TOA-ontwikkelteam - Universiteit Twente

TOA-ontwikkelteam
Universiteit Twente
Jaargang 2015-2016
1
Colofon
Deelnemers TOA DOT 2015-2016
Ans Assink
Wendelien Bast
Eric Berning
Henriëtte klein Bluemink
Timo Bruggeman
Wil Gradussen
Margreet Jonker
Mark Kleinherenbrink
Mark Kokke
Hetty Lourens
Rianne Wanders
De practica voorschriften zijn volgens een ‘Getting Practical’ format opgesteld.
Lijkt het je leuk om ook deel te nemen aan de TOA DOT dan kun je informatie
vinden op onderstaande links:
https://www.utwente.nl/elan/opleidingenenprofessioneleontwikkeling/professioneleontwikkeling/dots/
www,utwente.nl/dots
2
Inhoudsopgave
Colofon………………………………………………………………………………………………………………………………………….2
Inhoudsopgave………………………………………………………………………………………………………………………………3
De bepaling van de NaCl concentratie in een zoutoplossing door het meten van de geleidbaarheid.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………...4
De ontkleuring van kristalviolet met natronloog…………………………………………………………………………...8
50 tinten ijzer……………………………………………………………………………………………………………………………….15
Eenvoudige zuur-base titraties…………………………………………………………………………………………………….24.
Massapercentage calciumcarbonaat (krijt) in een krijtje……………………………………………………………..30.
Redox, zuur-base, neerslag (Druppelproef)………………………………………………………………………………….33
Water, wijn, melk of Bier?............................................................................................................38
HOT PACK……………………………………………………………………………………………………………………………………41
Productonderzoek: Bepaling van soortelijke massa en zuurgehalte van een sinaasappel………….…46
De Regenboog………………………………………………………………………………………………………………………….…49
Diffusiesnelheid bepalen d.m.v. ionentransport………………………………………………………………………….53
Kwantitatieve bepaling van koolhydraten in melk……………………………………………………………………..57
Redoxreacties…………………………………………………………………………………………………………………………….65
3
De bepaling van de NaCl concentratie in een zoutoplossing door
het meten van de geleidbaarheid.
Wendelien Bast, Chr. Coll. Groevenbeek Ermelo en Hetty Lourens, Assink Lyceum
Eibergen
Introductie:
Als je keukenzout oplost ontstaat een oplossing met Na + -ionen en Cl- -ionen.
Hierdoor kan deze oplossing stroom geleiden.
Hoe groter de concentratie opgelost zout, hoe groter het geleidingsvermogen van de
oplossing. Hoe groter het geleidingsvermogen is, hoe groter de stroomsterke is.
Onderzoeksvraag:
Je gaat onderzoeken hoe je met een bekende zoutoplossing d.m.v. de
geleidbaarheid, de zoutconcentratie van een onbekende zoutoplossing kan bepalen.
Apparatuur en materiaal:
 Gelijkspanningsbron van 5 V
 Ampèremeter
 3 Stroomdraden
 2 Koolstofelektrodes in houder
 Bekerglas 100 ml (leeg)
 Bekerglas 100ml met water
 2x Maatcilinder 25 ml
 Spuitfles met water
 Pipetje
 Zoutoplossing G (5 g NaCl /100 ml)
 Onbekende zoutoplossing
TOA aanwijzingen en veiligheid:
 NaCl is keukenzout en mag door de gootsteen gespoeld worden.

De bekende oplossing bevat 5 g NaCl/100 ml.

De onbekende oplossing bevat b.v. 2,5 g NaCl/ 100ml.

Bij deze proef wordt een klein hoeveelheid chloorgas gevormd. Daarom moet
bij iedere meting de spanningsbron kort aanstaan en tussen de metingen
uitgezet worden.
Lesorganisatie:
De uitvoering van de proef en de metingen kunnen in tweetallen gedaan worden.
De uitwerking alleen.
4
Procedure:
o Eerst ga je de ijklijn maken.
o Je krijgt hiervoor oplossing G met een concentratie van 5 g NaCl/100ml.
o Om de oplossingen met de verschillende zoutconcentraties te maken moet je
verschillende hoeveelheden water bij de bekende oplossing doen.
o In tabel 1 staan het aantal ml water en ml zoutoplossing, die je bij elkaar moet
doen om de oplossingen voor de ijklijn te maken.
Tabel 1
A
ml opl. G
5 g NaCl/ 100 ml
0
B
5
45
C
10
40
D
20
30
E
30
20
F
40
10
G
50
0
ml water
g NaCl / 100 ml
50
0
5
o Je gaat daarvoor oplossing G verdunnen zoals in tabel 1 staat. Hierdoor
ontstaan de oplossingen A t/m F met verschillende zout concentraties.
o Bereken deze verschillende concentraties NaCl als volgt:
o Voor oplossing B:
o Hoeveel gram NaCl zit in 5 ml oplossing G? ………..g NaCL
o Na verdunnen zit deze hoeveelheid zout in 50 ml. Dus …….g NaCl/ 50 ml.
o In 100 ml zit dan: ………g NaCl/ 100 ml.
o Zet je antwoorden voor de oplossingen B t/m F in tabel 1 .
o Laat je antwoorden controleren .
o Zet nu de goede antwoorden in tabel 2.
5
o Bouw de opstelling met de ampèremeter (schaal 0,5 A), de koolstofelektrodes,
de stroomdraden en het lege bekerglas.
o Sluit de spanningsbron nog niet aan.
o Doe in het lege bekerglas oplossing A uit de tabel1.
o Dat is 50 ml water met 0 g NaCl /100 ml.
o Zet de koolstofelektrodes er in.
o Sluit de spanningsbron ( 4,5 Volt) aan.
o Meet het geleidingsvermogen van de oplossing en zet dit in de tabel 2.
o Maak de spanningsbron los.
o Spoel tussen de metingen door de elektrodes goed schoon met water en
maak ze droog.
o Maak oplossing B en meet het geleidingsvermogen. Zet dit ook in tabel 2.
o Doe dit ook met de andere NaCl oplossingen.
o De onbekende oplossing.
o Maak het bekerglas schoon en droog en haal 50 ml van de onbekende zout
oplossing.
o Meet het geleidingsvermogen van de onbekende oplossing.
6
Resultaten:
Tabel 2
g NaCl / 100 ml
geleidingsvermogen
(ampère)
0
5
onbekende
Opdrachten en vragen bij de proef:
o Maak een grafiek van het geleidingsvermogen van de zoutoplossing en de
concentratie.
o Zet de concentratie op de x-as en het geleidingsvermogen op de y-as.
o Dit is je ijklijn.
o Bereken met je ijklijn de concentratie NaCl in de onbekende oplossing.
7
De ontkleuring van kristalviolet met natronloog
Margreet Jonker, Chr. Coll. Groevenbeek Ermelo en Henriette klein Bluemink, Montessori
College Twente Hengelo
Introductie:
Wit licht, bv zonlicht, omvat alle golflengten tussen ca 400 en 800 nm (=
polychromatisch licht)
Een zichtbaar licht met een nauw begrensd golflengtegebied (= monochromatisch
licht)
Kleurenindeling van wit licht:
Golflengte nm
380-435
435-495
495-565
565-590
590-625
625-780
kleurindruk
Violet
Blauw
Groen
Geel
Oranje
rood
Wordt uit wit licht het groen afgezonderd dan blijft een mengsel van violet, blauw,
geel, oranje en rood over, je ziet dit als rood licht. Wordt groen weer toegevoegd dan
krijg je weer wit licht.
Hoe komt dit?
Twee kleuren die met elkaar een wit licht vormen worden complementaire kleuren
genoemd, ook wel twee monochromatische kleuren licht die na menging voor het
oog wit licht vormen.
Violet en geel, blauw en oranje , rood en groen zijn complementaire kleurenparen,
met andere woorden:
Violet en geel licht samen vormen wit licht
Blauw en oranje licht vormen samen wit licht
Rood en groen licht vormen samen wit licht
Wordt het groene licht afgezonderd dan blijft van dit paar het rode licht over, de
ander twee paren vormen samen wit licht, dus zie je rood licht.
Een vast voorwerp dat als rood wordt waargenomen zal uit het opvallende zonlicht
de straling van het golflengtegebied tussen 495-565 (=groen)nm sterk absorberen.
8
De overige kleuren licht worden teruggekaatst. Nu vormen violet en geel wit licht en
blauw en oranje ook en zal voor het voorwerp rood als kleurindruk overblijven.
Voor een oplossing gelden dezelfde regels
Een blauwgekleurde oplossing zal uit het opvallende zonlicht de straling van het
golflengtegebied tussen 590-625 (= oranje)nm sterk absorberen
Een kleurloze oplossing laat licht van alle golflengten door
Een zwarte oplossing absorbeert alle straling ( laat geen licht van alle golflengten
door)
Het menselijk oog is niet in staat om te bepalen of licht monochromatisch is of niet.
Geel licht kan bijvoorbeeld eenkleurig zijn , maar het kan ook een mengsel zijn van
de spectrale kleuren zonder het violet.
Lesorganisatie
Dit practicum is geschikt voor 5 VWO en 5 Havo. Het is in een lesuur van 60 minuten
uit te voeren. Dit is wel afhankelijk van de hoeveelheid apparatuur die je beschikbaar
hebt. In de bijlagen (1 t/m4) zijn verschillende manieren van meten gegeven.
Apparatuur en materiaal








Natronloog 0,1M of 0,05M
Kristalvioletoplossing 0,00008M
Demiwater
Cuvet van 1 cm
Bekerglaasje 50 mL, 3 stuks
Pipet 5 mL, 2 stuks
Pipetterballon
Spectrofotometer, eventueel in combinatie met computerprogramma (bv CMA
of Vernier)
Toa aanwijzingen en veiligheid
De stockoplossing van kristalviolet is 0,001M, hieruit maken we een oplossing van
0.00008M door 80 mL te verdunnen naar 1 liter of 8 mL naar 100 mL
De natronloog die gebruikt wordt is 0,1M
Verder zijn er verschillende manieren mogelijk om de extincties te meten.
Er kan gebruik gemaakt worden van een spectrofotometer waar je de extinctie zelf
afleest.
Er kan ook met een spectrofotometer van CMA gemeten worden in combinatie met
IP coach.
Ook is het mogelijk om met de logger pro van Vernier te meten.
Voor de instellingen gebruik je de handleidingen van de gebruikte apparatuur.
Kristal violet afvoeren in afval vat kristalviolet.
9
Procedure
Dit is een algemene procedure, kijk in de bijlagen welke het best past bij de
aanwezige apparatuur op school

Doe 5 mL natronloog in een bekerglas van 50 mL.

Voeg toe 5 mL kristalviolet 0.00008M en meng goed.

Vul met deze oplossing een cuvet voor ongeveer driekwart.

Meet de ontkleuring met de aanwezige apparatuur.
Vragen
1. We maken gebruik van een filter van 580 nm, leg uit waarom.
2. Laat dmv een berekening zien hoe je een oplossing van 0.00008 M
Kristalviolet maakt.
3. Bereken mbv de wet van Lambert Beer de concentratie van de kristalviolet op
5 min. (we stellen de ext coëf op 10.000)
4. De reactiesnelheid wordt altijd gegeven op een bepaald tijdstip of er wordt
gesproken over een gemiddelde reactiesnelheid. Leg uit waarom de
reactiesnelheid niet voor de hele reactie gegeven kan worden.
5. Wat gebeurt er met de reactiesnelheid bij een hogere concentratie NaOH, hoe
zou de grafiek veranderen.
6. Welke 5 factoren ken je die de reactiesnelheid kunnen beïnvloeden.
Docent aanwijzingen
Antwoorden
1. Je wilt het geabsorbeerde licht meten (geel, 580 nm) en dat is complementair
aan de kleur die de oplossing heeft (violet)
2. De stockoplossing van kristalviolet is 0,001M, hieruit maken we een oplossing
van 0.00008M door 80 mL te verdunnen naar 1 liter of 8 mL naar 100 mL
3. Ext = Ext.coëf (10.000) x conc x afstand (1)
4. Omdat de reactiesnelheid niet op alle punten even groot is. De grafiek is niet
lineair.
5. Bij een hogere conc NaOH zou de ontkleuring sneller gaan, de curve loopt
steiler.
6. Concentratie, verdelingsgraad, temperatuur, soort stof, katalysator.
10
Bijlage 1
Meten met behulp van een losse spectrofotometer

Zet de spectrofotometer aan en laat de lamp 15 minuten opwarmen

Vul de cuvet driekwart met demiwater sluit de klep en zet met de blanco de
meter op 0.

Doe 5 mL natronloog in een bekerglas van 50 mL.

Voeg toe 5 mL kristalviolet 0.00008M en meng goed.

Vul met deze oplossing een cuvet voor ongeveer driekwart.

Meet de ontkleuring minimaal 10 minuten, noteer om de 30 sec de ext.

