Scheikunde havo Onderzoek aan Appelsientje Naam

Scheikunde havo
Onderzoek aan Appelsientje
Naam:
___________________________________
Maximumscore 27
Je gaat in deze toets sinaasappelsap onderzoeken.
De toets bestaat uit twee delen: deel 1 en deel 2.
Deel 1
In sinaasappelsap zit onder andere opgelost ascorbinezuur. Ascorbinezuur is beter bekend
onder de naam vitamine C. Sinaasappelsap heeft een hoog gehalte aan vitamine C.
Daarom wordt sinaasappelsap vaak gebruikt bij de bereiding van fruithapjes voor baby’s.
In een consumentenblad (van 1995) staat hierover het volgende:
"Het populaire eerste fruithapje van baby's  geprakte banaan met sinaasappelsap  is jaren geleden
in de ban gedaan. Niet alleen door kersverse ouders, maar ook door voedingsvoorlichters. De reden:
de geprakte banaan zou de vitamine C uit sinaasappelsap verwoesten.
Dit bakerpraatje stamt overigens al uit 1978. De International Journal of Vitamins and Nutrients
Research, een gerenommeerd internationaal tijdschrift, rapporteerde toen over een onderzoek. De
conclusie: enzymen in de banaan verwoesten in een fruitmengsel direct 70 tot 80% van de
vitamine."
In hetzelfde consumentenblad staat verder dat medewerkers van het blad de proef op de
som genomen hebben. Zij maakten mengsels van sinaasappelsap en geprakte banaan en
onderzochten het vitamine C gehalte van het mengsel, direct na het mengen, na een
kwartier en na een half uur. Zij concludeerden dat het gehalte aan vitamine C in het
mengsel niet terugliep.
Wie heeft er nu gelijk: het genoemde internationale tijdschrift óf het consumentenblad óf
misschien wel geen van beide?
Je gaat dat in deze toets onderzoeken.
Voor dat onderzoek ga je gebruik maken van de redoxreactie tussen opgelost jood en
opgeloste vitamine C. Bij deze redoxreactie is jood de oxidator en vitamine C de reductor.
Bij de reactie wordt de vitamine C (ascorbinezuur, C6H8O6) omgezet in dehydroascorbinezuur (C6H6O6):
C6H8O6 + I2  C6H6O6 + 2 H+ + 2 IHet dehydro-ascorbinezuur dat bij de reactie ontstaat, reageert niet met jood.
(2p)
1
Geef van de redoxreactie tussen vitamine C en jood de vergelijkingen van de twee
halfreacties.
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
Vervolg Onderzoek aan Appelsientje
Het doel van je onderzoek, dat je zo meteen gaat doen, is om na te gaan of de resultaten
daarvan in overeenstemming zijn met de afname van 70 tot 80% van het vitamine C
gehalte die gemeld wordt door het internationale tijdschrift.
Je gaat voor het onderzoek onder andere gebruik maken van:
•
'Appelsientje';
•
het klaarstaande mengsel van geprakt bananenvruchtvlees en water;
•
een joodoplossing;
•
een zetmeeloplossing;
•
injectiespuiten.
Lees nu eerst de cursief gedrukte tekst hieronder helemaal door en voer daarna je
onderzoek uit. Bedenk hierbij dat het onderzoek niet zo verschrikkelijk nauwkeurig
uitgevoerd hoeft te worden.
•
•
•
Vul een injectiespuit van 10 mL met 10 mL 0,002 M joodoplossing. Leg de gevulde
spuit even weg op je tafel.
Doe 15 mL 'Appelsientje' in een maatcilinder (van 25 mL of 50 mL).
Vul de vloeistof in de maatcilinder aan tot 20 mL door 5 mL van het mengsel van
bananenvruchtvlees en water toe te voegen.
Neem een bekerglas (van 100 mL) en schenk de inhoud van de maatcilinder over in
het bekerglas.
Meng de inhoud van het bekerglas door deze goed om te zwenken.
Lees, direct na het mengen, op je horloge of op de klok in het lokaal de tijd af.
•
Noteer die tijd hier:
•
*Meet direct hierna met een andere injectiespuit (van 5 of 10 mL) 5 mL van het
mengsel uit het bekerglas af en doe dit in een erlenmeyer van 100 mL.
Voeg aan de inhoud van de erlenmeyer 2 mL zetmeeloplossing toe. (De
zetmeeloplossing is bedoeld om later goed te kunnen zien wanneer juist alle vitamine
C heeft gereageerd met het toegevoegde jood).
Druppel vervolgens langzaam joodoplossing uit de gevulde injectiespuit in de
erlenmeyer. Zwenk de erlenmeyer tijdens het toevoegen van de joodoplossing.
Daarbij zal de (donkere) kleur die bij het toevoegen van elke druppel ontstaat, in het
begin telkens verdwijnen. Ga door met het toedruppelen van de joodoplossing en het
zwenken van de erlenmeyer totdat de donkere kleur voor het eerst niet meer helemaal
verdwijnt. Het restant aan donkere kleur moet minstens 10 seconden blijven.
