Samenvatting: Scheikunde H4 Reacties met zoutoplossingen. Don van Baar Murmelliusgymnasium Leerjaar

Transcriptie

1 Samenvatting: Scheikunde H4 Reacties met zoutoplossingen Don van Baar Murmelliusgymnasium Leerjaar Murmellius2014

2 Scheikunde H4: Reacties met zoutoplossingen Samenvatting 4.1 Zouten in water Bij het oplossen van een zout verlaten de ionen hun vaste plaats en bewegen dan vrij in de vloeistof. Voorbeeld van een oplosvergelijking: Ca 2+ Cl 2(s) water Ca 2+ (aq) + 2Cl (aq) Omdat de oplossing vrije ionen bevat, geleidt deze stroom. Hoe meer vrije ionen, hoe meer geleiding. Voorbeeld van een zoutoplossing: Ca 2+ (aq) + 2Cl (aq) Bij het indampen van een opgelost zout, verdampt het water en blijft het zout in vaste vorm achter. Dit is dus eigenlijk het tegenovergestelde van oplossen. In deze vorm, de vaste vorm, zijn de zouten op een vaste plaats gerangschikt. Voorbeeld van een indampvergelijking: Ca 2+ (aq) + 2Cl (aq) verwarmen Ca 2+ Cl Zoutoplossingen bij elkaar Bij het mengen van twee zoutoplossingen kan een neerslag ontstaan. Maar wat is dat? Een neerslag is een stof die (fijn) verspreid is door een vloeistof. Met andere woorden: er ontstaat een suspensie. Als je de suspensie een tijdje laat staan, zal de vaste stof bezinken: neerslaan. Bij het ontstaan van een neerslag wordt een zout gevormd dat slecht oplosbaar is in water, met twee ionsoorten: positieve ionen van het ene zout reageren met negatieve ionen van het andere zout. Zie oplostabel 45A van de Binas. Het opstellen van de neerslagreactie 1) Schrijf op welke ionen in de oplossing voorkomen. 2) Ga na welke combinatie van ionen een slecht oplosbaar zout oplevert, door een neerslag- of oplosbaarheidstabel te maken. 3) Schrijf de neerslagreactie op. Voorbeeld van een neerslagreactie: 3Fe 2+ (aq) + 2PO 4 3 Fe 3 (PO 4 ) 2 (s) Pagina 1 van 4

3 4.3 Het maken van een zout Het maken van een slecht oplosbaar zout Je voegt twee zoutoplossingen bij elkaar, ene oplossing bevat het positieve ion van het zout dat je wilt maken, de andere oplossing het negatieve ion. Oplossingen zijn altijd ongeladen. Maak een neerslagtabel (zie tabel 45A van je Binas). Voorbeeld: Vorm het slecht oplosbare zout bariumsulfaat. 1) Zoek twee oplossingen: één met het ion Ba 2+ 2 en een negatief ion en één met het ion SO 4 en een positief ion. Beide oplossingen moeten wel goed oplosbaar zijn! Ook moeten de negatieve ionen uit oplossing A geen neerslag geven met de positieve ionen uit oplossing B. 2) In dit geval zijn de volgende oplossingen handig: bariumnitraat en natriumsulfaat, deze zijn allebei goed oplosbaar (oplossingen met nitraat en natrium lossen altijd goed op!). 3) Maak een neerslagtabel: NO 3 SO 4 2 Ba 2+ g s Na + g s 4) Zoals je ziet zal het slecht oplosbare zout bariumsulfaat onstaan, dat na filtreren verkregen kan worden als residu. De andere ionen bevinden zich in het filtraat. Het maken van een goed oplosbaar zout Ook hier geldt hetzelfde als bij het maken van het slecht oplosbare zout. Voorbeeld: Vorm het goed oplosbare zout bariumchloride. 1) Zoek twee oplossingen: een met het ion Ba 2+ en een negatief ion en een met het ion Cl en een positief ion. Beide oplossingen moeten wel goed oplosbaar zijn! Ook moeten de negatieve ionen uit oplossing A wel reageren met de positieve ionen uit oplossing B. 2) In dit geval zijn de volgende oplossingen handig: bariumhydroxide en magnesiumchloride. 3) Maak een neerslagtabel: OH Cl Ba 2+ g g Mg 2+ s g 4) Zoals je ziet zal het slecht oplosbare zout magnesiumhydroxie onstaan, filtreren levert een filtraat op van bariumionen en chloorionen. Na indampen houd je het zout over. Metalen met kleine dichtheid zijn lichte metalen, met grote dichtheid zijn zware metalen. Verwijderen van ionen uit een oplossing 1) Zoek een oplossing die een ionsoort bevat, die samen met de ionsoort die je wilt verwijderen een neerslag vormt. Maak een neerslagtabel! 2) Voeg de zoutoplossing toe, er vindt een neerslagreactie plaats. Zie 4.2 3) Filtreer de suspensie. Het residu is het verwijderde zout, het filtraat de oplossing zonder de ionen die je net gefiltreerd hebt. Afvalverwijdering op school Op school kan je de hoeveelheid vocht in een afvalvat verminderen door in te dampen of een zoutoplossing te vinden die een neerslag vormt met de meeste opgeloste zouten. Na filtratie kan de vloeistof die overblijft door de gootsteen gespoeld worden. Pagina 2 van 4