Maak een grafiek van de gegevens die je hebt verzameld, met op de X-as de
tijd en op de Y-as de ext.
11
Bijlage 2
Gebruiksklaar maken van de colourwave en IP coach:






Open het juiste programma op IP coach.
Druk op de kinetics knop op de colourwave
Selecteer Abs mode met de Abs/%T knop op de colourwave
Plaats een cuvet met demiwater in de colourwave en druk op de R knop op de
colourwave
Het display geeft nu 0.00 Abs aan
Verwijder het demiwater
Meten van het monster:







Doe 5,0 mL 0,1 M of 0,05 M natronloog in een bekerglaasje van 50 mL. (je
hoort van de TOA welke molariteit je moet gebruiken.)
Voeg 5,0 mL 0.00008 M kristalvioletoplossing toe. Vanaf dit moment alle
handelingen zo snel mogelijk uitvoeren.
Meng het mengsel door het bekerglas te zwenken.
Vul de cuvet voor ¾ met het mengsel.
Plaats de cuvet in de colorwave
Druk op de T(test) knop van de colourwave
Klik op de groene startdriehoek van het coachprogramma.
12
Bijlage 3
Gebruiksklaar maken van de colorimeter van CMA en IP coach:

Open het juiste programma op IP coach

Stel de colorimeter in op 565 nm

Vul een cuvet met demiwater en zet die in de colorimeter, druk op de cal knop.
Meten van het monster:







Doe 5,0 mL 0,1 M of 0,05 M natronloog in een bekerglaasje van 50 mL. (je
hoort van de TOA welke molariteit je moet gebruiken.)
Voeg 5,0 mL 0.00008 M kristalvioletoplossing toe. Vanaf dit moment alle
handelingen zo snel mogelijk uitvoeren.
Meng het mengsel door het bekerglas te zwenken.
Vul de cuvet voor ¾ met het mengsel.
Plaats de cuvet in de colorwave
Druk op de T(test) knop van de colourwave
Klik op de groene startdriehoek van het coachprogramma.
13
Bijlage 4
Logger Pro startklaar maken (kalibreren)
Als het goed is staat de computer al klaar met het programma ‘Logger Pro’ opgestart
in het juiste meetprogramma. Is dit niet het geval vraag dan de TOA om hulp.
Vul een cuvet voor ¾ met demiwater.
Plaats de cuvet in de spectrofotometer.
Ga in de werkbalk naar ‘experiment en daarna kies kalibreren spectometer
De lamp heeft 90 seconden nodig om op te warmen, dit geeft het aan en start vanzelf
Klik op ‘finish calibration’ en bevestig met OK.
Samenstellen van het reactiemengsel en bepaling van de juiste golflengte waarbij
gemeten moet worden:
Doe 5,0 mL 0,1 M of 0,05 M natronloog in een bekerglaasje van 50 mL. (je hoort van
de TOA welke molariteit te moet gebruiken.)
Voeg 5,0 mL 0.00008 M kristalvioletoplossing toe. Vanaf dit moment alle
handelingen zo snel mogelijk uitvoeren.
Meng het mengsel door het bekerglas te zwenken.
Vul de cuvet voor ¾ met het mengsel.
Plaats de cuvet in de spectrofotometer.
Klik op ‘collectie’ en wacht tot de computer klaar is met het verwerken van de
meetgegevens. (Er is dan een piek op het scherm te zien).
Klik dan op stop.
Kies vervolgens in de werkbalk ‘Configure
Spectrophotometer’ ; er verschijnt een nieuw scherm.
Kies voor ‘Absorptie vs. Tijd’ – de golflengte waarbij je de meting gaat uitvoeren
verschijnt automatisch. (in de inleiding moet vermeld worden waarom juist deze
golflengte het beste resultaat gaat leveren.)
Kies voor opslaan
Zet onder het icoontje ‘klokje ’ de tijd juist (1500 s).
Klik op ‘collectie’ en laat de computer de meting uitvoeren.
14
50 tinten ijzer
Ans Assink, Marianum, Groenlo
Inleiding:
Als afronding van het hoofdstuk redox gaan we nog een keer een practicum in een
leuke vorm doen. Hierbij komen verschillende vormen van het element ijzer aan bod.
Apparatuur en materiaal:












FeSO4
kleine stukjes magnesiumlint(± 2 mm)
Natronloog 0,4 M
Zoutzuur 0,5 M
Waterstofperoxide 20%
Natriumthiosulfaat 0,5M
Kaliumhexacyanoferraat(II) 0,1M
Kaliumthiocyanaat 0,1M
Plastic sheet om de proef uit te voeren
Druppelpipetjes
Magneet
Roerstaafjes of cocktailprikkers
Toa aanwijzingen en veiligheid:
Voor deze proef is het nodig dat je de oplossing van ijzer(II)sulfaat vers maakt. Ook
moeten de oplossingen van natronloog en waterstofperoxide vers gemaakt worden.
Natronloog reageert met koolzuur uit de lucht. Waterstofperoxide ontleedt onder
invloed van licht. De rest van de oplossingen is wel houdbaar.
Het is handig dat alle groepjes leerlingen op hun tafel een eigen rekje hebben met
alle oplossingen in druppelflesjes. Er wordt gewerkt in tweetallen en aan het einde
van de les moet de uitwerking ingeleverd worden. Je werkt op microschaal, dat houdt
in dat je heel weinig chemicaliën gebruikt. Het practicum wordt uitgevoerd op een
geplastificeerde sheet. Na afloop spoel je de sheet schoon en maakt hem droog.
Het restant van de oplossingen van kaliumthiocyanaat en geelbloedloogzout voer je
af bij de overige organische stoffen. Wees voorzichtig met deze oplossingen want bij
verwarmen ontstaat blauwzuurgas.
De concentraties van de oplossingen van kaliumthiocyanaat en geelbloedloogzout
hoeven niet precies gemaakt te worden, dit zijn aantoningsreacties.
De overige oplossingen moeten wel met de goede concentraties gemaakt worden,
omdat je met aflopende reacties te maken hebt, hierdoor zijn de beginstoffen niet
meer aanwezig.
15
Procedure:
Werk volgens de aanwijzingen op de geplastificeerde sheet. Noteer bij iedere stap de
beginstoffen. Noteer je waarnemingen voor en na de reactie en geef aan wat er bij
iedere stap gebeurt is. Geef de reactievergelijkingen.
Geef ook duidelijk aan welk type reactie (redox, zuur-base of neerslag) er heeft
plaatsgevonden. Geef bij de redoxreacties aan welke stof de oxidator en welke de
reductor is. Er zijn twee sheets bijgevoegd, kies zelf welke er gebruikt gaat worden.
Docentaanwijzingen:
Dit practicum is bedoeld als afsluiting of herhaling van het onderwerp redox. Het is
geschikt voor 5H of 5V.de leerlingen voeren het practicum uit in tweetallen, waarbij
ze mogen overleggen. Alleen de uitvoering van het practicum kan in 5 minuten als
alle oplossingen klaar staan. Moeten de leerlingen echter alle waarnemingen noteren
en daar de reactievergelijkingen van noteren dan kost dat de meeste leerlingen wel
een heel lesuur
Het is raadzaam om de aantoningsreacties voor ijzer(II) en ijzer(III) te geven, dit zijn
bij leerlingen geen algemeen bekende reacties.
De leerlingen die dit practicum uitvoeren worden getest op hun kennis van
redoxreacties. Daarnaast krijgen ze te maken met het gegeven dat ijzer(II) niet zo
heel stabiel is.
Er zijn twee versies werkbladen bijgevoegd met twee maal de antwoorden die bij de
vraag horen. (als eerste zijn de antwoorden gegeven en dan de bijbehorende
werksheet)
Antwoorden
1.
FeSO4
Lichtgroen zout
→
2+
Fe (aq)
Lichtgroene oplossing
+
2-
SO4
Oplosvergelijking
2.
2+
+
Mg(s)
Fe (aq)
Lichtgroene oplossing
Grijs metaal
oxidator
reductor
→
Fe(s)
Grijs metaal
deeltjes
+
2+
Mg (aq)
Kleurloos in oplossing
Redoxreactie
Als er voorzichtig een magneet in de richting van de druppel wordt bewogen zie je de metaaldeeltjes
bewegen. IJzer is magnetisch, magnesium niet.
16
Naast deze reactie heb je te maken met het zure karakter van ijzer(II)
2+
Fe(H2O)6 (aq)
Lichtgroen opl
+
H2O(l)
+
→
FeOH(H2O)5 (aq)
Lichtgroene opl.
+
H3O
+
(aq)
Zuurbase
+
2H (aq)
kleurloos
oxidator
+
Mg
Grijs metaal
reductor
→
H2(g)
belletjes
2+
+
Mg
(aq)
3.
2+
Fe (aq)
Lichtgroene oplossing
+
-
2OH (aq)
Kleurloze oplossing
→
Fe(OH)2(s)
Lichtgroen neerslag
Neerslagreactie
4.
Begin met 1 druppel van oplossing A.
Door het samenbrengen van ijzer(II)ionen met hexacyanoferraat(II)ionen wordt een wit neerslag
verwacht, maar het is helder blauw. Dit wordt veroorzaakt door oxidatie van ijzer(II) aan de lucht. Dit
neerslag wordt Turnball blauw genoemd. Het komt overeen met Berlijns Blauw, maar door de lagere
concentratie zijn de deeltjes kleiner.
5.
Begin met 1 druppel van oplossing A en voeg 1 druppel kaliumthiocyanaatoplossing toe, hier vindt
geen duidelijke reactie plaats.
6.
Begin met 1 druppel van oplossing A en voeg 1 druppel zoutzuur (0,5M) en 5 druppels
waterstofperoxide 20% toe.
2+
Fe (aq)
Lichtgroene
oplossing
reductor
+
+
2H (aq)
Kleurloze oplossing
3+
+ H2O2(aq)
Kleurloze oplossing
→ Fe (aq)
+ 2H2O(l)
Geelbruine oplossing
oxidator
Redoxreactie
H2O2(aq)
0xidator
+
2H+(aq)
+
H2O2(aq)
reductor
→
O2(g)
+
+
2H (aq)
+
2 H2O(l)
gas
Redox. Fe
3+
(aq)
treedt op als katalysator.
7.
Begin met 1 druppel oplossing B en voeg 5 druppels natronloog (0,4M) toe.
2+
Fe (aq)
Licht groene oplossing
+
-
2 OH (aq)
Kleurloze oplossing
→
Fe(OH)2(s)
Lichtgroen neerslag
Bevestiging dat de ijzer(II)ionen bij proef 6 weer terug gevormd zijn naar ijzer(III)ionen.
17
8.
Begin met 1 druppel oplossing B en voeg 1 druppel kaliumhexacyanoferraat(II) (0,1M) toe.
3+
Fe (aq)
Lichtbruine oplossing
2+
+
- 4-
3 Fe (CN )6
Gele oplossing
3+
→
2+
-
Fe 4[Fe (CN )6]3.xH2O(s)
Donkerblauw neerslag
Aantoningsreactie.
IJzer(III)wordt aangetoond met geelbloedloogzout, kaliumhexacyanoferraat(II).
IJzer(II) wordt aangetoond met roodbloedloogzout, kaliumhexacyanoferraat(III).
Berlijns blauw is dus een complex, waarin zowel ijzer(II) als ijzer(III) aanwezig zijn.
9.
Begin met 1 druppel oplossing B en voeg 1 druppel kaliumthiocyanaatoplossing (0,1M) toe.
3+
Fe (aq)
Lichtbruine oplossing
-
+
SCN (aq)
Kleurloze oplossing
→
2+
FeSCN (aq)
Intens bruinrode oplossing
Aantoningsreactie , werkt om ijzer(III)ionen aan te tonen.
10.
Begin met een druppel oplossing B en voeg 5 druppels natriumthiosulfaatoplossing (0,5M)toe. Je
verwacht een heldere oplossing, maar deze is ietwat troebel
3+
2 Fe (aq)
Bruine oplossing
oxidator
2S2O3
Kleurloze oplossing
+
+
2-
2S2O3 (aq)
Kleurloze
oplossing
reductor
+
2 H3O
2+
2-
→
2 Fe (aq)
+
S4O6 (aq)
Aanvankelijk paarse tussenkleur die per druppel ook weer
verdwijnt, oplossing wordt helder

3 H2O + S(s)
+
SO2(g)
De oplossing is eerst helder en wordt na korte tijd
troebel en ruik je een zwavelgeur.
Oxidator/reductor
Redoxreactie
11.
Begin met 1 druppel uit cirkel 10 en voeg 5 druppels natronloog (0,4M) toe.
2+
Fe (aq)
Licht groene oplossing
+
-
2 OH (aq)
Kleurloze oplossing
→
Fe(OH)2(s)
Lichtgroen neerslag
Bevestiging dat de ijzer(II)ionen bij proef 10 weer terug gevormd zijn naar ijzer(III)ionen.
18