Noteer in de onderstaande tabel hoeveel mL joodoplossing je in totaal hebt
toegevoegd.
Herhaal de proef vanaf * (zie boven); begin hiermee 15 minuten na het tijdstip dat je
boven hebt genoteerd.
Herhaal de proef (vanaf *) ook met als begintijd 30 minuten na het tijdstip dat je boven
hebt genoteerd.
Tussen de proeven door zou je alvast kunnen beginnen met (het nadenken over) de
vragen die na dit onderzoek volgen.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
(1p)
2
tijd (min.) na starttijd
0 (starttijd)
15
30
toegevoegde joodoplossing (mL)
Vervolg Onderzoek aan Appelsientje
(3p)
3
Verwerk de gegevens van de bovenstaande tabel in onderstaand diagram. Verbind de
punten door een lijn.
0
Uit de resultaten van het onderzoek moet blijken dat het consumentenblad ongelijk heeft.
Het gehalte aan vitamine C in het mengsel lijkt wel degelijk af te nemen.
(1p)
4
Geef aan hoe uit de resultaten van jouw onderzoek blijkt dat het gehalte aan vitamine
C in het mengsel afneemt.
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
(2p)
5
Leg uit of de resultaten van jouw onderzoek in overeenstemming zijn met de afname
van 70 tot 80% van het vitamine C gehalte die gemeld wordt door het internationale
tijdschrift.
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
Vervolg Onderzoek aan Appelsientje
Je hebt bij elke proef in je onderzoek een donkere kleur zien ontstaan. Deze kleur wordt
veroorzaakt door jood dat zich hecht aan het zetmeel. Je had ook een donkere kleur, maar
dan minder duidelijk, zien verschijnen als je geen zetmeel had toegevoegd. Dat komt
kennelijk doordat er in het mengsel van ‘Appelsientje’ en bananenvruchtvlees ook zetmeel
zit.
Bedenk een onderzoek om na te gaan waar het zetmeel in zit: alleen in ‘Appelsientje’ of
alleen in bananenvruchtvlees of in beide.
Voer het bedachte onderzoek uit.
(8p)
6
Schrijf van dit onderzoek hieronder een verslag.
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
Vervolg Onderzoek aan Appelsientje
Het genoemde consumentenblad doet zelf een poging om de resultaten van het
internationale tijdschrift enigszins in overeenstemming te brengen met de
onderzoeksresultaten van hun eigen medewerkers.
Het consumentenblad schrijft hierover het volgende:
"Door het prakken van de banaan veroorzaken de enzymen een verandering in de vitamine C. Die
veranderde vitamine is vroeger verder niet onderzocht. Deze blijkt echter voor mensen even nuttig
te zijn als de oorspronkelijke vitamine C."
Het consumentenblad blijkt gelijk te hebben. De manier echter waarop dat in het
bovenstaande tekstfragment (met name in het cursieve gedeelte) verwoord wordt, is niet
erg duidelijk. Zo is het niet duidelijk dat het consumentenblad met de 'veranderde vitamine'
de stof dehydro-ascorbinezuur (zie begin van deze toets) bedoelt. Verder ontbreekt (in het
cursieve gedeelte) de vermelding van het feit dat voor de 'verandering in de vitamine C'
niet alleen enzymen nodig zijn, maar ook nog een ander type stof.
(3p)
7
Herschrijf het cursieve gedeelte van het tekstfragment zo dat er juiste en volledige
informatie, in duidelijk en goed chemisch taalgebruik, staat. Je hoeft daarbij geen
formules te gebruiken.
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
Deel 2
Je gaat in dit gedeelte van de toets het gehalte aan vitamine C in ‘Appelsientje’ bepalen.
Dat gehalte moet worden berekend in mg per 100 mL sap.
‘Appelsientje’ bevat behalve ascorbinezuur (vitamine C) ook nog andere opgeloste zuren,
bijvoorbeeld citroenzuur. Daardoor kan het gehalte aan vitamine C niet bepaald worden
door na te gaan hoeveel loog er door een bepaalde hoeveelheid ‘Appelsientje’ wordt
verbruikt. Je gaat het gehalte aan vitamine C daarom op een andere manier bepalen.
Je gaat bij het onderzoek gebruik maken van de reactie tussen vitamine C en 2,6-dichloorfenolindofenol. De laatstgenoemde verbinding wordt verder weergegeven met zijn afkorting: DCFIF.
Bij een pH > 5 heeft opgelost DCFIF een blauwe kleur; bij een pH < 5 is opgelost DCFIF
roze. Het reactieproduct van de reactie tussen opgeloste vitamine C en opgelost DCFIF bij
pH < 5 is kleurloos en bij pH > 5 lichtgeel.