4 4.4 Ionsoorten aantonen Je kunt oplossingen herkennen aan hun kleur, maar als dat niet lukt, kun je ze aantonen. Aantonen van een ionsoort in een oplossing Toon aan of een oplossing chloride- of sulfaationen bevat. 1) Zoek een zoutoplossing, waarbij het positieve ion met het sulfaation wel een neerslag vormt, en met het chloride-ion niet. Maak dan een neerslagtabel: Cl - OH - X + g s 2) Of zoek een zoutoplossing, waarbij het positieve ion met het chloride-ion wel een neerslag vormt, en met het sulfaat ion niet. Maak een neerslagtabel: Cl - OH - X + s g Zorg ervoor dat het negatieve ion geen neerslag veroorzaakt. Kies dus voor nitraat of natrium, deze lossen altijd goed op! Aantonen van verontreiniging in een vaste stof 1) Voeg water toe. Als het zout wel oplosbaar is, maar de verontreiniging niet, zie je het meteen, er ontstaat namelijk een neerslag. 2) Als het zout en de verontreiniging beide oplosbaar zijn, krijg je na het toevoegen van water een heldere oplossing. Jammer! Nu heb je extra werk! Nu voeg je een zoutoplossing toe die met de verontreiniging zorgt voor een neerslag. Voorbeeld: Misschien zit in het bekerglas met kaliumsulfaat wel een beetje kaliumhydroxide. 1) Voeg water toe. De verontreiniging lost helaas ook goed op 2) Voeg een zoutoplossing toe. Maak een neerslagtabel: 2- SO 4 OH - X + g s 3) Een oplossing van kopernitraat is een goede keuze. Als een neerslag ontstaat, zit er kaliumhydroxide in het bekerglas met kaliumsulfaat. 4.5 Zorgvuldig omgaan met afval Mac-waarde is de Maximaal Aanvaarde Concentratie van een gas damp of nevel van een stof die bij herhaalde blootstelling de gezondheid niet schaadt. Het afval op school wordt gescheiden bewaard en opgehaald door gespecialiseerde bedrijven. Pagina 3 van 4

5 Alles op een rijtje - Bij oplossen in water komen de ionen waaruit het zout is opgebouwd los van elkaar. Voorbeeld van een oplosvergelijking: Ca 2+ Cl 2(s) water Ca 2+ (aq) + 2Cl (aq) - Tijdens indampen gebeurt het omgekeerde van oplossen. Voorbeeld van een indampvergelijking: Ca 2+ (aq) + 2Cl (aq) verwarmen Ca 2+ Cl 2 - Een neerslag ontstaat doordat een reactie plaatsvindt, waarbij een slecht oplosbaar zout ontstaat. De beginstoffen zijn oplossingen van twee goed oplosbare zouten. - Of een neerslag ontstaat, vind je in tabel 45A van de Binas. Als bij een combinatie een s of m staat, vindt bij het samenkomen van deze ionen een neerslagreactie plaats. - De reactievergelijking stel je als volgt op: a. Schrijf op welke ionen in de oplossing voorkomen. b. Ga na welke combinatie van ionen een slecht oplosbaar zout oplevert, door een neerslag- of oplosbaarheidstabel te maken. c. Schrijf de neerslagreactie op. Voorbeeld van een neerslagreactie: 3Fe 2+ (aq) + 2PO 3 4 Fe 3 (PO 4 ) 2 (s) - Een slecht oplosbaar zout maak je door positieve ionen van een zoutoplossing te laten reageren met negatieve ionen van een andere zoutoplossing. De overige ionen mogen niet met elkaar tot een neerslag. Als je het neerslag filtreert, blijft het slecht oplosbare zout achter als residu. - Een goed oplosbaar zout maak je door positieve ionen niet te laten reageren met negatieve ionen van een andere zoutoplossing. De overige ionen moeten met elkaar reageren tot een neerslag. Filtreer dit en damp het filtraat in voor het zout. - Je verwijdert ionen uit een oplossing door een zoutoplossing toe te voegen, die ionen bevat, die met de te verwijderen ionen een neerslag vormen. - Je kunt sommige ionen en stoffen herkennen aan de kleur. Zie 65B van de Binas. - Om onderscheid tussen twee ionsoorten in oplossing te maken, voeg je een zoutoplossing toe die met de ene ionsoort wel en met de andere ionsoort geen neerslag vormt. - Vaak kun je een verontreiniging aantonen door aan de te onderzoeken stof water toe te voegen. Indien nodig voeg je daarna een zoutoplossing toe die alleen met de verontreiniging een neerslag vormt. - De hoeveelheid afval kan je verminderen door minder chemicaliën te nemen of door minder schadelijke chemicaliën te gebruiken. - De Maximaal Aanvaardbare Waarde (MAC-waarde) geeft een indruk van het gevaar van een bepaalde stof. Pagina 4 van 4