HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten

Transcriptie

1 HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten 11. Zure en basische oplossingen In het labo leerde je dat we met behulp van indicatoren een onderscheid kunnen maken tussen zure, neutrale en basische oplossingen. In deze leerfiche herhaal je wat je in het labo leerde en diep je dit verder uit. (1) Twee definities vooraf : Een indicator is een kleurstof die gebruikt wordt om zure, basische en neutrale oplossingen te identificeren. o Lakmoespapier is geschikt voor de identificatie van zuren en basen o Fenolftaleïne is alleen heel geschikt voor de identificatie van basen Universeelindicator is een mengsel van verschillende kleurstoffen, zodat men niet alleen zure, neutrale of basische oplossingen kan onderscheiden, maar ook de sterkte (= de ph-waarde) van zure of basische oplossingen kan bepalen. (2) Leg met je eigen woorden uit wat ph is en wat de ph-waarde betekent (zoek dit op): De ph is een maat (3) Als we het hebben over zure of basische oplossingen, betekent dit dat de stof die we onderzoeken opgelost is in. Hoe meer water de oplossing bevat, hoe zuurder/basischer/neutraler de oplossing wordt (tip: logisch nadenken). (4) Veiligheid : in het labo mag je nooit water bij een zuur gieten (spatten!). We gieten altijd het zuur bij water. Vul aan (www, of je eigen poëtische ziel :) Water bij zuur betaal je! Zuur bij water en je slaat nooit een! HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten Freinetschool Villa da Vinci 51

2 (5) Vul de tabel aan. (Sommige antwoorden vind je op C:\elementaire chemie\331_zuur_basisch_neutraal.htm). Hoe smaakt het? Zure oplossing Neutrale oplossing Basische oplossing Hoe voelt het aan? Drie voorbeelden (natuurlijke of huishoudelijke stoffen): Zuiver, gedestilleerd water Twee voorbeelden (chemische stoffen) Zuiver, gedestilleerd water Welke ph-waarden? Kleur van de indicator fenolftaleïne Kleur van de indicator broomthymolblauw Kleur van de indicator lakmoespapier (6) Neutralisatiereacties Door een zure en een basische oplossing in de juiste hoeveelheid samen te voegen, kan men een oplossing verkrijgen. Zulke reacties noemen we neutralisatiereacties HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten Freinetschool Villa da Vinci 52

3 (7) Toepassing: a) Welke indicator kan men gebruiken voor: - De identificatie van basen? - De identificatie van zuren en basen? - De identificatie van zowel zuren als basen en tevens van de sterkte van het zuur of de base (dit noemt men ook de zuurtegraad )? b) Vul aan met cijfers : De ph-schaal gaat van (laagst mogelijke ph-waarde) tot (hoogst mogelijke waarde). De sterkste zuren hebben ph, de sterkste basen hebben ph. Een neutrale stof (zoals gedestilleerd water) heeft ph. Een stof met ph 6 is tienmaal zuurder dan een stof met ph 7. Een stof met ph 8 is honderdmaal (10 x 10 = 10²) meer basisch dan een stof met ph 6. Men zegt dat de ph-schaal een logaritmische schaal is 8. Cola is dus (ongeveer) maal zuurder dan koffie! 8 Daarover leer je in het zesde jaar meer, in de wiskundeles. Ook de schaal van Richter, die de kracht van aardbevingen aangeeft, is een logaritmische schaal: een aardbeving met een kracht 6 op de schaal van richter is duizendmaal krachtiger dan een aardbeving met een kracht 3. Een andere logaritmische schaal is de decibelschaal (db), die de geluidssterkte aangeeft HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten Freinetschool Villa da Vinci 53

4 12. Zuren Bronnen: C:\elementaire chemie\407_zuren.htm Explosief 2.2. p Wat zijn zuren? Opmerking: er is een verschil tussen zuren en zure oplossingen. Voor de onderstaande definitie gebruik je Elementaire chemie (niet Explosief 2.2.). Definitie: Zuren zijn stoffen die. Zuren zijn altijd m verbindingen Zuren bestaan uit twee, drie of meer (zuren bevatten dus nooit metalen! ). Welk element komt in elk zuur voor? (symbool : ). Zuren kunnen we dus kort voorstellen met de algemene formule HZ, waarbij H staat voor en Z voor de zuurrest (zie lager) Vul de volgende twee voorbeelden van een zuur aan, met de naam, de chemische formule, de zuurrest en de structuurformule) (bron: Elementaire Chemie) Vb. 1 : Naam van het zuur : waterstofchloride Chemische formule : Triviale naam 9 (indien die bestaat) :. Zuurrestion Z : (zie de tabel in Explosief 2.2. p. 57) Structuurformule (teken deze vanaf nu met streepjes, niet met bolletjes) : 9 Hiermee wordt de populaire benaming van het zuur in de volksmond bedoeld. Deze wordt ook nu nog door veel chemici en wetenschappers gebruikt (maar niet in wetenschappelijke artikelen of op internationale congressen) HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten Freinetschool Villa da Vinci 54

5 Vb. 2 : Naam : (di)waterstofcarbonaat Chemische formule : Triviale naam (als die bestaat) :. (zie de tabel in Explosief 2.2. p. 57) Zuurrest Z :. (zie de tabel in Explosief 2.2. p. 57) Structuurformule (met streepjes) : 2. Nomenclatuur van (anorganische) zuren Vul aan en schrap wat niet past: Bij de anorganische zuren onderscheiden we twee belangrijke categorieën, afhankelijk van het aantal elementen waaruit het zuur bestaat. B zuren bestaan uit twee elementen (niet-metalen). Het eerste element is altijd (symbool: ). De naam van de binaire zuren eindigt altijd op -. T zuren of oxozuren bestaan uit drie elementen (niet-metalen). Het eerste is altijd, het laatste is altijd (vandaar de benaming oxozuren voor ternaire zuren). Het middelste element (in de chemische formule) is een metaal / niet-metaal. Je moet de namen van binaire en ternaire zuren kunnen afleiden uit hun moleculeformules, en omgekeerd. Dat oefenen we nu in. Opmerking : behalve binaire en ternaire zuren bestaan er ook andere zuren (bv. de organische zuren azijnzuur : CH 3 COOH of citroenzuur C 5 H 7 O 5 COOH. Daarover leer je later meer.) HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten Freinetschool Villa da Vinci 55

6 2.1. Nomenclatuur van binaire zuren. Lees aandachtig het korte stukje over de nomenclatuur (= naamgeving) van binaire zuren op Elementaire Chemie. Lees ook de namen van de voorbeelden in het kadertje (HF, HCl enz.) Noteer hier hoe de naam van binaire zuren gevormd wordt. Geef ook één voorbeeld. Vul de volgende tabel aan zonder naar de oplossing in Elementaire Chemie te kijken. Controleer daarna je antwoorden. Formule Naam HF HCl (Triviale naam: zuur) Waterstofbromide HI diwaterstofsulfide Tip: Herhaal de bovenstaande oefening tot je de naamgeving van binaire zuren onder de knie hebt HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten Freinetschool Villa da Vinci 56