50 tinten ijzer.
Begin met het maken van oplossing A. Los ongeveer 0,2 g ijzer(II)sulfaat op in 1,5 mL demiwater.
1.
2.
3
Draag veiligheidsbril
Roer de mengsels door met een
cocktailprikker.
4.
5.
1 druppel A + 1 druppel
Kaliumhexacyanoferraat(II)
1 druppel A + 1 druppel
Kaliumthiocyanaat
8.
9.
1 druppel B + 1 druppel
Kaliumhexacyanoferraat(II)
1 druppel B + 1 druppel
Kaliumthiocyanaat
.
Doe 3 druppels oplossing
A in de cirkel
2 stukjes magnesium + 3
druppels A. Beweeg een
magneet naar de cirkel
6
1 druppel A + 1 druppel
zoutzuur, daarna 5
druppels
waterstofperoxide
Dit is oplossing B
Opmerking, de reacties in
stap 10 en 11 zijn lastig,
omdat ze vragen om een
snelle uitvoering.
Het doel is reductie van
IJzer(III) ionen met
thiosulfaat.
Als het is gelukt krijg je
een groen neerslag bij
stap 11.
1druppel A + 5
druppels Natronloog
7.
1 druppel oplossing B +
5 druppels natronloog
10.
11*
1 druppel oplossing B.
1 druppel uit cirkel 10 + 5
Observeer nauwkeurig,
druppel natronloog
terwijl je druppel voor
druppel5 druppels
natriumthiosulfaat
toevoegt.
*Als er een bruin neerslag ontstaat, voeg druppels HCl(aq) tot het net oplost.
Gebruikte oplossingen
 Natriumhydroxide, NaOH(aq ) 0.4 M (irriterend)
 Waterstofperoxide,H2O2(aq) 20 %(irriterend)
 Zoutzuur, HCl(aq)0,5 M
 Natriumthiosulfaat, Na2S2O3(aq)0,5 M
 Kaliumhexacyanoferraat II, K4Fe(CN)6(aq)0,1 M
 Kaliumthiocyanaat, KSCN(aq)
19
Antwoorden
1.
2+
→
FeSO4
Fe
Lichtgroen zout
(aq)
2-
+
SO4
Lichtgroene oplossing
Oplosvergelijking
2.
2+
+
Fe (aq)
→
Mg(s)
Lichtgroene oplossing
Grijs
metaal
oxidator
reductor
Fe(s)
+
Grijs metaal
deeltjes
2+
Mg (aq)
Kleurloos in oplossing
Redoxreactie
Als er voorzichtig een magneet in de richting van de druppel wordt bewogen zie je de
metaaldeeltjes bewegen. IJzer is magnetisch, magnesium niet.
Naast deze reactie heb je te maken met het zure karakter van ijzer(II)
2+
Fe(H2O)6 (aq)
Lichtgroen opl
+
→
H2O(l)
+
FeOH(H2O)5 (aq)
Lichtgroene opl.
+
H3O
→
H2(g)
belletjes
+
(aq)
Zuurbase
+
2H (aq)
kleurloos
oxidator
+
Mg
Grijs metaal
reductor
2+
+
Mg
(aq)
3.
2+
Fe (aq)
Lichtgroene oplossing
+
-
2OH (aq)
Kleurloze oplossing
→
Fe(OH)2(s)
Lichtgroen neerslag
Neerslagreactie
4.
Begin met 1 druppel van de beginoplossing en voeg 1 druppel zoutzuur (1M) en 5
druppels waterstofperoxide 20% toe.
2+
Fe (aq)
Lichtgroene
oplossing
reductor
+
+
2H (aq)
Kleurloze oplossing
→ Fe3+(aq) + 2H2O(l)
Geelbruine oplossing
+ H2O2(aq)
Kleurloze oplossing
oxidator
Redoxreactie
H2O2(aq)
0xidator
+
Redox.
Fe3+(aq)
2H+(aq)
+
H2O2(aq)
reductor
→
O2(g)
+
+
2H (aq)
+
2 H2O(l)
gas
treedt op als katalysator.
20
5.
3+
Fe (aq)
Lichtbruine oplossing
+
-
→
3 OH (aq)
Kleurloze
oplossing
Fe(OH)3(s)
Bruin neerslag
Neerslagreactie
6.
Begin met een druppel uit cirkel 4 en voeg 5 druppels natriumthiosulfaatoplossing
(0,5M)toe. Je verwacht een heldere oplossing, maar deze is ietwat troebel.
3+
2 Fe (aq)
Bruine oplossing
oxidator
2S2O3
Kleurloze
oplossing
Oxidator/reductor
+
+
2-
2S2O3 (aq)
Kleurloze
oplossing
reductor
+
2 H3O
2+
2-
→
2 Fe (aq)
+
S4O6 (aq)
Aanvankelijk paarse tussenkleur die per druppel ook
weer verdwijnt, oplossing wordt helder

3 H2O + S(s)
+
SO2(g)
De oplossing is eerst helder en wordt na korte tijd
troebel en ruik je een zwavelgeur.
Redoxreactie
7.
Begin met 1 druppel uit cirkel 6 en voeg 5 druppels natronloog (0,4M) toe.
2+
Fe (aq)
Licht groene oplossing
+
-
2 OH (aq)
Kleurloze oplossing
→
Fe(OH)2(s)
Lichtgroen neerslag
Bevestiging dat de ijzer(II)ionen bij proef 6 weer terug gevormd zijn naar
ijzer(III)ionen.
8a.
Begin met 1 druppel van de beginoplossing.
Door het samenbrengen van ijzer(II)ionen met hexacyanoferraat(II)ionen wordt een
wit neerslag verwacht, maar het is helder blauw. Dit wordt veroorzaakt door oxidatie
van ijzer(II) aan de lucht. Dit neerslag wordt Turnball blauw genoemd. Het komt
overeen met Berlijns Blauw, maar door de lagere concentratie zijn de deeltjes
kleiner.
8b.
Begin met 1 druppel uit cirkel 4 en voeg 1 druppel kaliumhexacyanoferraat(II) (0,1M)
toe.
3+
Fe (aq)
Lichtbruine oplossing
+
2+
-
4-
3 Fe (CN )6
Gele oplossing
→
3+
2+
-
Fe 4[Fe (CN )6]3.xH2O(s)
Donkerblauw neerslag
Aantoningsreactie.
IJzer(III)wordt aangetoond met geelbloedloogzout, kaliumhexacyanoferraat(II).
IJzer(II) wordt aangetoond met roodbloedloogzout, kaliumhexacyanoferraat(III).
Berlijns blauw is dus een complex, waarin zowel ijzer(II) als ijzer(III) aanwezig zijn.
21
9a.
Begin met 1 druppel van de beginoplossing en voeg 1 druppel
kaliumthiocyanaatoplossing toe, hier vindt geen duidelijke reactie plaats.
9b.
Begin met 1 druppel uit cirkel 4 en voeg 1 druppel kaliumthiocyanaatoplossing (0,1M)
toe.
3+
Fe (aq)
Lichtbruine oplossing
+
-
SCN (aq)
Kleurloze oplossing
→
2+
FeSCN (aq)
Intens bruinrode oplossing
Aantoningsreactie , werkt om ijzer(III)ionen aan te tonen.
Bron
Voorschrift afkomstig van ASE congres CLEAPPS Liverpool 2012
22
Procedure
In een reageerbuisje krijg je 0,2 gram ijzer(II)sulfaat, dit los je op in 1,5 mL
demiwater. Kwispel het buisje om de oplossing te homogeniseren
Breng in rondje 2: 3 druppels van je oplossing en in rondje 3,4,8a en 9a 1 druppel.
2. Voeg 2 kleine stukjes
magnesiumlint toe
2
Beweeg een magneet
langzaam in de richting van
de cirkel
3. Voeg toe 5 druppels 0,4 M
natronloog.
3
4. Voeg toe 1 druppel 0,5M
zoutzuur en 5 druppels 20 %
waterstofperoxide. Roer de
oplossing met een stokje
4
5. Neem 1 druppel van
de oplossing uit cirkel 4
en voeg 5 druppels 0,4
M Natronloog toe.
5
6 Neem 1 druppel van de
6
oplossing uit cirkel 4 en voeg
5 druppels 0,5 M
natriumthiosulfaat toe en roer
met een stokje.
7. Neem 1 druppel uit
cirkel 6 en voeg 5
druppels 0,4 M
natronloog toe.
7
8a Voeg 1 druppel 0,1M
kaliumhexacyanoferraat(II)
toe
8b. neem 1 druppel uit
8b
cirkel 4 en voeg 1
druppel 0,1M
kaliumhexacyanoferraat
8a
toe
9a Voeg 1 druppel 0,1 M
kaliumthiocyanaat toe
9a
9b. Neem 1 druppel uit
cirkel 4 en meng deze
met 1 druppel 0,1M
kaliumthiocyanaat..
9b
23
Eenvoudige zuur-base titraties
Wendelien Bast, Chr. Coll. Groevenbeek Ermelo en Hetty Lourens, Assink Lyceum
Eibergen
Introductie:
Zuren zijn stoffen met een zuurtegraad, pH, kleiner dan 7. Hoe lager de pH, hoe
zuurder een stof is.
Basen hebben een pH groter dan 7. Hoe hoger de PH, hoe basischer de stof is.
Stoffen met een pH van 7 noemen we neutraal.
Stoffen met een hoge of lage pH hebben een bijtende werking.
Met een indicator kun je nagaan of een stof zuur, basisch of neutraal is. De pH kun je
meten met een universeel indicator of met een pH meter.
Zuren kun je neutraliseren met een base. Dit gebruik je bij een zuur-base titratie.
Hieronder staan twee eenvoudige zuur-base titraties.
Lesorganisatie:
 Deze practica zijn geschikt voor 3 TL en onderbouw HAVO en VWO.

De proeven kunnen in tweetallen worden uitgevoerd, waarbij beide leerlingen
de titratie één keer uitvoeren en de uitkomsten kunnen dan als duplo’ s
gebruikt worden.

We maken gebruik van injectiespuitjes bij deze titraties.

In plaats van een injectiespuit kan ook een buret gebruikt worden. Het is dan
beter om 0,1M NaOH te gebruiken, zodat het volume dat moet worden
toegevoegd groter is.

Dit practicum bestaat uit twee delen.
Bepaling van de concentratie azijnzuur in keukenazijn met een titratie
Introductie:
Er bestaan veel soorten azijn. Naast allerlei soorten kruidenazijn is er ook
keukenazijn, huishoudazijn en schoonmaakazijn. Op een fles huishoudazijn staat
4%. Betekent dit dat er 4% azijn in zit? Dit kun je zelf onderzoeken met een zuurbase titratie.
24
Apparatuur en materiaal:
 keukenazijn

pipet

natronloog 0,1 M

druppelflesje met fenolftaleïne

bekerglaasje 100 ml

erlenmeyer 100 ml

injectiespuit 10 ml

spuitfles met water
TOA aanwijzingen en veiligheid:
Per titratie wordt 1 ml keukenazijn en 10 ml 0,1 M NaOH gebruikt.
Keukenazijn moet volgens de warenwet minstens 40 g azijnzuur / L bevatten.
De leerlingen krijgen het gegeven dat 1 ml natronloog overeenkomt met 6,0 mg
azijnzuur.
Procedure:
 Meet met een pipet precies 1,0 ml keukenazijn af.
 Breng dit over in een erlenmeyer
 Voeg gedestilleerd water toe tot de bodem bedekt is
 Voeg twee druppels van de indicator fenolftaleïne toe.
 Vul een injectiespuit met natronloog en lees de beginstand af.
 Voeg druppelsgewijs de natronloog aan de verdunde azijn toe. Goed
mengen na elke druppel
 Ga door totdat de kleur van de fenolftaleïne omslaat.
 Lees de eindstand van de injectiespuit af.
 Spoel de erlenmeyer 3x goed om met water
 Voer de proef nog een keer uit maar wissel van uitvoerder.
25
Opdrachten en vragen bij de proef:
vraag a:
Welke kleur heeft de fenolftaleïne in keukenazijn?
vraag b:
Teken de tabel over
en zet het aantal milliliter
natronloog dat je hebt
toegevoegd erin.
Titratie
1
ml toegevoegde natronloog
2
vraag c:
Hoeveel natronloog heb je gemiddeld toegevoegd?
vraag d:
Bereken het gehalte azijnzuur in de azijn, uitgedrukt in milligram per
milliliter. Tip: maak gebruik van het gegeven.
vraag e:
Bereken vervolgens het gehalte azijnzuur in de onverdunde azijn,
uitgedrukt in milligram per liter.
--------------
Bepaling van de concentratie citroenzuur in 7- Up met een titratie
Introductie:
Het is een mooie warme zomerse dag, je zit buiten en je slokt lekker een groot glas
met koele 7 –Up op. Nieuwsgierig als je bent, wil je wel eens weten wat je daar toch
opdrinkt. Op het etiket op de fles staat een heleboel. Ook staat erop dat er
citroenzuur in 7 –Up zit. Uit de tekst haal je niet of er veel of weinig citroenzuur in zit.
Er is maar één oplossing: zelf uitzoeken hoeveel erin zit.
Apparatuur en materiaal:
 7-Up

maatcilinder 25 ml

natronloog 0,2 M

druppelflesje met fenolftaleïne

bekerglaasje 100 ml

erlenmeyer 100 ml

injectiespuit 10 ml

spuitfles met water
26
TOA aanwijzingen en veiligheid:
Per titratie wordt 25 ml 7-Up en 10 ml 0,2 M NaOH gebruikt.
Voor de titratie kan worden uitgevoerd moet de toa of docent eest de koolzuur uit de
7 –Up halen. Dit kan door de 7 –Up in een groot bekerglas ongeveer 5 minuten
krachtig te roeren.
Je bepaalt met deze titratie het totaal van de aanwezige zuren. In veel frisdranken zit
b.v. ook appelzuur of fosforzuur. Omdat deze proeven bedoeld zijn om kennis te
maken met titraties, mogen de leerlingen rekenen met: 1 ml NaOH komt overeen met
12,8 mg citroenzuur.
In 1L 7 –Up zit dan ongeveer tussen de 3 en 3,5 g citroenzuur.
Procedure:
 Meet met de maatcilinder precies 25 ml 7-Up af.
 Breng dit over in een erlenmeyer
 Voeg twee druppels van de indicator fenolftaleïne toe.
 Vul een injectiespuit met natronloog en lees de beginstand af.
 Druppel de natronloog bij de 7-Up. Goed mengen na elke druppel.
 Ga door totdat de kleur van de fenolftaleïne omslaat.
 Lees de eindstand van de injectiespuit af.
 Spoel de erlenmeyer 3x goed om met water
 Voer de proef voor de nauwkeurigheid nog een keer uit en zet het aantal ml
natronloog in je tabel bij titratie 2.
Opdrachten en vragen bij de proef:

vraag a:
Welke kleur heeft de fenolftaleïne in de 7-Up?
Wat weet je nu van de pH van de 7-Up

vraag b:
Teken de tabel over en zet het aantal milliliter natronloog dat je
hebt toegevoegd bij titratie 1 en 2 in de tabel.
Titratie
1
ml toegevoegde natronloog
mg citroenzuur in 25 ml 7-Up
2

vraag c:
Bereken voor beide titraties hoeveel mg citroenzuur er in 25 ml
7-Up zit.
Tip: maak gebruik van het gegeven.
Zet je antwoord in de laatste kolom van je tabel.

