Scheidingsmethoden. CC Naamsvermelding 3.0 Nederland licentie.

Transcriptie

1 Auteur Laatst gewijzigd Licentie Webadres Emiel D 05 November 2015 CC Naamsvermelding 3.0 Nederland licentie Dit lesmateriaal is gemaakt met Wikiwijs Maken van Kennisnet. Wikiwijs Maken is een onderdeel van Wikiwijsleermiddelenplein, hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, vergelijkt, maakt en deelt.

2 Inhoudsopgave Aan het einde van dit hoofdstuk kun je:... Mengsels Scheiden is geen reactie Manieren om mengsels te scheiden Oefenen Toets Maak de bovenste toets Over dit lesmateriaal Pagina 1

3 Aan het einde van dit hoofdstuk kun je:... De verschillende soorten mengsels benoemen en beschrijven; De fasen van een stof beschrijven; Het verschil tussen ontleden en scheiden benoemen; Uitleggen hoe de verschillende scheidingstechnieken werken. Veel lees- en kijkplezier!! Pagina 2

4 Mengsels Een mengsel zou je kunnen omschrijven als een verzameling van meerdere stoffen door elkaar. Het tegenovergestelde van een mengsel is een zuivere stof, ofwel één stof. Hier onder zie je de verschillende mengsels: Oplossing Een mengsel van een vloeistof (het oplosmiddel) en een andere stof (of stoffen). Je kunt vaste stoffen oplossen (suiker in water, zout in water, etc), maar je kunt ook een vloeistof in een andere vloeistof oplossen (alcohol in water) of een gas oplossen in een vloeistof. Voorbeelden van oplossingen van een gas in een vloeistof: - zuurstof (O 2 g)) opgelost in water zodat de vissen zuurstof kunnen krijgen - het gas ammoniak (NH 3 (g)) kun je in water oplossen. Een oplossing van ammoniak in water noemen we ammonia (dus zonder de k) In de scheikundelessen (en daarbuiten) kom je meestal de stof water als oplosmiddel tegen. Je kunt natuurlijk ook een andere vloeistof als oplosmiddel gebruiken. Neem bijvoorbeeld jodiumtinctuur (ontsmettingsmiddel bij wondjes): dat is een oplossing van de stof jood (I 2 (s)) in het oplosmiddel alcohol. Een belangrijke eigenschap van een oplossing is, dat deze helder is. Met helder bedoelen we transparant: je kunt er doorheen kijken. Helder is niet hetzelfde als kleurloos! Neem bijvoorbeeld een beetje aanmaaklimonade (aangelengd met water): dat is helder, je kunt er doorheen kijken, maar het kan wel een kleur hebben (rood, groen, geel, etc). Soms kun je niet door een oplossing van een donkere stof heenkijken (neem bijvoorbeeld koffie), maar zijn alle stoffen toch echt opgelost. Je kunt dit controleren door het mengsel te verdunnen. In een oplossing zijn de moleculen van de opgeloste stof allemaal los van elkaar geraakt. Elk molecuul is nog wel heel ( zichzelf ) gebleven, maar de moleculen zijn van elkaar verwijderd geraakt. Tussen de moleculen van de opgeloste stof zitten moleculen van het oplosmiddel. Suspensie Wanneer een vaste stof niet in water oplost, maar als fijne korreltjes verdeeld is door het water heen, dan noemen we dat mengsel een suspensie. Bij een suspensie heb je dus een vaste stof fijn verdeeld in een vloeistof. Een suspensie is troebel, je kunt er niet doorheen kijken, want je kijkt als het ware tegen die korreltjes op. De stoffen in een suspensie (vaste stof en vloeistof) zijn niet volledig mengbaar met elkaar (anders zou je wel een oplossing hebben gekregen). Een suspensie kan (na korte of langere tijd) bezinken: de korreltjes zakken dan naar de bodem, omdat de dichtheid van de vaste stof groter is dan die van de vloeistof. Emulsie Wanneer twee vloeistoffen niet volledig mengbaar zijn, krijg je bij het mengen een emulsie. Een bekend voorbeeld van een emulsie is een mengsel van water en olie (dat zijn beide vloeistoffen). De olie lost niet op in het water (of andersom, als je weinig water en veel olie hebt). In plaats daarvan krijg je kleine druppeltjes van de ene vloeistof in de andere vloeistof. Dat noemen we een emulsie: een fijn verdeelde vloeistof in een andere vloeistof. Een emulsie scheidt zichzelf na korte of langere tijd. Je krijgt dan twee lagen. De vloeistof met de hoogste dichtheid wordt de onderste laag; de vloeistof met de laagste dichtheid drijft bovenop. Als je een emulsie langere tijd fijn verdeeld wil houden, dan kun je daar een hulpstof voor gebruiken. Zo n hulpstof noemen we een emulgator. Legering Een legering of alliage is een mengsel van metalen. Bij een legering zijn de metalen volledig door elkaar gemengd. Een blokje koper tegen een blokje zink noemen we dus geen legering. Alleen als het koper en het zink volledig door elkaar zitten, is sprake van een legering. Om dit voor elkaar te krijgen, moet je de metalen smelten, ze vervolgens door elkaar mengen (bijv. roeren) en het mengsel tot slot weer af laten koelen. Pagina 3