7 2.2. Nomenclatuur van ternaire zuren (oxozuren) Een typisch voorbeeld van een ternair zuur is HNO 3 of waterstofnitraat (triviale naam: salpeterzuur). Ternaire zuren zijn altijd opgebouwd uit (hoeveel?) elementen. Het eerste element in de formule is steeds. Het laatste element in de formule is steeds. Het middelste element is een n -, bv. P, S of N. De twee laatste elementen samen (bv. N en O bij HNO 3 ) vormen een eigen verbinding met een eigen naam. Zie ook Explosief 2.2. p. 57 voor een mooi overzicht. Voorbeeld: bij HNO 3 (naam: zuur of waterstof ) onderscheiden we het element waterstof (H) en de zuurrest NO 3 = nitraat. De namen van de meest voorkomende zuurresten moet je kennen. Oefen ze in met de onderstaande tabel. Je moet de zuurresten kennen die niet tussen haakjes staan. Opgave: vul de tabel volledig in. Als bron gebruik je Elementaire Chemie en Explosief 2.2. p. 57. Tabel : ZUURRESTEN Verbindingen van zuurstof (O) met (Hyponitriet) Nitriet Nitraat (Pernitraat) Stikstof ( ) NO 2 NO 3 Hypochloriet Chloriet Chloraat Perchloraat (Cl) (Hyposulfiet) Sulfiet Sulfaat (bestaat niet) ( ) SO 4 (Hypocarbonaat) (Carboniet) Carbonaat (Percarbonaat) ( ) (Hypofosfiet) (Fosfiet) Fosfaat (Perfosfaat) ( ) HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten Freinetschool Villa da Vinci 57

8 Je moet alle vetgedrukte namen uit het hoofd kennen (in beide richtingen: naam formule en formule naam). De namen tussen haakjes hoef je niet te kennen, maar ook die zijn heel makkelijk te onthouden. Studietip : Hoe leer je deze tabel? Leer alleen de vetgedrukte kolom. Alle andere benamingen en formules kun je daar makkelijk uit afleiden. Hier kun je voor jezelf noteren hoe je de namen van de zuurresten makkelijk kunt onthouden Toepassing : naamgeving van zuren Alles gesnapt? Test dan jezelf! Geef de wetenschappelijke naam van de volgende binaire en ternaire zuren. Je moet de naam én de triviale naam van deze zuren kennen! Formule Wetenschappelijke naam Triviale naam HI (n.v.t.) H 2 SO 3 H 2 SO 4 H 3 PO 4 HClO 3 HClO 4 HClO 2 H 2 CO 3 H 2 S (n.v.t.) HBr (n.v.t.) Oplossing: zie Explosief 2.2. p HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten Freinetschool Villa da Vinci 58

9 2.4. Lading van de zuurrestionen Uit de chemische formule van een binair of ternair zuur kun je probleemloos de lading van het zuurrestion afleiden. Gebruik je kennis van atoombouw en bindingen om te antwoorden: H 2 S Lading van elk waterstofion? => 2 x H + Lading van de zuurrest (het zwavel-ion)? => Cl 2- HCl Lading van het waterstofion? => Lading van de zuurrest (het chloor-ion)? => H 2 SO 4 Lading van elk waterstofion? => Lading van de zuurrest (het sulfaation)? => Vul nu meteen de elektrische lading van de zuurrestionen aan, met behulp van de chemische formules van de zuren op de vorige bladzijde: Naam Z-ion Z-ion symbolisch: Sulfaation SO 4 2- Sulfietion Fosfaation Chloraation Chlorietion Perchloraation Carbonaation Controleer je antwoorden op C:\elementaire chemie\407_zuren.htm HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten Freinetschool Villa da Vinci 59

10 3. Reacties van zuren met water Reactie van zuren met water (of waterige oplossingen) Bestudeer de onderstaande reacties (Z = zuurrest) : HZ waterige oplossing H + + Z - Deze reactie kan meermaals plaatsvinden : H 2 Z waterige oplossing H + + HZ - waterige oplossing 2H + + Z 2- Vul aan: Wanneer zuurmoleculen met een waterige oplossing in aanraking komen, splitsen zich positieve / negatieve w ionen af. De rest van de molecule blijft achter als een positief / negatief ion, dat we z ion noemen. Bij deze reactie ontstaan waterstof en zuurrestionen. Drie voorbeelden maken dit duidelijk. Vul aan: 1) HCl waterige oplossing + waterige oplossing 2) H 2 CO 3 + En vervolgens : - waterige oplossing HCO HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten Freinetschool Villa da Vinci 60

11 4. Toepassingen van belangrijke (anorganische) zuren Opzoekopdracht deel 1 (deel 2 : zie p. 66) Zoek voor de zuren zwavelzuur, koolzuur, zoutzuur en salpeterzuur op, (1) waarvoor ze in de industrie en het huishouden gebruikt worden, (2) welke voorzorgsmaatregelen je bij het gebruik van deze zuren moet nemen, (3) hoe ze bereid of gewonnen worden. Maak hiervan zelf een samenvatting op een apart blad. Dien dit in als huistaak voor de afgesproken datum (10 punten DW chemie). Dit is te kennen leerstof! HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten Freinetschool Villa da Vinci 61

12 13. Hydroxiden Bronnen: C:\elementaire chemie\408_hydroxiden.htm Explosief 2.2. p Internet 1. Wat zijn hydroxiden? (bron: Explosief p ) Definitie De algemene formule van hydroxiden is :. Dit betekent dat alle hydroxiden bestaan uit (1) een (M), (2) het element ( ) en (3) het element ( ). De stof bevat drie elementen en is dus een t verbinding. Soort verbinding en aggregatietoestand Hydroxiden zijn verbindingen tussen metaalionen en hydroxide-ionen. Het metaalion is positief / negatief geladen, het hydroxide-ion positief / negatief. We weten van vorig jaar dat ionbindingen zeer sterke / zwakke bindingen zijn: positief en negatief geladen ionen trekken elkaar sterk / zwak aan. Wat kun je daaruit afleiden in verband met het smeltpunt van hydroxiden? Wat is dan ook de aggregatietoestand van de meeste hydroxiden bij kamertemperatuur? Kort (definitie) : Hydroxiden zijn verbindingen met als algemene formule. Onthoud : het hydroxide-ion heeft als lading 1- : OH HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten Freinetschool Villa da Vinci 62

13 2. Voorbeelden van hydroxiden; naamgeving Lees in Elementaire Chemie het stukje over de naamgeving van hydroxiden: C:\elementaire chemie\408_hydroxiden.htm. Er zijn twee soorten hydroxiden: (1) Hydroxiden waarbij het metaal slechts één ion kan vormen: o Het betreft metalen uit een van de hoofdgroepen (bv. Li, Na, Mg, Al). o Deze hydroxiden hebben maar één naam. (2) Hydroxiden met twee namen o Het betreft doorgaans metalen uit de overgangselementen (bv. Fe, Cu, Ag). o Deze hydroxiden hebben twee verschillende namen (je moet ze allebei kennen). Vul de tabel aan (behalve de donkergekleurde vakjes). Zoek voor elke hydroxide ook één toepassing op, bv. in Wikipedia; soms moet je de Engelstalige Wikipedia raadplegen. Chemische formule NaOH Wetenschappelijke naam 10 Alternatieve naam (met positief metaalion) Populaire naam B s (in de handel: ook wel D genoemd) Een toepassing, of voorkomen in de natuur Al(OH) 3 Mg(OH) 2 Bru Fe(OH) 2 Ijzer(II)hydroxide ijzerdihydroxide Fe(OH) 3 CuOH 10 Soms zijn twee namen mogelijk : met of zonder de voorvoegsels di-, tri-, tetra- enz. Dat is vooral het geval bij overgangselementen HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten Freinetschool Villa da Vinci 63

14 Chemische formule Wetenschappelijke naam Alternatieve naam (met positief metaalion) Populaire naam Een toepassing, of voorkomen in de natuur Cu(OH) 2 KOH Bij p Ba(OH) 2 LiOH De regels van de naamgeving moet je kunnen toepassen! 3. Dissociatie van hydroxiden in water. Dissociatievergelijking. Wanneer hydroxiden met water in aanraking komen, kan de verbinding uiteenvallen in afzonderlijke ionen. We spreken dan van dissociatie (letterlijk: ontbinding). Hydroxiden die goed oplossen in water veroorzaken b oplossingen (dus met een ph > 7) 11. Deze dissociatie kan men met zogenaamde dissociatievergelijkingen voorstellen. De ionbinding valt uiteen in twee (geladen) ionen. Voorbeelden: de dissociatie van natriumhydroxide 12 NaOH (H 2O) Na + + OH - de dissociatie van calciumhydroxide Ca(OH) 2 (H 2O) Ca OH - 11 De meeste hydroxiden veroorzaken basische oplossingen, maar niet allemaal. IJzer(II)hydroxide, bijvoorbeeld, is wel een hydroxide, maar geen base. 12 Het symbool voor water boven de pijl is niet verplicht. Het dient om aan te geven dat de reactie in water plaatsgrijpt : het hydroxide valt uiteen HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten Freinetschool Villa da Vinci 64