vraag d:
Als er bij het antwoord bij c een verschil is tussen de eerste en
tweede titratie, waardoor zou dat kunnen komen?
Noem minstens 2 redenen.
27

vraag e:
Bereken de gemiddelde hoeveelheid citroenzuur in 25 ml 7-Up
van titratie 1 en 2.

vraag f:
Bereken vervolgens hoeveel g citroenzuur in 1 liter 7-Up zit.
Gebruik hiervoor de gemiddelde hoeveelheid citroenzuur in
25 ml 7-Up (antwoord vraag e).
Docent aanwijzingen:
De leerlingen kunnen van deze proeven een verslag schrijven.
In het verslag komen de volgende punten aan de orde:
1. onderzoeksvraag
2. verwachting
3. benodigdheden
4. uitvoering van de proef (met vraag a)
5. resultaten (je waarnemingen, de tabel en de antwoorden op de overige vragen)
6. conclusie
28
Docent aanwijzingen bij de bepaling van de concentratie azijnzuur in
keukenazijn met een titratie:
- Antwoorden op de vragen:
vraag a:
Kleurloos
vraag b:
Titratie
1
ml toegevoegde natronloog
x
2
y
vraag c:
( x + y ) : 2 ml = a ml natronloog
vraag d:
a ml x 6,0 mg = b mg azijnzuur per ml keukenazijn
vraag e:
b x 1000 mg azijnzuur per liter
Docent aanwijzingen bij de bepaling van de concentratie citroenzuur in 7- Up
met een titratie:
- Antwoorden op de vragen:
vraag a:
Kleurloos
De pH is lager dan 8
vraag b en c:
Titratie
1
ml toegevoegde natronloog
x
mg citroenzuur in 25 ml 7-Up
x x 12,8 = A
y
y x 12,8 = B
2
vraag d:
- De 25 ml 7-Up is niet nauwkeurig afgemeten.
- Een afleesfout bij de injectiespuit met natronloog
- Het omslagpunt
vraag e:
( A + B ) : 2 = C mg citroenzuur in 25 ml
vraag f:
C x 40 = D mg citroenzuur in 1 liter 7-Up
Verdere informatie:
NOVA nask 2 3 vmbo-gt
vierde editie
malmberg
29
Massapercentage calciumcarbonaat (krijt) in een krijtje.
Margreet Jonker, Chr. Coll. Groevenbeek Ermelo
Introductie:
Krijtjes bestaan voor ongeveer de helft uit calciumcarbonaat, de rest is calciumsulfaat
en een organische verbinding die dienst doet als bindmiddel. We mengen het krijt
eerst met een overmaat sterk zuur, zodat alle CaCO3 kan oplossen en reageren. Het
zuur dat overblijft titreren we met de natronloogoplossing. Je weet hoeveel zuur er is
toegevoegd. Een deel hiervan heeft gereageerd met het calciumcarbonaat. Met de
titratie bepaal je hoeveel zuur er nog over is. Aan de hand van deze gegevens kan je
bepalen hoeveel calciumcarbonaat je had. Hieronder staan de reactievergelijkingen
van de reacties die hier optreden:
I. de reactie tussen het natriumcarbonaat en het zuur:
(Let op:H2SO4 wordt 2 H+ + SO42-)
2 H+ + CaCO3 (s)  Ca2+ (aq) + H2O (l) + CO2(g)
de reactie tussen het zuur en de natronloog (tijdens titratie):
(let op: 1 mol H2SO4 levert 2H+)
H+ + OH-  H2O
Lesorganisatie:
Dit practicum is geschikt voor Havo/Atheneum 5
Apparatuur en benodigdheden:










Weegapparatuur
25,0 ml volumepipet
300 ml wijdhals-erlenmeyer
Brander
Lucifers
Buret
Krijt
0.075 M NaOH
0.12 M H2SO4
Fenolftaleïne
30
Toa aanwijzingen en veiligheid




Het krijtmengsel is een mengsel van 50 % calciumcarbonaat + 50 %
calciumsulfaat
Zwavelzuur 0,12 M (6,67 ml 96% zwavelzuur/L)
NaOH 0,0750 M (3 g NaOH/L)
Vanwege de damp die vrijkomt bij het verwarmen van zwavelzuur is het
verstandig om het verwarmen van het mengsel in de zuurkast te doen.
Procedure

Er zijn alvast een aantal krijtjes in een mortier gemalen.

Weeg hiervan in een erlenmeyer ongeveer 0,5 gram krijt nauwkeurig af.
Noteer direct de afgewogen hoeveelheid.

Pipetteer 25,00 mL ± 0,12 M H2SO4-oplossing (…………. M) in de erlenmeyer
met het krijt, dit is een overmaat.

Verhit nu de erlenmeyer met het ontstane witte papje en houd de vloeistof 5
minuten tegen de kook aan.

Laat het geheel voorzichtig afkoelen onder de kraan.

Vul de buret met de ± 0,0750 M NaOH oplossing

Gebruik 3 druppels fenofthaleïne als indicator.

Titreer met de NaOH-oplossing tot de kleuromslag.
Meetrapport
Concentratie Natronloog:
Titratie 1
Concentratie Zwavelzuur:
Titratie 2
Titratie 3
Massa krijt (g)
Beginvolume (mL)
Eindvolume (mL)
31
Vragen
1. Waarom moet je alles goed laten uit reageren voordat je aan de titratie
begint?
2. Bereken hoeveel mmol zuur je aan de krijtoplossing hebt toegevoegd en
hoeveel mmol H+ dit is.
3. Bereken hoeveel mmol OH- je met de natronloog oplossing hebt moeten
toevoegen voor reactie II.
4. Bereken hoeveel mmol H+ er tijdens reactie I verbruikt is.
5. Bereken hoeveel mmol en hoeveel mg CaCO3 er in het krijt zat.
6. Bereken nu het massapercentage CaCO3 in het krijt.
Antwoorden
1. Je wil dat alle CaCO3 meedoet in de uiteindelijke berekening, je zult dus
moeten zorgen dat alles heeft gereageerd.
2. 25 x 0.12 = 3 mmol x 2 (zie reactie) = 6 mmol zuur
3. 13.50 ml NaOH getitreerd x 0.075 = 1.0 mmol loog toegevoegd
4. 6.0 mmol – 1.0 mmol = 5.0 mmol zuur verbruikt..
5. 5/2 = 2.5 mmol CaCO3
2.5 x 100.1 = 250.3 mg CaCO3
6. 250.3/500.0 x 100% = 50.1 % CaCO3
32
Redox, zuur-base, neerslag (Druppelproef)
Ans Assink, Marianum Groenlo
Inleiding:
De leerlingen hebben de hoofdstukken, over zouten, zuur-base en redox afgesloten.
Om nu even alle overeenkomsten, reactievergelijking, maar ook de verschillen goed
op een rijtje te zetten, gaan we proeven uitvoeren, die gaan over een van deze drie
onderwerpen of een combinatie ervan
Alle onderstaande proeven uitvoeren.
Opdracht: Noteer voor elke proef

De beginstoffen (in de juiste notatie) Bijv. bij 1a:
H3O+(aq) + SO42-(aq) en Na+(aq) en OH-(aq)



Waarnemingen (voor en na)
Noteer wat voor soort reactie er plaatsvindt: REDOX/NEERSLAG/ZUURBASE, leg uit waarom. Indien je te maken hebt met een redox reactie, geef
aan wat de oxidator is en wat de reductor.
een reactievergelijking

Lesorganisatie:
De uitvoering van de proef is op een ingeseald werkblad .
De proeven worden in tweetallen uitgevoerd.De materialen worden aangeleverd .
Om te zorgen dat leerlingen niet alle materialen tegelijktijdig nodig hebben, kunnen
ze met een verschillende proef beginnen.
Apparatuur en materiaal:
Apparatuur
Plastic sheet
Vloeistoffen in
druppelbuisjes
Brander
Cocktailprikkers
Lucifer
Stoffen
Zwavelzuur 0,1 M
Zwavelzuur 0,1 M gemengd met
broomthymolblauw
Natronloog 1 M
Bariumchloride 0,1 M
Magnesiumlint, 1 cm en kleine stukjes
Zoutzuur 0,1 M gemengd met methylrood
Zilvernitraat 0,1 M
Huishoudammonia
Natriumcarbonaat poeder
Fenolftaleine
Azijnzuur 0,1 M
Waterstofperoxide 10 %
Kaliumjodide 0,1 M
Kaliumpermanganaat 0,004M
Broomthymolblauw
Natriumthiosulfaat 0,1 M
33
Veiligheid:
Omdat je werkt met druppelproeven, mogen na afloop alle materialen met royaal
water worden weggespoeld en kunnen de sheets met papier weer drooggemaakt
worden.
Procedure:
Werk volgens de aanwijzingen op de geplastificeerde sheet. Noteer bij iedere stap de
beginstoffen. Noteer je waarnemingen voor en na de reactie en geef aan wat er bij
iedere stap gebeurt is. Geef de reactievergelijkingen.
Geef ook duidelijk aan welk type reactie (redox, zuur-base of neerslag) er heeft
plaatsgevonden. Geef bij de redoxreacties aan welke stof de oxidator en welke de
reductor is. Er is een sheet bijgevoegd,
34
Redox, zuur-base en neerslag
(druppelproef)
Draag veiligheidsbril
Breng de druppels op de scheiding van
zwart/wit
Roer indien nodig met een cocktailprikker
1. Breng in ieder vakje 3 druppels zwavelzuur gemengd met broomthymolblauw
Blanco
Voeg natronloog 1
M toe tot
kleuromslag.
Voeg 0,1 M
Bariumchloride toe
tot
Duidelijke
verandering
Voeg klein stukje
magnesium
toe(duurt even voor
je iets ziet)
2. Breng in ieder vakje 3 druppels zoutzuur gemengd met methylrood.
Blanco
Voeg
huishoudammonia
tot kleuromslag.
Voeg 0,1 M
Zilvernitraat toe toe
Duidelijke
verandering
Voeg een beetje
vast
natriumcarbonaat
toe
3. Breng in het vakje 2 druppels demiwater en meng dit met een druppel
fenolftaleíne. Verbrand nu 1 cm magnesiumlint en laat het reactieproduct in
het water vallen.
Voeg nu druppelsgewijs 0,1 M azijnzuuroplossing toe tot de
kleur veranderd. Roer de oplossing door en herhaal de
toevoeging van azijnzuuropl.
Verklaar de kleursverandering
4. Breng in ieder vakje 10 % waterstofperoxide
Blanco
Voeg een druppel
zwavelzuur 0,1 M,
meng en voeg 1 dr.
kaliumjodideoplossing
Voeg 1 druppel 0,1 M
zwavelzuur toe en meng.
Daarna 1 dr.
Kaliumpermanganaatopl.
Voeg m.b.v. een
cocktailprikker een
beetje
broomthymolblauw
toe + 1 dr.
Natriumthiosulfaatopl.
35
Toa aanwijzigingen en veiligheid:
- Zwavelzuur 0,1 M (5,56 mL 98 % verdunnen tot 1 L)
- Natronloog 1 M (40 g NaOH oplossen in 1 ,00L)
- Bariumchloride 0,1 M (20,8 g BaCl2oplossen in 1,00L)
- Loodnitraat 0,1 M(33,12 g Pb(NO3)2 oplossen in 1,00L)
- Broomthymolblauw 1 g BTB + 16,0 mL NaOH 0,1 M aanvullen met water tot
1,00L.
- Fenolftaleine ( 1 g per L 90 % ethanol (V/V))
- Azijnzuur 0,1 M ( 5,88 mL 99 % ijsazijn verdunnen tot 1,00L)
- Waterstofperoxide 10 % (333 mL 30 % waterstofperoxide verdunnen tot
1,00L)
- Methylrood( 1g per liter 60% ethanol (V/V)
- Kaliumjodide 0,1 M 16,6 g KI oplossen in 1 L)
- Kaliumpermanganaat 0,02 M ( 3,16 g KMnO4 oplossen in 1 L)
- Ammonia, voor deze proef voldoet gewone huishoudammonia.
- FFT fenolftaleíne,
Omdat je werkt met druppelproeven, mogen na afloop alle materialen met royaal
water worden weggespoeld en kunnen de sheets met papier weer drooggemaakt
worden.
Docent aanwijzingen:
Zoals aangegeven is de proef geschreven voor 5vwo of 5 havo, als afronding voor de
hoofdstukken zouten, zuur-base en redox. Maar hij is ook geschikt om als er tijd over
is bij 5H te gebruiken als training voor het eindexamen. De antwoorden bij de
experimenten, zijn heel summier uitgewerkt. Van de leerlingen mag je een
uitgebreidere uitwerking verwachten. Maar als het in 1 lesuur moet, hebben ze niet
heel veel tijd. Handig zou dan zijn. Beginstoffen en waarnemingen tijdens de les en
reactievergelijkingen als huiswerk.
Antwoorden bij de experimenten:
1:
Begin
+ BTB
+
H+(aq)
geel
Na+(aq) + OH2SO4 (aq)
(aq)
H+(aq)
geel
Ba2+(aq) + Cl2SO4 (aq)
(aq)
H+(aq)
geel
Mg(s)
2SO4 (aq)
H+(aq) + OH-(aq) H2O(l)
Ba2+(aq)+ SO42-(aq)  BaSO4(s)
waarneming
blauw
Reactie
Z/B
Geel wit neerslag
Neerslag
Belletjes,
Redox
Ox: 2 H+ + 2 e-  H2(g)
|1x|
Red: Mg
 Mg2+ + 2 e- | 2 x |
2 H+ + 2 Mg H2(g) + 2 Mg2+
36
2:
Begin
H+(aq) +
Cl-(aq)
H+(aq) +
Cl-(aq)
H+(aq) +
Cl-(aq)
+
+
methylrood
rood
NH3(aq)
waarneming
Reactie
geel
Z/B
rood
Ag+(aq) + NO3-(aq) Rood, wit neerslag
Neerslag
rood
NaCO3(s)
Z/B
geel, belletjes
H+(aq) + NH3(aq)  NH4+(aq)
Ag+(aq) + Cl-(aq)  AgCl(s)
2 H+(aq) + CO32-(aq) H2O(l) + CO2(g)
3:
Verbrand magnesium geeft een witte vaste stof, die niet oplost in water, maar wel
met fenolftaleine een rose kleur geeft, omdat er altijd een klein beetje oplost. Na
toevoegen van azijnzuur ontkleurt de oplossing , maar na homogeniseren ontstaat er
opnieuw een rose kleur.
2 Mg(s) +O2(g)) 2MgO(s)
MgO(s)+ H2O(l)  Mg(OH)2(s)
Mg(OH)2(s)+ 2 CH3COOH(aq)  Mg2+(aq) + 2 H2O(l) + 2 CH3COO-(aq)
4:
Begin
H2O2(aq)
+
H+(aq) + SO42-(aq) +
K+(aq) +I-(aq)
Waarnemingen
Oplossing wordt bruin.
(evt. + zetmeel  zwart
H+(aq) + SO42-(aq) +
ontkleurt
K+(aq) + MnO42-(aq)
H2O2(aq)
+ Broomthymolblauw  Wordt geel
blauw +
Na+(aq) + S2O32-(aq)
Ox.: H2O2(aq) + 2 H+(aq) + 2 e-  2 H2O(l)
Red.: 2 I- (aq)
 I2(aq) + 2 eH2O2(aq) + 2 H+(aq) + 2 I-(aq) 2 H2O(l) + I2(aq)
H2O2(aq)
Reactie
Redox
Redox
Redox
Red.: H2O2(aq)
 O2(g) + 2 H+(aq) + 2 e+
Ox.: MnO4 (aq) + 8 H (aq) +5 e
 Mn2+(aq) + 4 H2O(l)
+
H2O2(aq) + MnO4 (aq) + 6 H (aq) O2(g) + Mn2+(aq) + 4 H2O(l)
Ox.: H2O2(aq)+ 2 e 2 OH-(aq)
2Red.: 2 S2O3 (aq)
 S4O62-(aq) + 2 eH2O2(aq)+ 2 S2O32-(aq) 2 OH-(aq) + S4O62-(aq)
37
Water, wijn, melk of Bier?
Mark Kleinherenbrink, Carmel College Salland, Raalte
Introductie:
Een beetje verbazing aan het begin van een les is altijd goed. Deze demo is simpel
uit te voeren maar is verrassend en er zit toch aardig wat theorie achter.
De demo is voor Havo 5 en VWO 5 of 6. De TOA zorgt ervoor dat alles klaarstaat
voor gebruik in bekerglazen of speciale glazen.
Apparatuur en Materiaal en TOA aanwijzingen:









Natriumcarbonaatoplossing 20%: 20 gram Na2CO3 oplossen in 100 ml water
Verzadigde Natriumwaterstofcarbonaatoplossing: Ongeveer 7 gram oplossen
in 50 ml demiwater. Deze oplossing filtreren voor gebruik.
Verzadigde Bariumchloride oplossing: Ongeveer 40 gram Bariumchloride
oplossen in 100 ml demiwater. Deze oplossing filtreren voor gebruik.
8 M Zoutzuur: Voeg voorzichtig 67 mL gec HCl toe aan 25 mL demiwater en
laat afkoelen. Verdun naar 100 mL met demiwater
Fenolftaleine
Broomthymolblauw
Wijnglas 200 ml
Bierglas 200 ml
2 Gewone glazen 200 ml
Maak er een mooi verhaal van b.v. de TOA die de docent een glas water
komt brengen maar de docent heeft wat anders besteld….
Procedure:
Zet vier bekerglazen van 200 ml klaar of een wijnglas een bierglas en 2
gewone glazen voor melk en water van 200 ml. Voeg onderstaande
oplossingen en reagentia alvast toe aan de glazen.
 Bekerglas A: 40 ml 20% natriumcarbonaat-oplossing en
10 ml
verzadigde natriumwaterstofcarbonaat-oplossing en100 ml water
 Bekerglas B: 5 druppels fenolftaleine.
 Bekerglas C: 25 ml verzadigde bariumchloride-oplossing
 Bekerglas D: 5 druppels broomthymolblauw en 7 ml 8 M zoutzuur
 Giet de inhoud van bekerglas A (water) in bekerglas B.
 Hierbij ontstaat een paarsrode vloeistof (wijn).
 Giet vervolgens de wijn in bekerglas C, er ontstaat een witte suspensie (melk).
 Schenk vervolgens deze melk in bekerglas D. Dan ontstaat een schuimende
gele vloeistof (bier)
38
Vragen:
Het uitvoeren van deze proef brengt bepaalde risico’s mee voor de docent.
1. Noem twee stoffen (oplossingen) die hier worden gebruikt waarvan het
gebruik riskant is. Geef voor elk van de genoemde stoffen (oplossingen) 2
gevaren die het gebruik ervan met zicht meebrengt en geef in totaal vier
maatregelen waarmee de docent zichzelf tegen die gevaren kan beschermen.
De melk die in bekerglas C ontstaat is een suspensie van Bariumcarbonaat.
2. Geef de vergelijking van de reactie die heeft plaatsgevonden bij het ontstaan
van de melk.
3. Geef de naam van het type reactie dat heeft plaatsgevonden bij het ontstaan
van de melk.
4. Geef de [H+] in mol L-1 en de pH van het zoutzuur dat in bekerglas D aan
broomthymolblauw wordt toegevoegd.
Noteer je antwoord als volgt:
[H+] : …….
pH: ……
Bij het uitschenken van de melk uit bekerglas C in bekerglas D treedt een zuur-base
reactie op. Bij deze proef is of bariumcarbonaat of zoutzuur in overmaat aanwezig.
5. Welke van deze stoffen is bij de proef in overmaat aanwezig ? geef een
verklaring voor je antwoord aan de hand van de kleur van het ontstane bier in
bekerglas D.
6. Geef de vergelijking van de reactie dat het schuimen in bekerglas D
veroor:zaakt.
39
Docent aanwijzingen:
ANTWOORDEN:
1. Stoffen/oplossingen waarvan het gebruik riskant is.
Natriumcarbonaat (20%): deze stof/oplossing is giftig (bij inwendig gebruik) en
gevaarlijk voor de huid en ogen.
Bariumchloride verzadigd :deze stof/oplossing is giftig (bij inwendig gebruik)
en gevaarlijk voor de huid en ogen
Zoutzuur (8M): Deze stof/oplossing is giftig (bij inwendig gebruik) en gevaarlijk
voor de huid en ogen. Beschermingsmaatregelen: geen etenswaren tijdens de
proef gebruiken, veiligheidsbril opzetten, handschoenen dragen,
laboratoriumjas dragen. Ook het uitvoeren in de zuurkast is goed.
2. Ba2+ + CO32-  BaCO3
Of
Ba2+ + HCO3-  BaCO3+ H+
Ba2+ + HCO3- + OH-  BaCO3 + H2O
3. Neerslagreactie
4. [H+] : 8 mol L-1
pH; - 0,9
5. De gele kleur geeft aan dat de pH lager is dan 6,0 (want broomthymolblauw is
dan geel en fenolftaleine kleurloos) dus zoutzuur is in overmaat aanwezig.
6. BaCO3 + 2H+  Ba2+ + H2O + CO2
Of
CO32- + 2H+  Ba2+ + H2CO3
CO32- + 2H+  H2O + CO2
Bronnen:
CE-opgave 2006 eerste tijdvak Havo
40
HOT PACK
Mark Kleinherenbrink ,Carmel College Salland, Raalte
Introductie
Tijdens dit practicum ga je zelf bedenken hoe een hot pack
werkt en ontwerp je zelf een eenmalige methode om deze te
gaan gebruiken tijdens een praktijksituatie.
Door calciumchloride in water op te lossen komt er warmte vrij. De leerlingen moeten
zelf aan de hand van een richtlijn bedenken hoeveel Calciumchloride op te lossen in
hoeveel water om een bepaalde temperatuur te bereiken en deze temperatuur vast
te houden.
Dit moet toegepast worden in een praktijksituatie dus de leerling moet een handige
manier bedenken om zodat het in het “echt” gebruikt kan worden.
Lesorganisatie
De eerste les kunnen de leerlingen de praktijk doen, in de 2 de les kunnen ze een hot
pack ontwerpen en eventueel nog testen door de hot pack te maken en uit te
proberen. De leerlingen kunnen dit met een groepje van 2 personen uitvoeren.
Apparatuur en materiaal
Per groepje van 2 personen
 3 bekerglazen, 1 van 50 van 100 en van 250 mL
 Spuitfles demiwater
 70 gram calciumchloride
 Spatel
 Balans
 Thermometer
 Stopwatch of telefoon
 Roerstaaf
Voor de 2de les diverse materialen zoals plastic zakjes, elastieken, broodclipjes enz.
De leerling kan ook gevraagd worden om zelf materiaal van thuis mee te nemen.
TOA aanwijzingen
De 70 gram calciumchloride van tevoren afwegen in een afgesloten pot. Er kan veel
warmte vrijkomen bij het oplossen van de calciumchloride in water. De leerlingen
hierop wijzen.
Procedure
Stel, je hebt je diploma scheikundige technologie gehaald en bent nu als
productontwikkelaar werkzaam bij een bedrijf dat gespecialiseerd is
in het produceren van hot packs.
41
Hot packs zijn zakjes met vloeistof die warm worden als je een kleine handeling
verricht. Er bestaan zowel herbruikbare hot packs als hot packs die je maar één keer
kunt gebruiken: instant hot packs.
Een herbruikbare hot pack moet je vaak eerst koken om hem nogmaals te
kunnen activeren. In sommige situaties is dit lastig en gebruiken mensen liever een
instant hot pack.
In een instant hot pack zitten water en calciumchloride van elkaar gescheiden. Als
deze bestanddelen door een simpele handeling met elkaar in contact komen lost de
calciumchloride op in het water en komt bij dit proces warmte vrij.
De hot packs bieden een uitkomst voor koude handen in de winter, maar ook
vastzittende spieren hebben baat bij deze warmtebronnen. Het bedrijf waar jij werkt
ontwikkelt de hot packs naar de wensen van de klant. Je ontvangt de volgende
opdracht van een atletiekvereniging:
“Binnenkort vindt onze jaarlijkse hardloopwedstrijd plaats. Voor de EHBO-post
bestellen wij graag 100 hot packs om bij deelnemers overbelaste spieren te
behandelen.
De packs moeten niet te zwaar zijn en weinig ruimte innemen, dus is 100 mL
vloeistof wat ons betreft prima.
Met een simpele handeling moeten ze warm worden. Verder is een temperatuur
boven de
50 °C echt te heet en moeten ze de eerste 3 minuten wel warmer dan 45°C zijn.”
Richtlijn uit de literatuur:
Je bereikt een temperatuur van ongeveer 55°C als je 500 g calciumchloride oplost in
1 liter water. Goed roeren is noodzakelijk.
Maak nu de werkbladen:
Je voert twee stappen van het ontwikkelproces uit:
1. Het juiste recept: wat moet de instant hot pack bevatten en in welke
hoeveelheden, zodat deze voldoet aan de gestelde eisen?
2. Het ontwerp: wat voor systeem komt er in de hot pack zodat je op een
gewenst moment kunt activeren?
Stap 1: Het juiste recept
De volgende spullen heb je tot je beschikking om de hot pack te ontwikkelen:
 3 bekerglazen
 spuitfles water
 70 g calciumchloride
 spatel
 roerstaafje
 thermometer
 stopwatch
 weegschaal
42
Zoek uit hoeveel gram calciumchloride je nodig hebt om de hot pack te ontwikkelen.
Gebruik daarbij onderstaande tabel en de richtlijn uit de literatuur. Maak eerst een
plan van aanpak, zodat je weet hoe je het experiment gaat uitvoeren, hoe je de
temperatuur meet, zorg dat niet alles in een keer op is en je de juiste hot pack hebt
ontwikkeld. Let op: Je krijg niet meer calciumchloride dan je nu hebt.
Bedenk welke factoren naast de hoeveelheid calciumchloride invloed op de
temperatuur hebben.
________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________
Aantal gram
Calciumchloride
Start temperatuur
water in °C
Hoogste temperatuur
bereikt in °C
Temperatuur na 3
minuten in °C
43
Stap 2: Het ontwerp
Bedenk een systeem om de hot pack te activeren, waarbij calciumchloride en water
met elkaar mengen. Teken hieronder jouw idee van dit systeem en geef er een korte
uitleg bij.
Tekening van jouw systeem:
Uitleg van jouw systeem:
________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________
44
Bedenk zelf andere toepassingen voor deze techniek:
__________________________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________
Maak met behulp van Excell een tabel en grafiek waarin je het aantal grammen
Calciumchloride tegen de hoogste temperatuur en de temperatuur na 3 minuten
uitzet. Maak de grafiek volledig met as titels enz.
DOCENTAANWIJZINGEN
Dit practicum word gebruikt in Technologie Program Atheneum klas 3. Een
leermoment is dat de proef in glas word uitgevoerd en de hotpack meestal uit andere
materialen bestaat zodat de reactie anders verloopt dan gedacht.
BRON
Onderwijsmiddelen C3: Future for You, mens en medisch.
45
Productonderzoek: Bepaling van soortelijke massa en zuurgehalte
van een sinaasappel
Hetty Lourens, Het Assink Lyceum, Eibergen
Introductie:
Bij dit productonderzoek wordt een sinaasappel gebruikt.
Van een sinaasappel wordt de soortelijke massa bepaald met behulp van een balans
en bekerglas. Daarnaast wordt ook de soortelijke massa bepaald van het
sinaasappelsap met behulp van een balans en een maatcilinder.
Vervolgens ga je met behulp van een titratie het zuurgehalte bepalen van de
sinaasappel.
Bij deze titratie heb je een oplossing van sinaasappelsap waarvan je de hoeveelheid
zuur wilt bepalen. En je hebt een oplossing van ascorbinezuur (een zure stof)
waarvan de hoeveelheid zuur in 1 mL bekend is. Ascorbinezuur is vitamine C.
Je hebt een basische oplossing (NaOH 0,1M) waarmee je de zure oplossing gaat
neutraliseren.
Je hebt een indicator (fenolftaleine) die zorgt voor een kleuromslag. De kleuromslag
geeft aan wanneer er voldoende basische oplossing is toegevoegd.
Volgens de verhoudingstabel:
Titratie 1
Natronloog
……..ml
1 mL ascorbinezuur
176 mg
Titratie 2
………ml
………mg
Als laatste kun je ook het zuurgehalte van een pak appelsientje gaan bepalen en
vergelijken met de informatie op het pak.
ONDERZOEKSVRAGEN
Wat is de soortelijke massa van een sinaasappel, van de sinaasappelsap en het
zuurgehalte van een sinaasappel?
Apparatuur en materiaal:












Sinaasappel
Balans
Bekerglas met maatverdeling
Sinaasappelpers
Schilmes
Maatcilinder van 100 mL
Buret met 0,1 M NaOH
Spuitjes of pipetten van 1 mL
Pipetteerballon bij gebruik van pipet
Fenolftaleien
Erlenmeyer van 100 mL
Ascorbinezuur 176 mg/mL
46
TOA aanwijzingen en veiligheid:
Labjas aan en veiligheidsbril op.
Bereiding 0,1 M NaOH: 4,0 gram NaOH oplossen in 1 liter water
Bereiding ascorbinezuur 176 mg/mL: voor een oplossing van 100 mL weeg je 17,6
gram ascorbinezuur af en los je op in 100 mL water.
Lesorganisatie:
Indien mogelijk de leerlingen zelfstandig deze proef laten doen, is dit niet mogelijk
dan groepjes van 2 leerlingen maken.
Let op dat beide leerlingen de handelingen snappen omdat het begrip soortelijke
massa vaak lastig is.
Als dit de eerste titratie is die de leerlingen uitvoeren is het verstandig om ze eerst te
leren werken met de buret of spuit en aandacht te besteden aan het goed aflezen
van de buret/spuit.
Procedure:








Bepaal eerst de soortelijke massa van de sinaasappel
Weeg de sinaasappel
Bepaal het volume van de sinaasappel met behulp van
een bekerglas
Bereken de soortelijke massa van de sinaasappel
Pers de sinaasappel uit en bewaar zowel het sap als de vaste delen
Weeg het sap van de sinaasappel
Bepaal het volume van het sinaasappelsap met behulp van een maatcilinder
Bereken de soortelijke massa van het sinaasappelsap
Sinaasappel
Sinaasappelsap
Massa
Volume
Soortelijke massa
Bepaal het zuurgehalte in de sinaasappel
Titratie 1: Titratie met ascorbinezuur (176 mg/ml)
 Doe 1 ml ascorbinezuur (176 mg/ml) met een injectiespuit in een erlenmeyer
en zorg dat er geen luchtbellen in de injectiespuit zitten of pipetteer 1mL
ascorbinezuur met een pipet in een erlenmeyer.
 Voeg ongeveer 10 ml gedestilleerd water toe
 Voeg 3 druppels fenolftaleien toe
 Noteer de beginstand van de NaOH (0,1mL) in de buret.
 Doe een wit papiertje onder je erlenmeyer en druppel langzaam de natronloog
bij het ascorbinezuur.
 Zwenk de erlenmeyer om de oplossing goed te mengen
 Stop met de titratie als de oplossing licht roze is.
 Noteer de eindstand
47
Titratie 2: Titratie met het sap van de sinaasappel


Spoel de erlenmeyer goed schoon
Herhaal de titratie met 1 ml sap van de sinaasappel
Berekening:
Titratie 1
Natronloog in mL
1 mL sap in mg
Titratie 2
176
Titratie 3: Titratie met het sap van het pak appelsientje



Spoel de erlenmeyer goed schoon
Herhaal de titratie met 1 ml sap van het pak appelsientje
Vergelijk het zuurgehalte welke jij hebt bepaald met het vitamine C gehalte
welke op het pak vermeld staat
Berekening:
Titratie 1
Natronloog in mL
1 mL sap in mg
Titratie 3
176
RESULTATEN
De soortelijke massa van de sinaasappel is………………………….
De soortelijke massa van het sinaasappelsap is ……………………
Het zuurgehalte van de sinaasappel is………………………………..
Het zuurgehalte van het pak appelsientje is ……………………….., dit komt wel/niet
overeen met het vitamine C gehalte zoals genoemd op het pak.
Waarom?..............................................................................................................
Docent aanwijzingen:
Deze proef is bedoeld voor leerlingen van de vierde klas VMBO.
Vaak vinden zij het lastig om te werken met het begrip soortelijke massa.
Deze proef is ook uit te voeren met een citroen.
In plaats van ascorbinezuur kun je dan citroenzuur nemen.
Belangrijk is dat leerlingen de juiste eenheden in de tabel vermelden.
Tip: Ter verduidelijking van de begrippen kan deze proef ook als demonstratieproef
gebruikt worden eventueel vooraf of nadat de leerlingen de proef hebben uitgevoerd.
Bronnen:
Pulsar van Wolters-Noordhoff, editie 2002 NASK 2. Hoofdstuk 8.1.
48
De Regenboog
Henriëtte klein Bluemink, Montessori College Twente, Hengelo
Introductie:
Tijdens dit practicum gaan we het pH verloop van een universeel indicator verklaren
Apparatuur en materiaal:







Glazen buis ca 50 cm met aan iedere kant een stopje.
Druppelpipetjes of druppelbuisjes.
Bekerglaasje 50 mL, 2 stuks
Universeel indicator , bestaat uit Fenolftaleine, Methyloranje, Methylrood,
Broomthymolblauw en Thymolblauw.
NaOH 0,1M
HCl 0,1M
Demiwater
Toa aanwijzingen en veiligheid:
Benodigdheden:
 Fenolftaleine (FFT)
 Methylrood (MR)
 Methyloranje (MO)
 Broomthymolblauw (BTB)
 Thymolblauw (TB)
 Ethanol 96%
 NaOH 0,1M
 HCl 0,1M
 Demiwater
 Maatkolf 100 mL
 Maatcilinder 50 mL
49
Universeel indicator (verder UI genoemd) maken:
 Weeg 0,020g FFT, 0,040g MR, 0,060g MO, 0,080g BTB en 0,100g TB af en
los op in 50 mL ethanol 96%, in een bekerglaasje.
 Giet oplossing over in een maatkolf van 100 mL en vul aan met demiwater.
Homogeniseer.
 Indien de oplossing niet groen is, zoveel NaOH 0,1M toevoegen met
druppelpipet totdat oplossing groen is. De groene kleur verdwijnt wel in de tijd
maar dat beïnvloed het practicum niet. Oplossing wordt bruinig.
 De druppels zuur en base in procedure kunnen wat aangepast worden
afhankelijk van de uitgangs-pH van het demiwater wat gebruikt wordt.
 NaOH-oplossing 0.1 M : weeg af 4,0 gram NaOH en verdun tot 1liter met
demiwater.
 HCL-oplossing 0,1 M: verdun 8,3 mL geconcentreerde HCL (36-38%) met
demiwater tot 1 liter. Doe dit in de zuurkast, denk aan jas, bril en
handschoenen.
Procedure:










Ga naar de computer en zoek daar het nummer Rainbow in The Sky van Paul
Elstak op. Je mag ook kiezen voor de Regenboog van Frans Bauer en
Marianne Weber. Zet het op aanvaardbaar geluidsniveau aan.
Druk aan een kant van de glazen buis een stop.
Klem de glazen buis vast in de standaardklem.
Vul de buis met demiwater, zorg dat je ongeveer 5 cm niet vult.
Voeg 10 druppels universeel indicator toe, doe dit nauwkeurig.
Kantel de buis totdat de kleur egaal is. Noteer de kleur.
Haal de bovenste stop eraf en voeg nauwkeurig 3 druppels NaOH 0,1M toe.
Kantel de buis voorzichtig eenmaal, noteer wat er gebeurt.
Haal de bovenste stop eraf en voeg nauwkeurig 3 druppels HCl 0,1M toe.
Kantel de buis voorzichtig twee keer en noteer wat er gebeurt.
Vragen:





Verklaar de kleur die ontstaat nadat je universeel indicator bij het demiwater in
de buis gedaan hebt.
Verklaar de kleur die ontstaan is aan de kant van de buis waar je natronloog
hebt toegevoegd.
Verklaar de kleur die ontstaan is aan de kant van de buis waar je zoutzuur
hebt toegevoegd.
Kun je de andere kleuren ook verklaren.
Maak voor bovenstaande vragen gebruik van je Binas tabel 52
50
Docent aanwijzingen:
Dit practicum is geschikt voor 5 VWO.
Antwoorden bij de vragen:




Demiwater is een neutrale oplossing en de pH is ongeveer 7.
Als je de UI onderdelen neemt komt daar de kleur geel/groenig uit als kleur bij
pH 7.
FFT kleurloos, MR geel, MO geel, BTB groen, TB geel
Natronloog 0,1M heeft een pH van 13.
Kijk je naar de onderdelen van de UI dan kom je uit op een paarse kleur.
FFT paarsrood, TB blauw, BTB blauw, paarsrood en blauw geeft een paarse
kleur.
Zoutzuur 0,1M heeft een pH van 1
Kijk je naar de onderdelen van de UI dan kom je uit op een rode kleur.
MR rood, MO rood, TB rood/oranje, eindkleur rood
In het midden van de buis zal de oplossing neutraal zijn en de kleur zal
geel/groenig zijn zie eerste vraag.
TB geel, MO oranjegeel, MR geel
In het bovenste gedeelte van de buis loopt de pH van 1 op naar 7 en zal de
kleur van rood via oranje naar geel gaan
Oranje is combi van geel en rood, TB geel, BTB geel, MO van rood naar geel,
MO rood naar oranjegeel
In het onderste gedeelte van de buis loopt de pH af van 13 naar 7 en zal de
kleur van paars via blauw naar groen gaan.
Blauw komt door de onderdelen TB blauw en BTB blauw uit de UI.
Groen is een combikleur van blauw en geel en komt door de onderdelen TB
blauw, BTB blauw en MR geel uit de UI.
51
Schema indicator kleuren
thymolblauw
methyloranje
methylrood
Broomthymolblauw
Thymolblauw
Fenolftaleine
rood
oranje
geel
groen
blauw
paars
kleur
Rood
Rood
Rood
geel
geel
Kleurloos
HCl
pH 1
NaOH
pH13
Omslagtraject in pH
1,2 - 2,8
3,2 – 4,4
4,8 – 6,0
6,0 – 7,6
8,0 - 9,6
8,2 – 10,0
kleur
Geel
Oranjegeel
Geel
Blauw
Blauw
paarsrood
Bronnen:


Nuffield foundation, Universal Indicator Rainbow,
http://www.nuffieldfoundation.org/practical-chemistry/universal-indicatorrainbow
Show de Chemie, NVON, de zuurstok
52
Diffusiesnelheid bepalen d.m.v. ionentransport
Eric Berning, Canisius Almelo
Introductie:
Demonstratieproef over de wet van Fick.
De wet van Fick geeft aan welke factoren de snelheid van diffusie beïnvloeden.
De formule van de wet van Fick is: n=D.A.Δc/Δx
Waarbij:
n=
het aantal moleculen dat per seconde oppervlak A passeert
D=
diffusiecoëfficiënt (afhankelijk o.a temperatuur en viscositeit van het
diffusiemedium)
A=
(area) het diffusieoppervlak.
Δc/Δx de diffussiegradiënt, waarbij
Δc= concentratieverschil tussen hoeveelheid moleculen aan weerszijden van het
diffusieoppervlak.
Δx= afstand waarover de diffusie plaats vindt (lengte diffusieweg)
Het diffusieoppervlak is in beide buizen gelijk.
De concentraties moeten ook gelijk zijn.
Lesorganisatie:
Deze proef kan worden toegepast ter ondersteuning van de theorie in de bovenbouw
van Havo/Vwo.
De factor die een rol speelt bij de diffusie van dit practicum is de grootte van de
deeltjes daar het agar-agar medium geen lading heeft.
We gaan hier de diffusiesnelheid van de H+ ionen vergelijken met de OH- ionen.
De indicator voor de H+ ionen is methylrood en de indicator voor de OH- ionen is
fenolftaleïne.
De opstelling moet minimaal 24 uur instaan voordat het resultaat afgelezen kan
worden.
In principe is dit een demonstratieproef waarbij je grote reageerbuizen kunt
gebruiken maar het is ook goed mogelijk om het in groepjes als leerlingenproef aan
te bieden waarbij je ook standaard reageerbuizen kunt gebruiken.
Het experiment kan worden uitgebreid door de volgende factoren te veranderen:
1. De temperatuur
2. De diameter van de buizen
3. Concentratie van de oplossingen
Deze verandering van factoren kan ook theoretisch worden aangeboden waarbij de
leerlingen moeten verklaren wat er gebeurd en waarom.
53
Apparatuur en materiaal:
Twee reageerbuizen met dezelfde diameter
Agar-agar
Indicatoren; fenolftaleïne en methylrood
10% NaOH oplossing (pas op gevaarlijke stof)
10% HCL oplossing (pas op gevaarlijke stof)
Twee bekerglazen van 100 of 250 ml
Stift
Twee statieven met klemmen
Slaolie
Toa aanwijzingen en veiligheid:
Indicator methylrood bereiding:
0,1 g oplossen in 60 ml ethanol en aanvullen met
gedestileerd water tot 100 ml.
Indicator fenolftaleïne bereiding: 0,2 g oplossen in 50 ml ethanol en aanvullen met
gedestileerd water tot 100 ml.
10% NaOH oplossing :corosieve stof
10% HCL oplossing: corosieve stof
Procedure:






Maak van agar-agar een 3% oplossing in gedestileerd water, voldoende om
de twee buizen tot de rand te kunnen vullen. We gaan hiertoe eerst het water
verwarmen tot ongeveer
70 ° C en voegen dan onder roeren de agar-agar poeder toe. Indien alles is
opgelost stoppen we het verwarmen en laten we de oplossing afkoelen tot
ongeveer 50° C. Verdeel de oplossing over twee bekerglazen en voeg aan
één bekerglas 2 ml 0,2% fenolftaleïne toe en aan het andere bekerglas 2 ml
methylrood 0,1 %. Meng goed en breng de oplossingen over in de
reageerbuizen en vul ze tot de rand en laat de oplossingen stollen.
Zodra de agar-agar gestold is kan er op de buis met een watervaste stift een
schaalverdeling(onderverdeling van 0,5 cm) aangebracht worden.(eventueel
kan de schaalverdeling ook voordat de buizen gevuld worden, aangebracht
worden.)
Stel de statieven op en plaats de buizen op de kop in de klemmen.
Plaats de bekerglazen met NaOH oplossing en HCL oplossing onder de juiste
buizen.
Laat de buizen zakken (zoveel mogelijk gelijktijdig) in de oplossingen, zodanig
dat de agar-agar in contact komt met de vloeistof(er mag geen luchtbel onder
blijven).
Breng een laagje slaolie aan op de vloeistof (waardoor er geen invloed is van
buiten en er geen verdamping kan optreden).
54


Meet de stijghoogte regelmatig (2 à 3 keer per dag en gedurende 3 dagen) en
geef die weer in een diagram.(x-as tijd en ij-as diffusie =kleurstijging kolom)
Op basis van het resultaat kun je concluderen of de aard van de ionen invloed
heeft op de diffusiesnelheid.

Opstelling diffusie d.m.v. ionentransport.
Vragen:
1.
2.
3.
4.
Waarom mag er geen luchtbel onderin blijven?
Waarom moeten er twee verschillende indicatoren gebruikt worden?
Is er sprake van een verschil in snelheid van beide typen ionen?
Zo ja, waaraan kan dat verschil dan worden toegeschreven?
55
Docentaanwijzingen:
Antwoord op de vragen:
1. De ionen kunnen zich niet door de lucht verplaatsen, alleen in vloeistoffen of in
vaste stoffen.
2. Dat heeft te maken met het omslagpunt van de indicator (zie Binas) . het maakt
verschil of NaOH of HCL diffundeert.
3. Mogelijk wel
4. Het kan zijn dat de agar-agar het ene ion beter vasthoud dan het andere, of dat
het verschil in lading of het verschil in gewicht iets uitmaakt.
Bronnen:
“doen we practicum” deel1 ten Brink uitgevers ISBN 978-9077-8663-51
Transportverschijnselen, Maarten Foeken NVOX mei 2011
Gaswisseling 10.2 Nectar 5vwo leerboek Noordhof ISBN 978-90-01-78938-1
56
Kwantitatieve bepaling van koolhydraten in melk
Eric Berning, Canisius Almelo
introductie
Koemelk bevat voor 4,5% koolhydraten. Koolhydraten worden ook wel suikers of
sachariden genoemd.
Koolhydraten hebben verschillende functies in het lichaam. De belangrijkste functie is
levering van energie.
Wij gaan het percentage koolhydraten in verschillende soorten melk bepalen. De
koolhydraten bestaan voornamelijk uit het disacharide lactose.
De structuur van lactose is voor te stellen volgens onderstaande ringstructuur:
De structuur van lactose(fig 1)
Hieronder (fig 2) zien ze op welke wijze een evenwicht bestaat, waardoor lactose de
reducerende aldehyde-groep heeft. (R=linker ring van de bovenstaande tekening (fig
1)).
57
Lactose in reducerende vorm(fig 2)
De jodometrische bepaling die we gaan toepassen is alleen bruikbaar voor suikers
die reducerend zijn.
Reducerende suikers, zijn suikers (mono- en disachariden), die een redoxreactie
kunnen aangaan met oxidatoren. Voorbeelden hiervan zijn: alle monosachariden
(b.v. glucose, fructose en galactose) de disachariden: lactose en maltose. Sacharose
(biet- of rietsuiker) is geen reducerende suiker. Reducerende suikers reageren niet
rechtstreeks met jood, vandaar dat van te voren, een aantal redoxreacties moeten
plaatsvinden, alvorens een bepaling gedaan kan worden.
De bepaling omvat drie hoofdstappen:
 Stap 0, het voorbereiden van de oplossing, waarvan het reducerend
suikergehalte bepaalt moet worden.
 Stap 1, (in overmaat!) toevoegen van een speciale oplossing met koper(II)ionen (het Luff-Schoorl-reagens), waarvan de koper(II)-concentratie
nauwkeurig bekend is. Met deze oplossing worden monosachariden omgezet
tot gluconzuur.
 Stap 2, omzetten van de overmaat koper(II)-ionen tot koper(I)-ionen. Dit vindt
plaats door toevoeging van jodide-ionen, I-(aq), zodat jood, I2(aq) ontstaat.
 Stap 3, titratie van het gevormde I2(aq) door middel van een oplossing met
thiosulfaat-ionen, S2O32-(aq). De hoeveelheid jood die wordt bepaald, is een
maat voor de hoeveelheid koper(II)ionen die is overgebleven.
 Stap 4, berekenen aan de hand van de uitkomst van stap 3 hoeveel koper(II)ionen zijn verbruikt bij de reactie met de suikers.
Indien de hoeveelheid koperionen, die bij stap 1 heeft gereageerd, bekend is, kan het
gehalte aan reducerende suikers berekend worden.
STAP 1:
De monosachariden (C6H12O6) en reducerende disachariden (C12H22O11) reageren
door een redoxreactie met koper(II)-ionen, waarbij koper(I)oxide en gluconzuur
ontstaan. (Bij de volgende reactievergelijking wordt glucose als voorbeeld gebruikt,
maar deze reactie geldt ook voor bijv. fructose en lactose)
58
Netto luidt deze reactievergelijking:
C6H12O6 (aq) + 2Cu2+(aq) + 4OH-(aq) → C6H12O7 (aq) + Cu2O(s) + 2H2O
gluconzuur
blauw
rood
(REACTIEVERHOUDING: 1 mol C6H12O6 met 2 mol Cu2+) Het ontstane zuur zal
natuurlijk direct verder reageren met de OH- ionen, die in de oplossing ruimschoots
aanwezig zijn. De reactievergelijking moet dan als volgt worden opgeschreven:
C6H12O6 (aq) + 2Cu2+(aq) + 5OH-(aq) → C6H11O7-(aq) + Cu2O(s) + 3H2O
gluconaation
blauw
rood
Lactose (een disacharide) reageert op gelijke wijze (zie ook introductie):
C12H22O11 (aq) + 2Cu2+(aq) + 5OH-(aq) → C12H21O12-(aq) + Cu2O(s) + 3H2O
blauw
rood
Zoals gezegd, komt bovenstaande reactie tot stand door aan de suikeroplossing het
Luff-Schoorl-reagens (LS-reagens) toe te voegen. Deze bevat ca. 0,1 M koper(II)ionen, waarvan de concentratie aan Cu2+ nauwkeurig bekend is.
STAP 2:
De bepaling van de overmaat koper(II)-ionen wordt uitgevoerd, door een overmaat
kaliumjodide toe te voegen, nadat er is aangezuurd. Hierbij worden de koper(II)ionen door een redoxreactie omgezet in koper(I)jodide CuI, waarbij ook het bruine
I2(aq) ontstaat.
In zuur milieu:
Cu2+(aq) + I-(aq) + e- → CuI(s)
|x2|OX
2I (aq)
→ I2(aq)+ 2e
|x1|RED
59
Netto:
2Cu2+ (aq) + 4I-(aq) → 2CuI(s) + I2 (aq)
blauw
wit
bruin
(REACTIEVERHOUDING: 2 mol Cu2+ levert bij de reactie 1 mol I2)
(Nevenreactie: de roodkleurige koper(I)oxide uit stap 1, wordt in het zure milieu, na
de toevoeging van I- -ionen ook omgezet in koper(I)jodide, zodat de rode kleur van
Cu2O verdwijnt!)
De hoeveelheid gevormde I2(aq) is een maat voor de hoeveelheid koper(II)-ionen die
heeft gereageerd.
Stap 3 en 4:
De gevormde I2 wordt getitreerd met een oplossing van natriumthiosulfaat van 0,05
M, waarvan de concentratie nauwkeurig bekend is.
Bij deze titratie gelden de volgende halfreacties:
I2(aq) + 2e- → 2I-(aq)
OX
222S2O3 (aq) → S4O6 (aq) + 2e RED
Netto:
I2(aq) + 2S2O32-(aq) → 2I-(aq) + S4O62-(aq)
Zodra na de titratie de hoeveelheid I2 bekend is, kun je de overmaat Cu2+(aq) van
stap 1 berekenen. De hoeveelheid Cu2+ dat met de suiker heeft gereageerd, is dan
ook bekend. Uit het laatste kan dan weer de hoeveelheid reducerende suiker te
berekenen.
Vragen:
1a.
b.
c.
d.
2.
Geef de ringstructuur van α-D- glucose, vermeld de nummering van de
koolstofatomen en geef de nummers van de C – atomen die asymmetrisch
zijn. Gebruik tabel 67F van BINAS.
Geef de open structuur van D- glucose.
Waarom is er hier geen sprake meer van α-D- glucose of β-D glucose?
Geef de open structuur van galactose.
Leg uit of de binding tussen twee monosacharide- moleculen ontstaat door
ester- vorming of ether- vorming
60
Veiligheid
Pas op met de zwavelzuur deze is corrosief.
chemicalien
 Verschillende soorten melk
 Luff-Schoorl reagens (ca. 0,1 M Cu2+)
 Oplossing van natriumthiosulfaat ca. 0,05 M
 Kaliumjodide
 Zwavelzuur 2M
 Zetmeeloplossing 1%
 Carrez I oplossing
 Carrez II oplossing
Apparatuur en materiaal


















Pipet 5 ml (automatisch)
Pipet 10 ml
Pipetteerballon
Buret in statief
Druppelpipet(5x)
Maatkolf 100 ml
Maatcilinder 10 ml
Trechter + filtreerpapier
Trechter voor vullen buret
Erlenmeyer 100 ml (2x)
Erlenmeyer 250 ml
Bekerglas 100 ml (3x)
Waterbad 90˚C
Ijsbad
Roerstaaf kunststof
Stopwatch
Balans
thermometer
Werkwijze
 pipetteer 5,00 ml melk in een maatkolf van 100 ml.
 voeg 10 ml gedestilleerd water toe en meng.
 voeg 2,5 ml Carrez oplossing I toe en meng minimaal 30 seconden.
 Voeg 2,5 ml carrez II toe en meng.
 Vul aan tot de ijkstreep met gedestilleerd water en meng.
 filtreer de oplossing uit de maatkolf af in een erlenmeyer van 250 ml.
 pipetteer 10,00 ml van het filtraat in een erlenmeyer van 100 ml.
 voeg 10,00 ml van de Luff-Schoorl oplossing toe en verwarm de oplossing in
een waterbad van 90°C, onder voortdurend roeren, gedurende 10 min (exact)
 Koel onmiddellijk af in ijsbad tot 25 °C .
 voeg 1 g KI toe.
 voeg 10 ml 2 M zwavelzuur toe in porties van 3 ml (gebruik een druppelpipet).
 voeg 10 ml thiosulfaatoplossing toe uit buret.
61


voeg 1 ml zetmeeloplossing toe.
titreer de suspensie met de gestelde thiosulfaatoplossing 0,05 M. Titreer de
suspensie van donkerblauw naar wit.
Toa aanwijzing en veiligheid:
Pas op met de zwavelzuur deze is corrosief.
Bereiding oplossingen.