5 Bekende legeringen zijn: - brons (koper en tin) - messing (koper en zink) - soldeer (lood en tin) - amalgaam (kwik met een ander metaal: er zijn dus verschillende amalgamen) Staal is een mengsel van ijzer met kleine hoeveelheden andere stoffen. Dat kunnen metalen zijn (bijvoorbeeld chroom), maar in staal zit meestal ook koolstof. Omdat koolstof geen metaal is, zou je staal eigenlijk geen legering mogen noemen. Toch wordt staal wel vaak in één adem met de bekende legeringen genoemd. Schuim Wanneer een gas fijn verdeeld is door een vloeistof, dan noemen we dat een schuim. Bij bier is het gas koolstofdioxide en de vloeistof is de rest van het bier (water met alcohol en allerlei andere ingrediënten). Bij de branding van de zee is het gas in het schuim gewoon lucht en de vloeistof is zeewater (en dat is op zijn beurt weer een mengsel van water en allerlei andere stoffen). Nevel Wanneer een vloeistof fijn verdeeld is in een gas, dan noemen we zo n mengsel een nevel. Je hebt dan dus kleine zwevende druppeltjes in een gas. Het bekendste voorbeeld van een nevel is mist (water in het gasvormige mengsel lucht). Rook Een mengsel van een fijn verdeelde vaste stof in een gas wordt rook genoemd. Het bekendste voorbeeld van rook zie je bij verbrandingen, waarbij niet voldoende zuurstof betrokken is (zogenaamde onvolledige verbrandingen). Er kan bij het onvolledig verbranden van stoffen met koolstofatomen als reactieproduct vaste koolstof in heel fijne vorm ontstaan (roet). De vaste koolstofdeeltjes stijgen op en geeft grijze of zwarte rook. Wanneer de roet zich nog in de vlam bevindt en daardoor heet is, zie je de gloeiende koolstofdeeltjes als een gele vlam. De gele kleur van een vlam komt dus door het gloeien van hete deeltjes. Klik op de onderstaande link en zie de verschillende mengsels maar dan anders verwoord: Film Klik op de onderstaande link voor verschillende soorten mengsels: Pagina 4

6 Scheiden is geen reactie Scheiden, Scheiden, smelten en oplossen Bij scheiden, smelten en oplossen veranderen de moleculen niet. Scheiden van stoffen is sorteren van moleculen. Fasen van een stof: Vast = s (Solid) Vloeibaar = l (Liquid) Gas = g (Gass) En opgelost in water = aq (Aqua) Een vaste stof bestaat uit moleculen die op een vaste plaats in de stof dicht op elkaar zitten en zachtjes trillen. Een vloeistof bestaat uit moleculen die door elkaar heen bewegen. De afstand tussen de moleculen is ook groter dan die in een vaste fase Bij een gas bewegen de moleculen gewoon door elkaar heen. Een oplossing in water bestaat dus uit twee soorten moleculen, namelijk de watermoleculen en de moleculen van de opgeloste stof. Bij smelten gaan moleculen langs elkaar bewegen. Bij oplossen gaan moleculen van de stof die oplost tussen moleculen van een vloeistof bewegen. Ontleden en scheiden Bij chemische reacties veranderen moleculen wel. Bijvoorbeeld bij ontleden. Pagina 5

7 Bij ontleden begin je met één stof, dus ook met één soort moleculen. Bij ontleden verdwijnen moleculen en ontstaan nieuwe moleculen. Bij scheiden begin je met meer soorten moleculen, maar deze moleculen veranderen niet. Na de scheiding heb je de molecuul soorten apart. De moleculen zijn onveranderd. Film Klik op de onderstaande link om te zien wat het verschil is tussen een mengsel en een scheikundige reactie: Pagina 6