15 Bij deze vergelijkingen moet je op drie zaken letten (vul aan / schrap wat niet past): 1) De juiste lading van het ion. Vraag: welk ion is altijd positief geladen? Het metaalion / OH-ion. welk ion is altijd negatief geladen? Het metaalion / OH-ion. 2) De hoeveelheid lading van het metaalion Vraag: Hoe groot is de lading van het natriumion bij de dissociatie van NaOH? Hoe groot is de lading van het calciumion bij de (volledige) dissociatie van Ca(OH) 2? Merk op dat de lading van het OH-ion altijd dezelfde is, namelijk: 3) De correcte coëfficiënten (zie vorig jaar : wet van behoud van elementen!) Opmerking: OH - moet je hier als één groep beschouwen. Je schrijft de coëfficiënt er dus voor. Oefen zelf: schrijf de dissociatievergelijking van (pas de coëfficiënten aan waar nodig!) Kaliumhydroxide, KOH : KOH (H 2 O) Barium(di)hydroxide, Ba(OH) 2 : Ba(OH) 2 hydroxide, CuOH : (H 2 O) (H 2 O) (H 2 O), : Al(OH) 3 Tip: vergelijk deze dissociatievergelijkingen met de dissociatie van zuren in water (zie hoger) HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten Freinetschool Villa da Vinci 65

16 4. Toepassingen van belangrijke hydroxiden Opzoekopdracht (deel 2) Zoek voor de hydroxiden NaOH en Ca(OH) 2 en KOH op: (1) Waarvoor worden ze in de industrie en het huishouden gebruikt? (2) Wat zijn hun eventuele vervangproducten? (3) welke voorzorgsmaatregelen moet je bij het gebruik van deze hydroxiden nemen? (4) Hoe worden ze bereid of gewonnen? Maak hiervan zelf een samenvatting op een apart blad. Dien dit in als huistaak voor de afgesproken datum (10 punten DW chemie). Dit is te kennen leerstof! HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten Freinetschool Villa da Vinci 66

17 14. Zouten Bronnen: C:\elementaire chemie\409_zouten.htm Explosief 2.2. p Naast de z en de hy bestaan er ook nog de zouten. Daarover gaat deze leerfiche. 1) Lees aandachtig de informatie op Elementaire Chemie (Zouten). Beantwoord vervolgens de vragen: Vraag Antwoord Welke soort verbinding zijn zouten? i Uit welke twee delen bestaan zouten altijd? Uit een positief / negatief ion (of een a ion NH 4 + ) en een positief / negatief ion. Hoe noemen we zouten uit twee delen? zouten Geef hiervan twee voorbeelden (naam en formule) Formule: Naam: Hoe noemen we zouten uit drie delen? zouten Geef hiervan twee voorbeelden (naam en formule) Noot: Bij ternaire zouten is het negatieve ion zélf een ionbinding Formule: Bv. NO3-2-, SO 4 Naam: HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten Freinetschool Villa da Vinci 67

18 2) Nomenclatuur van zouten Vul de tabel aan. Geef van elk zout de juiste naam/namen. NaF KCl CaBr 2 MgI 2 Na 2 S NaNO 3 K 2 SO 4 CaCO 3 Al 2 (SO 3 ) 3 Mg 3 (PO 4 ) 2 Vul de tabel aan: Zout (formule) Naam Lading van het zuurrestion (*) Al 2 O 3 Ba(OH) 2 Na 2 S Fe 2 (SO 4 ) 3 Zn(NO 3 ) 2 Oplossing: C:\elementaire chemie\409_zouten.htm HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten Freinetschool Villa da Vinci 68

19 (*) Tip: De lading van het zuurrestion kun je afleiden uit het aantal positieve ionen in de verbinding. Waarom is bij Al 2 O 3 de lading van het O 3 -ion gelijk aan 2-? Omdat Antwoord (gemengde woorden met deze woorden vorm je het antwoord hierboven): aluminiumionen samen twee lading totale de aan gelijk is de van het ion - +2 positieve. Bij de ternaire zouten moet je dezelfde redenering toepassen op het samengestelde ion (bv. bij Fe 2 (SO 4 ) 3 hebben SO 4 -ionen de lading 2-). 3. Fysische eigenschappen van zouten Vul de tabel aan met behulp van Elementaire Chemie. ZOUTEN Smelt- en kookpunt : Aggregatietoestand bij kamertemperatuur : Geleiding van de elektrische stroom: - In vaste toestand - In vloeibare toestand - Opgelost in water Oplosbaarheid in water: Zijn ALLE zouten in water oplosbaar? Zijn VEEL zouten in water oplosbaar? Deze eigenschappen van zouten moet je kennen! HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten Freinetschool Villa da Vinci 69

20 Leg uit met het deeltjesmodel: Waarom geleiden zouten in vaste toestand de elektrische stroom niet? Waarom geleiden zouten in opgeloste toestand de elektrische stroom wel? 4. Ammoniumzouten. (Als je de fiche goed hebt ingevuld, vind je het antwoord op deze vragen hierboven). Bij één categorie van zouten is het positieve ion geen metaalion, maar een zogenaamd ammoniumion. Deze zouten noemen we ammoniumzouten. Geef de chemische formule van het amminium-ion (mét lading) : Een voorbeeld van een ammoniumzout is ammoniumcarbonaat www o Geef de chemische formule : o Geef de triviale naam : o Zoek twee toepassingen van ammoniumcarbonaat uit het dagelijks leven op : 1) 2) HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten Freinetschool Villa da Vinci 70

21 15. Classificatie van stoffen Metalen, edelgassen, koolwaterstoffen, alkanen, alkenen, alkynen, zuren, hydroxiden, zouten, ammoniak, water, organische en anorganische stoffen. Zie je het bos nog door de bomen van al die soorten stoffen? Geen nood, in deze fiche ordenen we al deze stoffen in één overzichtelijk schema. Moet je dat schema uit het hoofd leren? Neen, gelukkig niet. Volgens het leerplan moet jij (met 2 uur chemie) het volgende kunnen: Aan de hand van een chemische formule een representatieve stof classificeren als: enkelvoudige of samengestelde stof, metaal of niet-metaal (+ edelgas), soort verbinding: ionbinding, metaalbinding, moleculeverbinding, organische of anorganische stof, koolwaterstof: alkaan, alkeen, alkyn metaaloxide (M,O) of niet-metaaloxide (NM,O), hydroxide zuur: binair of ternair (oxozuur), zout: binair of ternair. Opgave: Vul de tabel op de volgende bladzijde volledig en zonder hulpmiddelen in. Kies voor elke categorie uit de volgende mogelijkheden: Categorie: Stofklasse Hoofdgroep Indeling/samenstelling (alleen bij samengestelde stoffen) Onderverdeling Detaillering (alleen bij anorganisch stoffen) Eindgroep Mogelijkheden: Metaal, niet-metaal, binair zuur, ternair zuur, hydroxide, binair zout, ternair zout, ammoniumzout, alkaan, alkeen, alkyn, alcohol, water, niet-metaaloxide, metaaloxide, ammoniak, (organisch zuur) Enkelvoudige stof (E) ; samengestelde stof (S) Organisch ; anorganisch Koolwaterstoffen ; andere C,H,O-verbindingen, moleculeverbindingen, ionbindingen Anorganische zuren, ammoniak, zouten, hydroxiden, water, metaaloxiden, niet-metaaloxide, ammoniumzouten, Water Ammoniak Binaire zuren / ternaire zuren Hydroxiden Binaire zouten / ternaire zouten / ammoniumzouten Metaaloxiden / Niet-metaaloxiden Metalen / niet-metalen Alkanen / alkenen / alkynen / alcoholen Organische zuren HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten Freinetschool Villa da Vinci 71