Zwavelzuur 2 M
Kaliumjodide
Natriumthiosulfaat oplossing 0.05M gesteld
Zetmeeloplossing 1 gram/ 100 ml
Carrez-I-oplossing: Los op 10,6 g kaliumhexacyanoferraat (II),
K4Fe(CN)6.3H20, in water en vul aan met water tot 100 ml.
Carrez-II-oplossing: Los op 21,9 g zinkacetaat Zn (CH3COO)2. 2H2O en 3 g
ijsazijn in water en vul aan met water tot 100 ml. (of 28.8 gram zinksulfaat
heptahydraat en 13.6 gram natriumacetaat trihydraat en 3 gram ijsazijn en vul
aan tot 100 ml met gedestilleerd water)
Reagens volgens Luff-Schoorl: Voeg, onder voorzichtig omzwenken, de
citroenzuuroplossing bij de natriumcarbonaatoplossing ; voeg daarna de
kopersulfaatoplossing toe en vul aan met water tot 1 l.
Laat 1 nacht staan. De pH van de oplossing moet ongeveer 9,4 zijn.
Kopersulfaatoplossing: los op 25 g kopersulfaat p.a., vrij van ijzer,
CuSO4.5H2O in 100 ml water.
Citroenzuuroplossing: los op 50 g citroenzuur p.a., C6H8O7.H2O in 50 ml
water.
natriumcarbonaatoplossing: los op 390 g natriumcarbonaat decahydraat, in
ca. 300 ml warm water. Koel de oplossing af
Praktische informatie:
Het verwarmen van de oplossing in de erlenmeyer van 100 ml in het waterbad doen
we door het waterbad af te dekken met een kunststofplaat waarin we gaten hebben
geboord waarin precies een bekerglas van 250 ml past. We vullen het bekerglas
ongeveer tot de helft met water en plaatsen het in een uitgeboord gat in de plaat. De
erlenmeyer plaatsen we dan in het bekerglas en roeren we de oplossing met een
kunststof roerstaaf.
Indien voldoende verwarmingselementen met roerfunctie en thermostaat aanwezig
zijn geniet dit uiteraard de voorkeur.
Opmerking : na uitvoerige testen blijkt dat de uitkomsten van de lactose gehaltes
systematisch te laag zijn. Oorzaak is niet duidelijk, misschien moet de oplossing niet
alleen verwarmd worden maar moet de reflux techniek worden toegepast. (is niet
uitgetest omdat we de bepaling dan niet meer klassikaal kunnen toepassen)
We hebben een bepaalde hoeveelheid glucose aan de melk toegevoegd zodat we de
bepaling kunnen uitvoeren en verschillende soorten melk kunnen aantonen.
62
De volgende oplossingen zijn gemaakt uitgaande van:
Halfvolle melk
: 4,5 g lactose per 100 ml
Volle melk : 4,5 g lactose per 100 ml
Paardenmelk: 6,3 g lactose per 100 ml
Nutrilon 1
: 7,0 g lactose per 100 ml
Babymelk
: 100 ml halfvollemelk + 6,5 g glucose
Paardenmelk: 90 ml babymelk + 10 ml water
Halvolle en volle melk : 71,4 ml paardenmelk + 28,6 ml water
Uitgaande van deze oplossingen worden er goede en dupliceerbare waarden
gevonden.
berekening
aantal mg lactose per 100 ml : ((10,00 x 0,1) – (Veind- Vbegin) x 0,05)) x 342 x 200
2
= (1 – (Veind- Vbegin ) x 0,05 ) x 34200
Uitleg berekening
(10,00 x 0,1) : hoeveelheid gepipetteerde Cu2+ (luff-Schoorl reagens)
Veind
: eindstand buret
Vbegin
: beginstand buret
0,05
: molariteit thiosulfaat
342
: molmassa lactose
200
: verdunningsfactor
Lesorganisatie :
We werken in groepen van minimaal 2 leerlingen.
Dit practicum is geschikt voor de klassen 5/6 vwo.
Dit practicum beslaat 2 lesuren van 50 min.
De eerste les doen we de stappen tot en met de bereiding van het filtraat(zie
werkwijze)
Het filtraat kan enkele dagen bewaard worden in de koelkast.
De tweede les de titratie.
antwoorden
vraag 1.
vraag 2.
Zie binas
Ether vorming.
Een esther wordt gevormd door een reactie tussen een
carbonzuur en een alcohol.
63
Redoxreacties
Henriette klein Bluemink, Montessori College Twente Hengelo
Introductie:
Bij redoxreacties zijn vaak metaalionen betrokken. Hierdoor ontstaat er nogal eens
een kleurig schouwspel. Raadpleeg Binas tabel 65B om te voorspellen wat je
waarneemt bij het verlopen van onderstaande reacties.
Apparatuur en materiaal:

Natriumsulfietoplossing 1,0 M

Natriumthiosulfaatoplossing 0,1M

Joodwater met zetmeel 0,1M

Kaliumpermanganaatoplossing 0,02M

Koper(II)sulfaatoplossing 0,1M

Kaliumjodideoplossing in zetmeel 0,1M

Oxaalzuuroplossing 1,0 M

IJzer(III)chlorideoplossing 0,1M

Zwavelzuuroplossing 1M

Magnesiumpoeder

Druppelvel (werkblad)
Toa aanwijzingen en veiligheid:
Voor de jood- en kaliumjodideoplossingen die in zetmeeloplossing moeten worden
opgelost maak je eerst een 1 % (1gram/100mL) oplossing van zetmeel in demiwater.
Deze gebruik je om de joodoplossing en de kaliumjodideoplossing mee te maken.

Joodoplossing 0,05M : Weeg 8,3 gram kaliumjodide af en los dit op in een
beetje zetmeeloplossing 1%. Weeg 1,27 gram jood af en voeg dit aan de
kaliumjodide-zetmeeloplossing toe. Vul aan met de zetmeeloplossing 1% tot
100 mL. Homogeniseer.

Kaliumjodideoplossing 0,1M : weeg 1,660 g kaliumjodide af en los dit op in
zetmeeloplossing 1%. Vul aan tot 100 mL. Homogeniseer.
64
Het afval dat kaliumpermanganaat bevat moet afgevoerd worden bij de zware
metalen.
Het afval dat koper bevat moet worden afgevoerd bij de zware metalen.
Het joodwater afval moet worden afgevoerd bij de overige anorganische stoffen
evenals de kaliumjodideoplossing.
Procedure
Voorspel met behulp van een reactievergelijking wat je waarneemt als de volgende
stoffen bij elkaar worden gevoegd. Geef steeds de volledige reactievergelijking.
Maak gebruik van Binas 48 en 65B.
1. Doe één druppel kaliumpermanganaat oplossing op het druppelvel en voeg
toe één druppel natriumsulfiet. Meng met een cocktailprikker .
2. Doe één druppel kaliumpermanganaat oplossing op het druppelvel en voeg
toe één druppel zwavelzuur oplossing en één druppel natriumsulfiet oplossing.
Meng met een cocktailprikker.
3. Doe één druppel jood oplossing in zetmeel op het druppelvel en voeg toe één
druppel natriumthiosulfaat oplossing. Meng met een cocktailprikker.
4. Doe één druppel kopersulfaat oplossing op het druppelvel en voeg toe één
druppel kaliumjodide oplossing in zetmeel. Meng met een cocktailprikker.
Voeg nu één druppel natriumthiosulfaat oplossing toe. Meng met een
cocktailprikker.
5. Doe één druppel ijzer(III)chloride oplossing op het druppelvel en voeg toe één
druppel kaliumjodide oplossing in zetmeel. Meng met een cocktailprikker.
6. Doe enkele korreltjes magnesiumpoeder op het druppelvel en voeg toe één
druppel zwavelzuur oplossing.
65
Vragen
1. Vergelijk je waarnemingen met je voorspellingen.
2. Pas zo nodig je reactievergelijkingen aan.
Docent aanwijzingen
1.
KMnO4 +
Na2SO3
Paars
kleurloze oplossing
Wordt een bruine oplossing, bruinsteen zakt naar beneden
Ox:
MnO4- + 2 H2O + 3e-↔ MnO2(s) + 4OH*2
Red: SO32- + H2O↔SO42- + 2H+ +2e*3
-----------------------------------------------------------------2 MnO4- + 4 H2O+ 3SO32- +3H2O↔ 2MnO2(s) + 8OH- +3SO42- + 6H+
2 MnO4- + H2O+ 3SO32- ↔ 2MnO2(s) + 2OH- +3SO422.
KMnO4 +
H++
Na2SO3
Paarse opl, kleurloos,
kleurloze oplossing
Wordt een kleurloze oplossing
Ox: MnO4- + 8H++ 5e-↔Mn2+ + 4H2O
*2
22+
Red: SO3 + H2O↔SO4 + 2H +2e
*5
-----------------------------------------------------------2MnO4- + 16H++ 5SO32- + 5H2O↔2 Mn2+ + 8H2O+ 5SO42- + 10H+
2MnO4- + 16H++ 5SO32- + 5H2O↔2 Mn2+ + 8H2O+ 5SO42- + 10H+
2MnO4- + 6H++ 5SO32- ↔2 Mn2+ + 3H2O+ 5SO423.
I2 +
Na2S2O3
Zwartblauwe opl
kleurloze opl
Dit wordt een kleurloze oplossing, wel 2 maal hoeveelheid thio toevoegen!
Ox: I2 +2e- ↔ 2I*1
Red: 2 S2O32- ↔ S4O62-+2e*1
--------------------------------------I2 +2S2O32- ↔ S4O62-+2I-
66
4.
CuSO4
+
Blauwe oplossing
KI
+
kleurloos
Na2S2O3
kleurloos
De oplossing wordt eerst donkerblauw, dit is de I2 die de reactie geeft met zetmeel.
Hierdoor zie je de neerslag niet die ontstaan is van de CuI. Voeg je de
natriumthiosulfaat toe dan ontkleurt de oplossing weer en zie je het melkachtige
neerslag van CuI. De blauwe kleur verdwijnt omdat I2 weer omgezet wordt in I-.
2Cu2+ + 6I- → 3 CuI2, dit splitst direct weer 2 CuI2 →2 CuI (s) + I2
Ox: Cu2+ + I- +e- ↔ CuI (s)
*2
Red: 2 S2O3 ↔ S4O62- +2e*1
----------------------------------2+
22Cu + 2I +2 S2O3 ↔ S4O6 + 2CuI (s)
Ox: I2 + 2e- ↔ 2I*1
2eRed: 2 S2O3 ↔ S4O6 +2
*1
----------------------------------I2 + 2 S2O3 ↔ S4O62- + 2I5.
FeCl3 +
KI
Geel-oranje opl
kleurloze opl
Wordt een blauwe oplossing
Ox: Fe3++e↔ Fe2+
*2
eRed: 2I ↔ I2+2
*1
--------------------------------2Fe3++2I-↔ I2+ 2Fe2+
6.
Mg +
H2SO4
Grijs poeder
kleurloze opl
Bruist en magnesium verdwijnt
Ox:
2H++ 2e-↔ H2(g) *1
Red: Mg↔ Mg2++ 2e*1
--------------------------------2H++ Mg↔ Mg2++ H2(g)
67
Opmerking
Van dit experiment( zie bron) is een druppelpracticum gemaakt i.v.m. met de grote
hoeveelheid chemicaliën die er anders nodig zijn.
Er is in deze variant gekozen om experimentje 4 (oxaalzuur en kopersulfaat) te
vervangen door kaliumjodide en natriumthiosulfaat aan kopersulfaat toe te voegen.
De eerste reactie vind namelijk in de praktijk niet plaats zie onderstaande.
C2H2O4 + CuSO4
Ox: Cu2+ +2e- ↔ Cu
*1
Red: C2H2O4 ↔ 2CO2(g) +2H+ + 2e- *1
Cu2+ + C2H2O4 ↔ 2CO2(g) +2H+ + Cu(s)
Er ontstaat echter geen vast koper, dat is nl roodbruin, er ontstaat een blauw/groen
neerslag. Dit is een reactie tussen de koper en het zuurrest ion van de oxaalzuur.
Deze reactie verloopt voordat de redox reactie kan plaatsvinden.
Cu2++C2O42-→CuC2O4(s)
Ook is bij het laatste experimentje het ijzer vervangen door magnesium.
Verdere informatie
Bron
Nova scheikunde 5, hoofdstuk 9 , experiment 3 VWO/Gymnasium
68
werkblad
1 Doe één druppel kaliumpermanganaat oplossing op het druppelvel en voeg toe
één druppel natriumsulfiet. Meng met een cocktailprikker .
2 Doe één druppel kaliumpermanganaat oplossing op het druppelvel en voeg toe
één druppel zwavelzuur oplossing en één druppel natriumsulfiet oplossing.
Meng met een cocktailprikker.
3 Doe één druppel jood oplossing in zetmeel op het druppelvel en voeg toe één
druppel natriumthiosulfaat oplossing. Meng met een cocktailprikker.
4 Doe één druppel kopersulfaat oplossing op het druppelvel en voeg toe één
druppel kaliumjodide oplossing in zetmeel. Meng met een cocktailprikker. Voeg
nu één druppel natriumthiosulfaat oplossing toe. Meng met een cocktailprikker.
5 Doe één druppel ijzer(III)chloride oplossing op het druppelvel en voeg toe één
druppel kaliumjodide oplossing in zetmeel. Meng met een cocktailprikker.
6 Doe enkele korreltjes magnesiumpoeder op het druppelvel en voeg toe één
druppel zwavelzuur oplossing.
69