8 Manieren om mengsels te scheiden Om een mengsel te splitsen in zuivere stoffen gebruiken we een fysische scheiding: In het laboratorium veel toegepaste fysische scheidingstechnieken: Filtratie: kleine deeltjes gaan door het filter heen, grote deeltjes blijven achter. Er bestaan filters in allerlei maten en soorten. Bij dunne laag chromatografie laten we een vloeistof (eluens) door de laag lopen. Goed oplosbare stoffen die weinig aan de drager hechten die gaan mee met het eluens. Andere stoffen blijven meer of minder achter. Zo worden ze gescheiden. Bij extractie schudden we 2 niet mengbare vloeistoffen. De opgeloste stoffen zitten daarna in de laag waarin ze het beste oplossen. Dialyse is de scheiding door een membraam: heel keline deeltjes gaan er door, iets grotere blijven achter. Pagina 7

9 Bij destillatie verdampt de meest vluchtige stof en condenseert weer in de koeler. Film Klik op de onderstaande link om te zien hoe je mengels kunt scheiden: Pagina 8

10 Oefenen Klik op de onderstaande link om te oefenen met de verschillende scheidingsmethoden: Pagina 9

11 Toets Maak de bovenste toets Toets kn.nu/paztk Scheiden of ontleden? Wat hoort bij wat? 1. Je begint met één stof en dus ook met één soort molecuul. Aan het einde zijn er moleculen verdwenen en nieuwe moleculen ontstaan. 2. Je begint met meer soorten moleculen en deze moleculen veranderen niet. Na afloop heb je de molecuul soorten apart. a. b. Scheiden Ontleden Invullen: vaste stof, vloeistof of gas Een bestaat uit moleculen die door elkaar heen bewegen. De afstand tussen de moleculen is ook groter dan die in een vaste fase Een bestaat uit moleculen die op een vaste plaats in de stof dicht op elkaar zitten en zachtjes trillen. Bij een bewegen de moleculen gewoon door elkaar heen. Beschikbare keuzes: vaste stof, vloeistof, gas Soort scheidingsmethode Welke scheidingsmethode vindt hieronder plaats? Twee niet in elkaar oplosbare vloeistoffen die met elkaar vermengd zijn. Zo zijn water en olie niet in elkaar oplosbaar, maar kan er wel een emulsie bestaan als mengsel van druppels water met druppels olie. Door een emulgator toe te voegen, worden de druppels gestabiliseerd en kan de emulsie blijven bestaan. Zonder emulgator zouden de beide vloeistoffen zich van elkaar scheiden. Pagina 10

12 Soort scheidingsmethode? Welke scheidingsmethode vindt hieronder plaats? Een mengsel van een vloeistof en een vaste stof die niet in de vloeistof oplosbaar is. Het mengsel laat zich niet gemakkelijk scheiden. Wat hoort bij wat? a. b. c. d. e. Hier verdampt de meest vluchtige stof en condenseert weer in de koeler. Dit is de scheiding door een membraam: heel kleine deeltjes gaan er door, iets grotere blijven achter. We schudden 2 niet mengbare vloeistoffen. De opgeloste stoffen zitten daarna in de laag waarin ze het beste oplossen. We laten een vloeistof door een laag (drager) lopen. Goed oplosbare stoffen die weinig aan de drager hechten gaan mee met de vloeistof. Andere stoffen blijven meer of minder achter. Kleine deeltjes gaan door een filter, de grote deeltjes blijven achter. Dialyse Filtratie Chromatografie Extractie Destillatie Heterogeen of homogeen? Wat hoort bij wat? 1. Je kan de verschillende samenstellende deeltjes onderscheiden. 2. Je kan de verschillende deeltjes niet onderscheiden, ze zijn uniform verdeeld in het mengsel. a. b. Heterogeen Homogeen Reactie of scheiding? Geef aan of de onderstaande gebeurtenissen reacties of scheidingen zijn. Pagina 11

13 Vul in "reactie" of "scheiding" Het verkleuren van vlees in een braadpan is een Het trekken van thee is een Het droogkoken van rijst is een Het aanbranden van drooggekookte rijst is een Het caramelliseren van suiker is een Het drogen van kleding in een centrifuge is een kn.nu/nkv76 kn.nu/09twz Pagina 12

14 Over dit lesmateriaal Colofon Auteur Emiel D Laatst gewijzigd 05 November 2015 om 10:41 Licentie Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 3.0 Nederlands licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om: het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden. Meer informatie over de CC Naamsvermelding 3.0 Nederland licentie Aanvullende informatie over dit lesmateriaal Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar: Eindgebruiker leerling/student Moeilijkheidsgraad gemiddeld Pagina 13