22 (Oplossing: Explosief 2.2. p. 76) HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten Freinetschool Villa da Vinci 72

23 16. Samenvattend schema HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten Freinetschool Villa da Vinci 73

24 17. Slotoefening: classificatie van stoffen Oef. 1. Zet de stoffen op de juiste plaats in het schema. (Dit vergt wat denkwerk, maar je moet dit intussen zonder hulp kunnen ) KNO 3, CH 3 OH, NH 3, H 2 SO 3, CaO, Al(OH) 3, FeS, Cu, NO 2, N Oef. 2. Zelfde opgave Pb(OH) 2, NH 4 Br, H 2 O, C 3 H 4, HgO, ZnSO 4, AgCl, (NH 4 ) 2 SO 4, C 6 H 14, C 6 H 5 COOH, HBr, Ca 3 (PO 4 ) 2, S 8, Oplossing: zie elementaire chemie / jaar 4 / chemie HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten Freinetschool Villa da Vinci 74

25 HOOFDSTUK 10. Oplossingen in water Heb je je wel eens afgevraagd waarom sommige stoffen in water oplossen (bv. keukenzout, suiker) en andere slechts heel moeilijk of helemaal niet (bv. zeep)? Waarom sommige van die oplossingen de elektrische stroom geleiden en andere niet? In dit hoofdstuk leer je dat het deeltjesmodel van de materie (het corpusculair model) een grote hulp is om zulke verschijnselen te verklaren. Op het einde van het hoofdstuk ben je niet alleen in staat om te bepalen of twee willekeurige zouten (bv. kaliumfosfaat en zinkbromide) bij vermenging zullen oplossen, maar je zult ook de reactievergelijking van deze reactie kunnen schrijven. En je zult kunnen voorspellen of er zich een ondoorzichtige neerslag zal vormen en waaruit die zal bestaan (in ons voorbeeld: een neerslag van zinkfosfaat). En vooral: je zult begrijpen waarom dit zo gebeurt en welke fenomenen zich op het niveau van deeltjes afspelen. Je merkt het : dit wordt alweer een leerrijk hoofdstuk chemie. Aan het werk dan maar! 18. Dipoolmoleculen Bronnen: - C:\elementaire chemie\415_partieel ionkarakter.htm (= hoofdstuk 9.1 Elektronegatieve waarde ) - Aanvullende informatie: Explosief 2.2. p ALVORENS JE DE FICHE INVULT Elementaire chemie : Lees zeer aandachtig de pagina met als titel elektronegatieve waarde partieel ionkarakter (hoofdstuk 9.1), tot je alles begrepen hebt. Inleiding Wat gebeurt er wanneer je een elektrisch geladen staaf in de buurt van een waterstraal brengt? Dit is op zijn minst vreemd te noemen, want (zoet) water is geen geleider van elektrische stroom. Wat gebeurt er wanneer je dezelfde staaf in de buurt van een straal tetrachloormethaan (tetra, CCl 4 ) brengt? Freinetschool Villa da Vinci 75

26 In dit hoofdstuk leer je dat de verklaring voor dit fenomeen in de verschillende moleculaire structuren van water en tetra ligt. We voeren in dit hoofdstuk zes nieuwe begrippen in : (1) elektronegatieve waarde (elektronegativiteit), kortweg : EN (2) Verschil in elektronegativiteit (kort: ΔEN ) en (3) ionkarakter van een atoombinding (4) Polaire moleculen (of dipoolmoleculen) en apolaire moleculen (5) Polaire en apolaire stoffen (6) Waterstofbruggen Deze zes begrippen moet je kennen, kunnen uitleggen en kunnen toepassen. We behandelen ze nu een voor een. a) Elektronegatieve waarde EN Definitie. Vul aan: De elektronegatieve waarde (kort: EN) is het vermogen van de atoomkern van een element om, in een binding met een ander atoom,. Welke twee factoren beïnvloeden de elektronegatieve waarde van een element? (Het antwoord vind je bij de uitleg over de HCl-atoombinding). 1) Het aantal : hoe meer in de atoomkern, hoe sterker/zwakker een elektron aangetrokken wordt. 2) Het aantal. Hoe meer, hoe groter/kleiner de afstand tot de, dus hoe sterker/zwakker een elektron in de buitenste schil aangetrokken wordt. Het samenspel van deze twee factoren bepaalt de elektronegatieve waarde (EN) voor elk element. Bestudeer aandachtig de volgende tabel: Freinetschool Villa da Vinci 76

27 Tabel 1 - Elektronegatieve waarde van de elementen Vragen (het antwoord moet je zelf vinden, door beide bovenstaande principes toe te passen): - (1) Waar in het PSE bevinden zich de elementen met de grootste EN? => Omcirkel het juiste antwoord: Bovenaan links bovenaan rechts onderaan links onderaan rechts bovenaan in het midden onderaan in het midden => Waarom? en. - (2) Waar in het PSE bevinden zich de elementen met de kleinste EN? => Omcirkel het juiste antwoord: Bovenaan links bovenaan rechts onderaan links onderaan rechts bovenaan in het midden onderaan in het midden => Waarom? en. - (3) Verklaar het verschil in EN tussen O en S. - (4) Verklaar het verschil in EN tussen O en N. Freinetschool Villa da Vinci 77

28 Een andere voorstelling van de elektronegativiteit van de elementen. Wat valt op als je naar de edelgassen kijkt? b) Verschil in elektronegativiteit : ΔEN = EN 2 EN 1. Het ionkarakter van een atoombinding. Wanneer twee elementen een verbinding vormen, bepaalt het verschil in EN in hoeverre het over een binding dan wel een binding gaat. Het verschil in EN duiden we aan met het symbool. Het antwoord op de vraag : Is een bepaalde binding een ionbinding is dus niet absoluut (ja/neen), maar relatief (zoveel procent ionair). EN bepaalt het karakter van een a. Tabel : ΔEN en het ionair karakter van chemische verbindingen: Tabel 2 - Het ionair karakter van chemische verbindingen Freinetschool Villa da Vinci 78

29 Interpretatie van de tabel We spreken van een ionbinding wanneer het ionair karakter van de binding > 50 %. VRAAG 1 : Vanaf welke waarde voor ΔEN spreken we van een ionbinding? ANTWOORD: voor ΔEN. VRAAG 2: Voor welke waarden van ΔEN spreken we van een atoombinding? ANTWOORD: voor ΔEN Toepassing : HCl 1. Lees aandachtig de uitleg over de vorming van HCl op Elementaire Chemie. 2. Verklaar met behulp van de twee bovenstaande tabellen de volgende uitspraak: De HClbinding is 18 % ionair. Verklaar dit in twee stappen. Stap 1 (met behulp van tabel 1) : Stap 2 (met behulp van tabel 2) : Besluit : HCl is een binding ( % ionbinding => % atoombinding). Toepassing : de verbinding HF (waterstoffluoride). Beantwoord de volgende vragen: Beschouw de verbinding HF. o o o o Hoeveel bedraagt ΔEN? Is dit een ionbinding? Ja / Neen. Hoeveel procent ionkarakter heeft de binding? (herinner je: als dit percentage > 50 % => ionbinding!) Welk element in HF heeft een partiële negatieve lading? Waarom? Welke element in HF heeft een partiële positieve lading? Waarom? Freinetschool Villa da Vinci 79

