1. Onderzoeksvraag Hoe kunnen we aan de hand van chemische reacties een oplossing de kleuren van een stoplicht krijgen?

Transcriptie

1 Chemisch stoplicht 1. Onderzoeksvraag Hoe kunnen we aan de hand van chemische reacties een oplossing de kleuren van een stoplicht krijgen? 2. Voorbereiding a. Begrippen als achtergrond voor experiment Oxidator: een chemische stof die in een chemische reactie elektronen kan opnemen. Reductor: een chemische stof die in een chemische reactie elektronen kan afstaan. Oxidatie: een chemisch proces waarbij een stof (de reductor) elektronen afgeeft aan een andere stof (de oxidator) waarbij het oxidatiegetal van de reductor toeneemt. Reductie: is het scheikundige proces waarbij een deeltje elektronen opneemt. Functionele groepen: onderdelen van moleculen met een structureel motief, herkenbaar aan de vaste elementensamenstelling en de covalente bindingen. Ketonen: een functionele groep, bestaande uit een carbonylgroep waaraan twee koolstofatomen zijn gebonden. b. Materiaal + stoffen Materiaal: Bekerglas Erlenmeyer met passende stop Stoffen: Glucose Water Natriumhydroxide of kaliumhydroxide 0,04g Indigokarmijn c. Bereiding oplossingen Los 14 g glucose oplossing in 700ml water. Los 6g NaOH op in 200 ml water tot een 3% oplossing. d. Opstelling (foto)

2 e. Veiligheid i. Etiketten Natriumhydroxide NaOH Gevaar CAS H 314 P ii. H/P zinnen H-zinnen H 314 Veroorzaakt ernstige brandwonden en oogletsel. P-zinnen P Beschermende handschoenen en oogbescherming dragen. NA INSLIKKEN: de mond spoelen GEEN braken opwekken. BIJ CONTACT MET DE OGEN: voorzichtig afspoelen met water gedurende een aantal minuten. Indien mogelijk, contactlenzen verwijderen. Blijven spoelen. iii. WGK code NaOH wgk: 1 iv. COS brochure NaOH: Leerlingen bij voorkeur met verdunde oplossingen laten werken (de ervaring van de leerlingen speelt hier een belangrijke rol) 3. Uitvoeren a. Werkwijze Voeg aan de suiker oplossing 0,04g indigokarmijn toe. Hierdoor wordt de oplossing blauw.

3 Voeg hierna de blauwe suikeroplossing toe aan de NaOH-oplossing. Laat het mengsel staan en neem waar. b. Waarneming (+ foto s) De kleur van de oplossing verandert meteen in groen, vervolgens na enige minuten in rood en na weer enige minuten tenslotte in geel. Daarmee is de proef niet voorbij, integendeel. Pak de kolf, houd een vinger op de stop zodat die er niet afvliegt, en schud krachtig. De oplossing wordt via rood weer groen. Zet de kolf neer en zie hoe de kleur weer overgaat in rood en daarna geel. Opnieuw schudden en alles gebeurt wederom. Dit kun je meerdermaal herhalen. 4. Reflecteren a. Optredende reacties Formule indigokarmijn: C 16H 8N 2Na 2O 8S 2 Glucose + O 2 glucomaat b. Besluit De indicator hier is indigokarmijn dat door de glucose omkeerbaar. Glucose wordt gereduceerd van zijn basische groene vorm naar een gele, met als tussenstap een rode. Zuurstof uit de lucht oxideert de kleurstof weer terug van geel via rood naar groen. Het indigokarmijn wordt door de glucose reversibel gereduceerd van zijn basische groene vorm naar een gele, met als tussenstap een rode. Zuurstof uit de lucht oxideert de kleurstof weer terug van geel via rood naar groen. De C=O groep (ketongroep) verandert in een C-OH groep (alcohol): een keton wordt tot een (secundaire) alcohol gereduceerd. De keton is

4 de oxidator en neemt dus e op: + 2 H+ + 2 e R-HCOH R-CO waarin R de onveranderlijke rest is van het molecuul. De omzetting van glucose tot gluconzuur: c. Koppeling aan leerplan/nen B76 De verandering van oxidatiegetallen in een redoxreactie vaststellen en in verband brengen met de begrippen oxidator, reductor, oxidatie, reductie en elektronenoverdracht voor: verbrandingsreacties; B77 Een redoxreactie of elektronenoverdrachtreactie definiëren als een koppeling van een reductie en een oxidatie. d. Bronnen i. Literatuur ii. Film Tips and tricks a. Opmerkingen bij uitvoeren van proef

5 Met huishoudspullen kan deze proef ook. Neem je soda in plaats van natronloog, dan is de ph te laag en is het indigokarmijn daardoor blauw in plaats van groen, maar de overige reacties gaan hetzelfde. Dus dan van blauw naar rood naar geel en terug. Recept: doe een volle eetlepel kristalsoda in een kopje, vul aan met water tot ca. 50 gram en zet het 20 seconden in de magnetron om de soda op te lossen. Doe een volle theelepel glucose (borsthoning) in een doorzichtige fles met 100 ml water; doe daar 1 ml (een pipetje) oplossing 1% van voedingskleurstof E132 bij. Giet het kopje soda erbij en draai de dop op de fles.