Je gaat straks een bepaalde overmaat opgelost DCFIF toevoegen aan een afgemeten
hoeveelheid ‘Appelsientje’. Daarbij zal alle vitamine C uit het sinaasappelsap reageren met
het DCFIF; een deel van het DCFIF zal in de oplossing overblijven. De kleursterkte van het
ontstane mengsel is een maat voor de hoeveelheid overgebleven DCFIF in de oplossing.
Je gaat dezelfde proef ook doen met, in plaats van ‘Appelsientje’, diverse oplossingen van
zuivere vitamine C met steeds andere concentraties. Op deze manier kom je erachter
welke kleursterkte (van overgebleven DCFIF) hoort bij welke concentratie aan vitamine C.
Je gaat nu eerst van die verschillende oplossingen van vitamine C hoeveelheden van 2 mL
maken.
Op je tafel staat een oplossing van vitamine C klaar. Deze oplossing noemen we oplossing
1. Oplossing 1 bevat 1 mg vitamine C per mL, dus 2 mg vitamine C per 2 mL.
Je gaat nu met behulp van oplossing 1 drie oplossingen (2, 3 en 4) van vitamine C maken
die achtereenvolgens 1,6, 1,2 en 0,8 mg vitamine C per 2 mL bevatten. Hiervoor ga je
steeds een bepaalde hoeveelheid van oplossing 1 afmeten en vervolgens aanvullen met
gedemineraliseerd water totdat het eindvolume 2 mL is.
Vervolg Onderzoek aan Appelsientje
(2p)
8
Vul in onderstaande tabel in op welke wijze je de oplossingen 2, 3 en 4 gaat maken.
oplossing 1
2 mg per 2 mL
oplossing 2
1,6 mg per 2 mL
oplossing 3
1,2 mg per 2 mL
oplossing 4
0,8 mg per 2 mL
aantal mL oplossing 1
(2 mg vitamine C per 2 mL)
aantal mL
gedemineraliseerd water
2
0
Lees nu eerst de cursief gedrukte tekst hieronder helemaal door en voer daarna je
onderzoek uit.
•
•
•
•
•
•
•
Neem vijf reageerbuizen en noteer op deze buizen achtereenvolgens de cijfers 1 t/m
5. Zet de reageerbuizen in een reageerbuisrek.
Doe in reageerbuis 1 met behulp van een injectiespuitje (bij voorkeur van 2 mL) 2 mL
van oplossing 1.
Maak in de buizen 2, 3 en 4 respectievelijk 2 mL van de oplossingen 2, 3 en 4 klaar
door met behulp van het injectiespuitje de berekende hoeveelheden oplossing 1
samen te voegen met de berekende hoeveelheden water (zie tabel).
Meng de inhoud van elke reageerbuis goed door de opening af te sluiten met een
stopje en de reageerbuis een paar maal om te keren.
Doe met behulp van de injectiespuit 2 mL ‘Appelsientje’ in reageerbuis 5.
Voeg aan iedere oplossing in de reageerbuizen 1 t/m 5 met behulp van een
injectiespuit (van
10 mL) 12 mL DCFIF oplossing toe. (Wees voorzichtig met deze oplossing; vlekken
van deze oplossing op je handen en op je kleren zijn moeilijk te verwijderen).
Meng de oplossing in elk van de vijf reageerbuizen door zo´n reageerbuis af te sluiten
met een stopje en enkele malen om te keren.
Je ziet nu dat de kleur in reageerbuis 5 totaal verschilt van de kleuren in de reageerbuizen
1 t/m 4.
(2p)
9
Leg, aan de hand van een verschil in samenstelling tussen ‘Appelsientje’ en
oplossingen van
vitamine C, uit wat de oorzaak is van dit kleurverschil.
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
Vervolg Onderzoek aan Appelsientje
•
•
•
•
Voeg met behulp van een injectiespuitje (bij voorkeur van 2 mL) aan de inhoud van de
reageerbuizen 1 t/m 5 telkens 2 mL 0,01 M zwavelzuuroplossing toe.
Meng de oplossing in elk van de vijf reageerbuizen opnieuw door zo´n reageerbuis af
te sluiten met een stopje en enkele malen om te keren.
Wacht na het mengen ongeveer twee minuten.
Bepaal in welke van de reageerbuizen 1 t/m 4 de oplossing zit die ongeveer dezelfde
kleur heeft als de oplossing in reageerbuis 5. Als die kleur ligt tussen de kleuren in
twee van de reageerbuizen 1 t/m 4, bepaal dan welke twee reageerbuizen dat zijn.
Geef het resultaat van deze kleurenvergelijking.
_____________________________________________________________________________________
(2p)
10 Bereken uit het resultaat van de bepaling het aantal mg vitamine C per 100 mL
‘Appelsientje’.
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
De beschreven bepalingsmethode van vitamine C kan ook zo ingericht worden dat aan het
eind de kleursterkte van blauwe kleuren moet worden vergeleken.
(1p)
11 Beschrijf wat er in dat geval aan het bovenstaande voorschrift moet veranderd
worden.
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________
Einde van de toets