30 OEFENING Bereken het percentage ionkarakter van de volgende atoombindingen. Welk atoom is partieel positief geladen? Welk atoom is partieel negatief geladen? MAAK DEZE OEFENING ZELFSTANDIG, ALVORENS JE NAAR DE OPLOSSING KIJKT. Binding % ionkarakter Partieel-positief Partieelnegatief A B C D E F G H I J H-Cl N-O I-I P-Cl H-O H-F S-O N-H C-Cl C-O Oplossing: C:\elementaire chemie\oplossingen\oefening 2.10.htm ( 9.1. onderaan) Freinetschool Villa da Vinci 80

31 c) Polaire en apolaire moleculen Lees aandachtig C:\elementaire chemie\416_dipoolmoleculen.htm. ( 9.1.). 1) Wat is een dipoolmolecule? Geef de definitie (drie voorwaarden moeten vervuld zijn!) Een dipoolmolecule is 2) Onderstreep in de bovenstaande definitie de DRIE kenmerken van een dipoolmolecule. 3) Wat is een apolaire molecule? Apolaire moleculen zijn 4) Hieronder zie je het bolkap- of het staafjesmodel van enkele moleculen. Geef telkens aan of de molecule polair (= dipoolmolecule) of apolair is. a) Water (H 2 O) : c) Methaan (CH 4 ) : b) CCl 4 : d) H 2 S : Oplossing: 2 x polair, 2 x apolair Freinetschool Villa da Vinci 81

32 5) Maak de oefening Dipoolmoleculen op Elementaire Chemie (10 opgaven, onderaan op C:\elementaire chemie\416_dipoolmoleculen.htm). d) Polaire en apolaire stoffen Definitie: (schrap wat niet past) Stoffen die opgebouwd zijn uit polaire/apolaire moleculen (of dipoolmoleculen) noemen we polaire stoffen. Stoffen die opgebouwd zijn uit polaire/apolaire moleculen noemen we apolaire stoffen. Vul aan: polaire stof, polaire moleculen, apolaire moleculen, apolaire stof. Water is een, want het bestaat uit. Tetra (CCl 4 ) bestaat uit en is dus een. e) Waterstofbruggen Lees aandachtig de volgende tekst : Tussen watermoleculen onderling werken sterke dipool-dipoolkrachten. Door deze krachten tussen de watermoleculen ontstaan molecuulaggregaten (aggregaat = ophoping), waarin de H-atomen als het ware bruggen vormen tussen de moleculen: waterstofbruggen (zie de stippellijn op de schets). Daardoor heeft water een uitzonderlijk hoog smelt- en kookpunt in vergelijking met andere moleculen met een vergelijkbare structuur (zoals H 2 S). In vaste toestand (ijs) zijn alle watermoleculen door dergelijke waterstofbruggen aan elkaar gebonden: ze vormen een zeer stevig rooster (molecuulrooster). In vloeibare toestand worden waterstofbruggen voortdurend verbroken, maar ontstaan er op hetzelfde ogenblik ook andere bruggen: de watermoleculen vormen kleine molecuulaggregaten. Zelfs in waterdamp zijn er nog kleine aggregaten aanwezig. Freinetschool Villa da Vinci 82

33 Tussen moleculen die bestaan uit één of meer H-atomen en een ander klein atoom (F, O, N) vormen zich waterstofbruggen. Daardoor treden extra cohesiekrachten tussen deze moleculen op. Visuele voorstelling van de waterstofbrug: Bekijk het korte filmpje A Closer Look at Water op C:\elementaire chemie\417_cohesiekrachten.htm (bijna onderaan op de pagina). Bestudeer ook de molecuulstructuur in de 3D-modellen op dezelfde pagina. Waterstofbrug. De twee schema's links geven de kristalstructuur van gestold water (ijs). Rechts de veranderlijke waterstofbruggen bij vloeibaar water (tijdelijke aggregaten van moleculen). Onthoud: bij watermoleculen maken de twee H-O-bindingen een hoek van 104. Freinetschool Villa da Vinci 83

34 Herhaling: de waterstofbrug. a) Duid op de het 3D-model van vloeibaar water aan: H-atomen, O-atomen, waterstofbrug. b) Beschrijf met je eigen woorden hoe de waterstofbrug tot stand komt :. c) Welke gevolgen heeft het optreden van waterstofbruggen voor water? (bron: C:\elementaire chemie\417_cohesiekrachten.htm) 1) Er treden extra krachten tussen de m op. 2) Het en het van water liggen hoger dan bij andere vergelijkbare stoffen (zoals H 2 S). 3) In vaste toestand (ijs) vormen de watermoleculen een. 4) Een ander gevolg van de waterstofbrug in water is dat ijs een kleinere massadichtheid heeft dan vloeibaar water en dus op water drijft. Zonder deze eigenschap van water zou het leven in water voor de meeste dier- en plantensoorten onmogelijk zijn (waarom?). Freinetschool Villa da Vinci 84

35 19. Corpusculaire interacties bij het oplossen Bronnen: - C:\elementaire chemie\418_polair - apolair.htm ( 9.2. Polaire en apolaire oplosmiddelen) 1. Voorbereiding: Noteer de structuurformules (Lewis-voorstelling) van de volgende stoffen 13. Duid ook telkens aan of ze polair of apolair zijn (schrap wat niet past): Natriumchloride : NaCl Dijood : I 2 Polair / apolair Water : H 2 O Polair / apolair Tetra of koolstoftetrachloride: CCl 4 Polair / apolair Polair / apolair 2. Lees aandachtig de opgegeven pagina op Elementaire Chemie ( Polaire en apolaire oplosmiddelen ). Bekijk ook het filmpje Natrium en dijood in water en tetra. 3. Bekijk de animatie (links bovenaan op de pagina) over de oplosbaarheid van keukenzout (NaCl) in water. Klik vervolgens op de zoom-knop en luister naar de verklaring. 13 Vergeten hoe je een structuurformule (= Lewis-voorstelling) opstelt? Blader dan even terug in de fiches, of vraag uitleg aan een klasgenoot. Structuurformules moet je kunnen opstellen! Freinetschool Villa da Vinci 85

36 Leg nu uit, door gebruik te maken van het corpusculair model van de materie (deeltjesmodel) : (Gebruik de uitleg op Elementaire Chemie om de volgende vragen te beantwoorden.) a) Wat gebeurt er bij het oplossen van NaCl in water met de Na + - en de Cl deeltjes van NaCl? Leg dit uit in twee stappen: Stap 1: Stap 2: b) Waarom geleidt zoutwater de elektrische stroom? c) Wat betekent de term gehydrateerd ion? 4. Twee van de volgende uitspraken zijn juist. Welke? (Doorstreep wat fout is) a) De positieve metaalionen in het NaCl-rooster trekken de negatieve watermoleculen aan. b) De positieve niet-metaalionen in het NaCl-rooster trekken de negatieve watermoleculen aan. c) De positieve metaalionen in het NaCl-rooster trekken de negatieve polen van de watermoleculen aan. d) De positieve niet-metaalionen in het NaCl-rooster trekken de negatieve polen van de watermoleculen aan. e) De negatieve metaalionen in het NaCl-rooster trekken de positieve watermoleculen aan. f) De negatieve niet-metaalionen in het NaCl-rooster trekken de positieve watermoleculen aan. g) De negatieve metaalionen in het NaCl-rooster trekken de positieve polen van de watermoleculen aan. h) De negatieve niet-metaalionen in het NaCl-rooster trekken de positieve polen van de watermoleculen aan. Freinetschool Villa da Vinci 86

