen waterstof H+ en een negatieve zuurrest.

Bijvoorbeeld: H+Cl

– (zoutzuur).

Lijst maken van alle zuurresten en aangetaste metalen, mèt lading. Sulfaat komt op 2–

vanwege de formule H2SO4, enzovoorts. Pas op: Zo komt het NIET uit de fenomenen,

maar uit de gegeven formules! Een uitzondering dus.

4. Het aantasten van metalen door een zuur:

H+ wordt H, Mg wordt Mg2+ → lading overdracht

Bij het aantasten van een metaal door een zuur wordt de lading van het H+ afgegeven

aan het metaal; daardoor onstaat “gewoon” waterstof (gas) en aangetast, opgelost

metaal.

Opruimen:

Koper van elektrode oplossen met geconcentreerd salpeterzuur. PAS OP! Koper-resten in zware

metalen.

Edelheid van metalen (demo in zuurkast)

Doel: Laten zien dat metalen niet allemaal even gemakkelijk aangetast worden. Begrip “edelheid”

als voorloper op redox-reacties.

Benodigdheden:

paar stukken schoonmaakpapier

zoutzuur

magnesiumlint

zinkkorrels

ijzervijlsel

paar stukjes koperdraad (blank)

gouden ring

zoutzuur 1M

salpeterzuur 1M

geconcentreerd salpeterzuur

grote reageerbuis

spuitflesje kraanwater

en in overleg (alleen met ervaring!):

natrium in pot

groot bekerglas (1000 ml)

plastic snijplankje

keukenmesje

pincet

Werkwijze:

PAS OP MET NATRIUM!!! Als je dit nooit zelf gedaan hebt, dan niet zonder begeleiding doen!!!

1. de metalen in groot bekerglas met water doen

2. metalen die niets deden in reageerbuis met zouzuur doen

3. metalen die niets deden in reageerbuis met salpeterzuur 1M doen (in zuurkast)

4. metalen die niets deden in reageerbuis met geconcentreerd salpeterzuur doen (in zuurkast)

Opruimen:

bekerglas met natrium-resten aan de wanden goed spoelen met water

koperresten (blauwe oplossingen) bij zware metalen

Pas op met resten geconcentreerd salpeterzuur!!!

Verwerking:

metalen op volgorde zetten van hoe gemakkelijk / lastig ze zijn aan te tasten

begrip edelheid er aan koppelen

Niet alle metalen laten zich even gemakkelijk aantasten.

Paperclip verkoperen (leerlingproef)

Doel: Laten zien dat de eigenschap “aangetast” uitwisselbaar is. Begrip “opofferingsmetaal”, basis

voor redox-reacties.

Benodigdheden:

kopersulfaat-oplossing (“oplossing 23, alleen voor OP”)

16 bekerglaasjes 50 ml

doosje paperclips

stukjes schoonmaakpapier

Werkwijze:

PAS OP: KOPERSULFAAT IS GIFTIG!!!

1. schenk half bekerglaasje kopersulfaat in

2. paperclip schoonhouden; zo min mogelijk met vingers aanraken

3. goed kijken terwijl je de paperclip in kopersulfaat-oplossing onderdompelt

4. zodra je duidelijk verschil ziet paperclip er weer uit halen

5. voorzichtig afspoelen met kraanwater en droogdeppen met schoonmaakpapier

Opruimen:

kopersulfaat-oplossing tot en met de laatste druppen afschenken in speciaal afvalvat

bekerglaasje droogvegen met schoonmaakpapier; géén water gebruiken!

handen wassen!!

Verwerking:

De eigenschap “aangetast” (elektrisch geladen) kan worden uitgewisseld! Het meest edele metaal

heeft het minst de neiging aangetast te willen zijn; het meest edele metaal laat zich graag aantasten.

Het overgeven van de elektrische lading is de basis van de “redox-reacties”.