37 5. In welke twee gevallen zal een oplosmiddel een zout 14 NIET goed oplossen? 1) Als de ionbinding van het zout 2) Als het oplosmiddel 6. Schrijf de dissociatievergelijking van natriumchloride op 15 : NaCl + (Met de langere formule op Elementaire Chemie hoef je nog geen rekening te houden. Je leert er meer over in leerfiche 21). 7. Oefening. Schrijf de dissociatievergelijking van de volgende (oplosbare) zouten in water: a KBr f Ca(NO 3 ) 2 b CaCl 2 g Na 2 SO 4 c NaNO 3 h KI d K 2 SO 4 i KNO 3 e Fe(NO 3 ) 2 j Na 3 PO 4 Tip : denk aan de indexen, de coëfficiënten en de partiële ladingen! a) KBr K + + Br - b) c) d) e) f) g) h) i) j) Oplossing: elementaire chemie\418_polair - apolair.htm. 14 Ter herinnering: een zout is een (M,NM)-verbinding. Zie hoofdstuk 9. Zouten zijn altijd ionbindingen. 15 Dissociatie = verbreking, uiteenvallen. Freinetschool Villa da Vinci 87

38 Samengevat Vul in : polaire stoffen; het oplosmiddel; het zout; apolair; ionbinding Veel zouten, zoals NaCl, lossen goed op in water omdat zowel als zijn. Wanneer een zout niet oplost in een vloeistof, dan is dat ofwel omdat de vloeistof is, ofwel omdat de van het zout in kwestie zeer sterk is. 8. Andere oplossingen : apolair apolair ; polair apolair ; apolair polair Blader even terug naar alinea 1 van deze fiche. Van het kadertje dat je daar invulde hebben we nu één mogelijkheid besproken: Een polaire stof in een polaire vloeistof => lost doorgaans goed op (bv. NaCl in H 2 O). De volgende vragen blijven nog te beantwoorden: Hoe goed lost een polaire stof in een apolaire vloeistof op? (bv. NaCl in CCl 4 ) Hoe goed lost een apolaire stof in een polaire vloeistof op? (bv. I 2 in H 2 O) Hoe goed lost een apolaire stof in een apolaire vloeistof op? (bv. I 2 in CCl 4 ) Lees de antwoorden op deze vragen op Elementaire Chemie (C:\elementaire chemie\418_polair - apolair.htm) en vul vervolgens het schema op de volgende bladzijde aan. 1) Geef bij elke combinatie aan: goed oplosbaar of weinig oplosbaar 2) Geef bij elke combinatie een korte verklaring met behulp van het corpusculair model van de materie (deeltjesmodel) Freinetschool Villa da Vinci 88

39 Polaire stof Apolaire stof goed/weinig oplosbaar Verklaring: goed/weinig oplosbaar Verklaring: Polair oplosmiddel goed/weinig oplosbaar Verklaring: goed/weinig oplosbaar Verklaring: Apolair oplosmiddel Freinetschool Villa da Vinci 89

40 9. Oefening : kruis het juiste antwoord aan (één antwoord per opgave) Polair oplosmiddel Apolair oplosmiddel 1. Br 2 X 2. CCl 4 lost goed op in een 3. Water 4. KCl 5. Natriumbromide 6. Dichloor (Cl 2 ) De oplossing vind je onderaan op de pagina C:\elementaire chemie\418_polair - apolair.htm ( 9.2. Polaire en apolaire oplosmiddelen). 10. Wanneer geleidt een oplossing de elektrische stroom? Herinner je : elektrische stroom is een beweging van g deeltjes. Neutrale deeltjes geleiden de stroom dus niet. Welke van de volgende stoffen zullen in opgeloste toestand de elektrische stroom goed geleiden? Geef telkens ook de reden aan (welke verbinding). Schrap wat niet past : Geleider in oplossing? Verklaring: NaCl geleidt / geleidt niet want: ionen / neutrale moleculen komen vrij I 2 geleidt / geleidt niet want: ionen / neutrale moleculen komen vrij KBr geleidt / geleidt niet want: ionen / neutrale moleculen komen vrij Freinetschool Villa da Vinci 90

41 11. Algemeen besluit : de oplosbaarheid in vloeistoffen (goed kennen!) a) Vul in : apolair of polair Apolaire moleculen lossen goed op in oplosmiddelen. Ze lossen niet of slecht op in oplosmiddelen. Polaire stoffen lossen goed op in oplosmiddelen. Ze lossen niet of slecht op in oplosmiddelen. Neem het samenvattende kadertje ( algemeen besluit ) uit Elementaire Chemie hier over: b) Geleiding van de elektrische stroom. Opgeloste verbindingen geleiden de stroom goed. Opgeloste verbindingen geleiden de stroom niet. 12. Enkele slotoefeningen (zelf oefenen). Maak de oefening onderaan op C:\elementaire chemie\418_polair - apolair.htm ( Oplosbaarheid en oplosmiddel ). Definieer het de volgende begrippen: o Apolaire stof o Polair oplosmiddel o procentueel ionair karakter van een binding Bepaal het procentueel ionair karakter van: LiCl, KI, CO Verklaar met behulp van het atoommodel én van de elektronegatieve waarde waarom waterstof geen ionbindingen kent. Freinetschool Villa da Vinci 91

42 20. Elektrolyten en niet-elektrolyten; elektrolyse Bronnen: - C:\elementaire chemie\419_elektrolyten en niet-elektrolyten.htm (1) - C:\elementaire chemie\420_sterke en zwakke elektrolyten.htm (2) - C:\elementaire chemie\422_elektrolyse.htm (3) - Explosief 2.2. p (4) Lees aandachtig bron (1). Lees de pagina op Elementaire Chemie volledig en beantwoord daarna de vragen. 1. Wat is een elektrolyt? Definitie. Een elektrolyt is Een voorbeeld van een elektrolyt is. 2. Waarom geleiden elektrolyten (in oplossing) de elektrische stroom? Formuleer zelf een antwoord op deze vraag. Je kunt dat antwoord meteen uit de definitie van een elektrolyt afleiden, of je vindt het op Elementaire Chemie. Antwoord: Elektrolyten in opgeloste toestand geleiden de elektrische stroom omdat de oplossing bestaat uit. 3. Is zoutzuur (HCl) een elektrolyt? Ja / Neen Leg uit waarom (niet). (Je vindt het antwoord in bron (1).) Freinetschool Villa da Vinci 92

43 4. Is ethanol (C 2 H 5 OH) een elektrolyt? Ja / Neen Leg uit waarom (niet). (Je vindt het antwoord in bron (1).) 5. Is keukenzout (NaCl) een elektrolyt? Ja / Neen Leg uit waarom (niet)? (Maak gebruik van je eigen kennis en inzicht om te antwoorden.) Ook sommige zuren kunnen bij het oplossen ionen vormen! Dat is niet zo vanzelfsprekend, want zuren zijn in tegenstelling tot zouten geen i verbindingen, maar a verbindingen (of covalente verbindingen). Waarom zuren toch ionen kunnen vormen, leer je in leerfiche Vul in: ionisatie, ionisatievergelijking, ionen Wanneer een stof (bv. een zuur of een zout) bij het oplossen vormt, spreken we van. Dit stellen we voor met een -, bijvoorbeeld: HCl H + + Cl - Freinetschool Villa da Vinci 93

44 7. Schrijf de ionisatievergelijkingen van de volgende stoffen. Denk aan de ladingen en de coëfficiënten! a) HNO 3 HNO 3 + b) HBr c) H 2 SO 4 d) H 2 S e) H 3 PO 4 Oplossing: elementaire chemie\419_elektrolyten en niet-elektrolyten.htm (onderaan) 8. Sterke en zwakke elektrolyten. Lees aandachtig bron (2). Beantwoord dan de vragen zo exact mogelijk (met behulp van het deeltjesmodel van de materie): a) Wanneer spreken we van een sterk elektrolyt? b) Wanneer spreken we van een zwak elektrolyt? c) Een voorbeeld van een sterk elektrolyt is. Een voorbeeld van een zwak elektrolyt is. d) Vul in: het elektrisch geleidingsvermogen van elektrolyten wordt verklaard door de aanwezigheid van vrije. Freinetschool Villa da Vinci 94

45 9. Elektrolyse van elektrolytoplossingen Lees aandachtig bron (3). Neem het schema van de elektrolyse-opstelling van zoutzuur (HCl) hieronder over. o Duid aan op je tekening : anode (+), kathode (-), chloorgas, Cl -, H +. o Teken ook de stroomkring (met de positieve en de negatieve pool) en de bewegingsrichting van de (negatief geladen) elektronen (pijlen). a) Schrijf de ionisatievergelijking van zoutzuur op: b) Welke stof ontstaat aan de kathode? Verklaar met je eigen woorden hoe dit gebeurt. Freinetschool Villa da Vinci 95

46 c) Welke stof ontstaat aan de anode? Verklaar met je eigen woorden hoe dit gebeurt. d) Vul in. Kies uit : neutrale, anode, kathode, negatieve, positieve, elektrolyse, ontladen. Elektrolyse. Bij een worden aan de (= elektrode) de negatieve ionen. Aan de (= negatieve elektrode) worden de ionen. Aan beide elektroden ontstaan dus elektrisch stoffen. e) Studietip: je moet de elektrolyse van NaCl kunnen verklaren. Freinetschool Villa da Vinci 96

47 21. Dissociatie en hydratatie Bron: Explosief 2.2 p A. Dissociatie van zouten Lees aandachtig de bladzijden 99 en 100 in Explosief Beantwoord de onderstaande vragen: Wat zijn gehydrateerde ionen? Wat is dissociatie? 2. Verklaar de dissociatie van natriumchloride in water met het corpusculair model. Maak een schema en leg uit. Ter herinnering: NaCl is een zuur/zout/base en is dus een atoom-/metaal-/ionbinding Freinetschool Villa da Vinci 97

48 B. Ionisatie van zuren Wat vreemd! Zoutzuur (HCl) is een atoomverbinding 16 en bevat dus geen ionen. Toch geleidt een zoutzuuroplossing (zoutzuur in water) de elektrische stroom. Er moeten dus ionen gevormd zijn! Hoe kan dat? Lees de alinea Ionisatie van zuren in Explosief 2.2. op p Beantwoord de vragen: (a) Hoe ontstaan bij de oplossing van zoutzuur in water ionen? (b) Geef de ionisatievergelijking : (c) Hoe heet het positieve ion H 3 0+? (d) Geef de vergelijkingen van de trapsgewijze ionisatie van zwavelzuur (met twee ionisatievergelijkingen) 17 STAP 1 = vgl. 1 : STAP 2 = Vgl. 2 : Vat nu beide bovenstaande ionisatievergelijkingen samen tot één enkele vergelijking: STAP 3 = Vgl. 3 : H 2 SO 4 + H 2 O Dit is de ionisatievergelijking van zwavelzuur. Studietip: je moet het verschil kunnen uitleggen (en herkennen) tussen de ionisatie van een zout en de ionisatie van een zuur. Meer weten? Een meer gedetailleerde verklaring over de oplossing van moleculeverbindingen en ionverbindingen en over ionisatie vind je in Explosief 2.2., hoofdstukken 16 en 17, 19 en 20. Aanbevolen lectuur! 16 Ook covalente verbinding of (in Explosief) molecuulverbinding genoemd 17 De eerste reactievergelijking op p. 106 (Explosief 2.2.) bevat een fout. Vind je ze? Corrigeer ze! Freinetschool Villa da Vinci 98

49 22. De oplosbaarheid van zouten Bronnen: - Elementaire chemie\426_oplosbaarheid en neerslag.htm ( 10) 1) Herhaling van parate kennis. Vul aan of schrap wat niet past: Een elektrische stroom is gedefinieerd als de verplaatsing van ge deeltjes. Zouten zijn (, )-verbindingen: verbindingen tussen een m en een niet-. Zouten zijn ionbindingen/molecuulbindingen/metaalbindingen. Zouten lossen op in water op voorwaarde dat de ionbinding. Wanneer een zout oplost in water, geleidt deze oplossing de elektrische stroom wel / niet. Zouten zijn dus elektrolyten / niet-elektrolyten. 2) Oplosbare en onoplosbare zouten Lees de opgegeven bron Elementaire chemie\426_oplosbaarheid en neerslag.htm ( 10) aandachtig en vul vervolgens de fiche in. Vraag: Welke factor bepaalt of een zout oplosbaar is in water of niet? Antwoord: De aa in het rooster. Deze elektrische kracht noemen we de coulombkracht. In welke twee gevallen zijn de coulombkrachten het grootst? (1) Als de zeer klein zijn (dan zitten ze bij elkaar => grote aantrekkingskracht). (2) Als de ionen een lading hebben (bv. ). Schrap wat niet past: Hoe groter de coulombkrachten in het ionrooster, hoe makkelijker / moeilijker het zout in kwestie oplost in water. Freinetschool Villa da Vinci 99

50 3) Tabel : goed en slecht oplosbare ionverbindingen. Zie de volgende bladzijde. Deze tabel moet je kunnen gebruiken! Beantwoord de volgende vragen met behulp van de tabel : a) Wat betekent in deze tabel goed oplosbaar? b) Wat betekent in deze tabel slecht oplosbaar? c) Gebruik de tabel om te antwoorden: - NaF is goed oplosbaar / slecht oplosbaar - Calciumnitraat is goed oplosbaar / slecht oplosbaar - Calciumfosfaat is goed oplosbaar / slecht oplosbaar - Ag 2 CO 3 is goed oplosbaar / slecht oplosbaar (De antwoorden vind je enkele pagina s lager in een voetnoot.) Twee opmerkingen bij de oplosbaarheidstabel: (bron: Leerwerkboek Elementaire Chemie GO4_2). Freinetschool Villa da Vinci 100

51 Freinetschool Villa da Vinci 101

52 4) Oefening (gebruik de tabel!) Lossen de volgende zouten op in water? Zo ja, schrijf de dissociatievergelijking. Geef ook de juiste naam (of namen) als de formule gegeven is of geef de formule als de naam gegeven is. Formule Naam (namen) A CuSO 4 Kopersulfaat, koper(ii)sulfaat Oplosbaar in water? (J/N) Dissociatievergelijking J CuSO 4 Cu 2+ + SO 4 2- B FeCl 3 C K 3 PO 4 D BaCO 3 E (NH 4 ) 2 CO 3 F G ijzer(3+)nitraat ijzertrinitraat Aluminiumnitraat H Bariumchloride I Natriumfosfaat J dikopersulfaat koper(1+)sulfaat Oplossing: C:\elementaire chemie\426_oplosbaarheid en neerslag.htm (onderaan op de pagina) Freinetschool Villa da Vinci 102

53 23. Neerslagreacties Bronnen: - C:\elementaire chemie\427_neerslagreacties.htm (bron 1) - Explosief 2.2. p (bron 2) 1. Inleiding Tot nu toe bestudeerden we de oplosbaarheid van ionverbindingen (en van sommige zuren) in water 18. Nu gaan we een stapje verder: we voegen (in water) opgeloste zouten bij elkaar. Dan ontstaat vaak een zogenaamde neerslag. Neerslagreacties 2. Een voorbeeld: zilvernitraat (AgNO 3 ) en natriumchloride (NaCl). We voegen een oplossing van zilvernitraat bij een oplossing van natriumchloride. Bekijk de reactie (filmpje) op bron (1). Wat neem je waar op het filmpje? Wat gebeurt er na een tijdje met de witte troebeling? (zie tekst) Hoe noemen we de witte troebeling? Een. Wanneer ontstaat zo n neerslag? Wanneer na het samenvoegen aanwezig zijn. 18 De oplossing van oefening c op p. 100 : goed / goed / slecht / slecht Freinetschool Villa da Vinci 103

54 3. Neerslag: definitie Neem de volgende twee definities over uit Explosief 2.2. p Neerslag : Neerslagreactie : 4. Reactievergelijking van een neerslagreactie VOORBEELD 1. We keren terug naar de reactie tussen zilvernitraat en natriumchloride. (a) Schrijf de twee dissociatievergelijkingen op. Geef bij elke stof ook de aggregatietoestand aan. Zilvernitraat: Natriumchloride: AgNO 3 ( ) NaCl ( ) (b) Welke ionen ontstaan in de oplossing? Geef ook hun lading aan. Positieve ionen in de oplossing : Negatieve ionen in de oplossing : (c) Welke verbindingen kunnen door de coulombkrachten tussen deze ionen ontstaan? Zijn deze verbindingen goed of slecht oplosbaar (gebruik de tabel uit de vorige leerfiche)? Goed oplosbare verbindingen :, en Slecht oplosbare verbinding : (d) Welke neerslag zal dus gevormd worden (geef de formule en de naam)? Een neerslag van of. Freinetschool Villa da Vinci 104

55 (e) Met een (vereenvoudigde) neerslagreactie geven we de vorming van een neerslag weer. De uitgangsproducten zijn ionen, het eindproduct is de neerslag. Noteer de (vereenvoudigde) neerslagreactie voor de vorming van zilverchloride: Opm.: een neerslag wordt in een reactievergelijking ook wel met een schuin neerwaarts pijltje aangeduid, bv.: Ca 3 (PO 4 ) 2 : neerslag van calciumfosfaat. Vorming van AgCl-neerslag. Kun je de vorming van de neerslag verklaren met behulp van de wisselwerking tussen de deeltjes (ionen)? Freinetschool Villa da Vinci 105

56 VOORBEELD 2. Bariumhydroxide Ba(OH) 2 en kopersulfaat CuSO 4 Los het onderstaande voorbeeld zelfstandig op. Vergelijk daarna met de antwoorden op Elementaire Chemie (C:\elementaire chemie\427_neerslagreacties.htm). Studietip: Je moet dissociatievergelijkingen en neerslagreacties zelf kunnen schrijven (met de juiste aggregatietoestand). Hoe schrijven we aggregatietoestanden in chemische reactievergelijkingen? Toestand schrijfwijze voorbeeld Schrap wat niet past: vast (v) [Engels: (s)] H 2 O(v) Dit is ijs / vloeibaar water / waterdamp gas (g) [Engels: (g)] H 2 O(g) Dit is ijs / vloeibaar water / waterdamp vloeibaar (vl) [Engels: (l)] H 2 O(vl) Dit is ijs / vloeibaar water / waterdamp oplossing in water (opl)[engels: (aq)] NaCl(opl) Dit is opgelost keukenzout We voegen Ba(OH) 2 (vast) bij kopersulfaat CuSO 4 (vast) (a) Schrijf de twee dissociatievergelijkingen op. Geef bij elke stof ook de aggregatietoestand aan. Bariumhydroxide: Kopersulfaat: ( ) ( ) (b) Welke ionen ontstaan in de oplossing? Geef ook hun lading aan. Positieve ionen in de oplossing : Negatieve ionen in de oplossing : (c) Welke verbindingen kunnen door de coulombkrachten (= de elektrische krachten) tussen deze ionen ontstaan? Zijn deze verbindingen goed of slecht oplosbaar (gebruik de tabel uit de vorige leerfiche)? Goed oplosbare verbindingen : Slecht oplosbare verbinding : Freinetschool Villa da Vinci 106

57 (d) Welke neerslag zal dus gevormd worden (geef de formule en de naam)? (e) Noteer de vereenvoudigde neerslagreactie: 5. Oefening : neerslagreacties Schrijf de neerslagreactie die mogelijk optreedt bij het samenvoegen van oplossingen van de volgende zouten (gebruik de tabel van oplosbaarheid!) Tip: bij drie reacties is er geen neerslag. In dat geval schrijf je nihil in de rechter kolom. Oplossingen Neerslagreactie A kaliumjodide en zilvernitraat Ag + + I - AgI (vast) B C D E F G H I J bariumchloride en aluminiumsulfaat magnesiumnitraat en koperjodide kaliumfosfaat en zinkbromide kwikdinitraat en ijzertrichloride koperdichloride en natriumfosfaat natriumcarbonaat en aluminiumchloride kopersulfaat en ijzerdichloride ijzertrinitraat en natriumsulfide lithiumfosfaat en calciumchloraat (AgI is onoplosbaar (zie tabel)) Oplossing: C:\elementaire chemie\427_neerslagreacties.htm Freinetschool Villa da Vinci 107

58 6. Toepassing van de leerstof: drinkwaterkwaliteit. Probleem: In sommige waterwinningsgebieden zijn er te veel ijzerzouten opgelost in het water. Daardoor krijgt het drinkwater een roestkleur en een slechte smaak. Vraag: Door toevoeging van welke stof kan men het te veel aan ijzer uit het water verwijderen? Tips: neerslagreactie; gebruik de tabel met oplosbare stoffen; zoek een stof met de gewenste eigenschappen én die geen gevaar voor de gezondheid inhoudt ; op vind je informatie over allerlei stoffen die zich in het drinkwater (mogen) bevinden. Antwoord (noem niet alleen de gezochte stof; geef ook een woordje uitleg over de chemische reactie!): Oplossing: deze vind je in de onderstaande kadertekst (maar zoek eerst zelf een antwoord!). Oppervlaktewater- en oevergrondwaterzuivering Vul de tekst aan. Oppervlaktewaterzuivering en oevergrondwater ondergaan dezelfde zuivering. Deze zuivering vindt plaats in twee stappen; voorzuivering en directe drinkwaterzuivering. Als eerste wordt bij de voorzuivering er voor gezorgd dat er geen vissen en grofvuil in het proces terecht komen. Nadat het water het inlaatfilter is gepasseerd worden er ijzerzouten, natronloog en katalysatoren aan het water toegevoegd. De ijzerzouten reageren met het natronloog waardoor er ijzerh ontstaat, middels de reactie Fe 3+ + OH Fe(OH), waaraan allerlei zwevende deeltjes zich hechten. De roerwerken zorgen ervoor dat het ijzerhydroxide zich goed over het water verspreidt om zoveel mogelijk deeltjes te hechten. De gevormde vlokken bezinken vervolgens in een bezinkbak en worden afgevoerd. Omdat niet alle vlokken bezinken wordt er een tweede filtratie toegepast, het water wordt hier door een zandfilter geleid. Bron: Freinetschool Villa da Vinci 108

59 7. Neerslagreacties, samengevat Freinetschool Villa da Vinci 109

60 24. Gasontwikkelingsreacties Naast neerslagreacties bestaan er ook reacties waarbij een reactiestof ontsnapt in de vorm van gasbelletjes. Zulke reacties noemen we gasontwikkelingsreacties. Voorbeeld 1: samenvoegen van magnesiummetaal (Mg) en zoutzuur (HCl). (1) Bekijk het filmpje op (Je vindt deze link ook op mathima / jaar 4 / chemie) of door de volgende tekst in te vullen op youtube.com : single displacement Mg and HCl.) (2) Wat neem je waar nadat het zoutzuur op het magnesiummetaal gegoten wordt? (3) Welk gas ontsnapt bij deze reactie? of w Hoe wordt dit gas geïdentificeerd? (4) Vervolledig de reactievergelijking. Vervang daarbij de Engelse symbolen voor de aggregatietoestand s, aq, g door de Nederlandse (zie kader op p. 106): Mg( ) + HCl( ) + Voorbeeld 2 : samenvoegen van natriumsulfide en zoutzuur. (1) Wat is de chemische formule van natriumsulfide? Freinetschool Villa da Vinci 110

61 Bij gasontwikkelingsreacties ontsnapt er een zuur in gasvorm: Welk gas komt vrij bij het oplossen van een bruistablet? Freinetschool Villa da Vinci 111