Project scheidingsmethode
Inleiding Tijdens dit practicum gaan jullie kennismaken met het werken op het lab. Tijdens de eerste les krijgen jullie geleerd wat er van je verwacht wordt als je werkt op een lab. Als jullie hier goed van op de hoogte zijn gaan we verder aan de slag met een aantal scheidingsmethodes. Dit gaan we doen aan de hand van een aantal voedingsmiddelen. Elke praktische opdracht wordt de les van te voren besproken en de les erna geëvalueerd. Van jullie wordt verwacht dat elke praktische opdracht volledig is voorbereid en gecontroleerd voordat je toegang krijgt tot het lab. Alle voorbereidingen moet je individueel doen, het practicum wordt in duo s uitgevoerd. Aan het einde levert iedereen zijn eigen dossier in.
Chemie Introductie op het Lab uitvoering Tijdsduur Individueel 1 uur praktijk Totaal 2 SBU Kwaliteit - Startvoorwaarden Kennis Voorbereidende opdrachten zijn beantwoord op een goed niveau Algemene kennis over de labzaal Doel van de opdracht Veiligheidsinstructie en wat algemene zaken m.b.t. de labzaal chemie eigen maken. Toelichting Overal gelden veiligheidsregels niet alleen in het verkeer maar ook gewoon buiten en in gebouwen, zeker op plaatsen waar gewerkt wordt. Zo gelden er ook regels waar je je aan dient te houden op een laboratorium. De belangrijkste regels zijn online te vinden op onze veiligheidswebsite (te bereiken via Fronter) en er zijn een aantal regels op diverse plaatsen in en rondom de labzaal te vinden. Voorbereidende opdrachten 1. Zoek het Algemeen laboratoriumreglement op, op de veiligheidswebsite. 2. Leg in eigen woorden uit wat er bedoeld wordt met de eerste punt van het algemeen laboratoriumregelement. 3. Neem het algemeen reglement voor Laboratoria over in je labjournaal, noteer deze op de allerlaatste bladzijde.
Voorbereidende les Tijdens de voorbereidende les gaat de docent je iets vertellen over: De praktijkbegeleider gaat iets vertellen over het gebruik van het labjournaal Vaardigheden kaart Inhoudsopgave Linker en rechter pagina s Up to date houden van het labjournaal. TIJDENS DE PRAKTIJK EN DE VERWERKINGSUREN HEB JE OOK ALTIJD HET LABJOURNAAL BIJ JE. De praktijkbegeleider gaat iets vertellen over kledingvoorschriften op het lab. Schoenen Broek Jas Bril Haren De praktijkbegeleider gaat iets vertellen over de verschillende momenten tijdens de praktijk. Binnenkomst Pauze Einde praktijk De praktijkbegeleider gaat iets vertellen over ongelukken, bijna ongelukken e.d. Knoeien van stoffen Kapot glaswerk Wondjes Gevaren van (chemiekaarten, e.d.) Opruimen van Benodigdheden Labjournaal Schrijfgerei Pritt en/of plakband
Werkwijze: Opdracht 1: Teken in de plattegrond (wordt uitgereikt) van het laboratorium: De vluchtroutes, nooduitgangen Branddekens Brandblusser Stortdouche Oogdouche Noodstop elektra Absorbtiemiddel De praktijkbegeleider laat zien waar de items van opdracht 1 en een aantal andere items zich bevinden en legt uit hoe ze gebruikt dienen te worden. Afvalbakken ( normaal afval, glas, chemicaliën) Zuurkast Chemiekaarten e.d. Opdracht 2: Teken op de plattegrond de diverse opslagen voor chemicaliën. In elke kast zit een ander type. Vermeld wat voor soort chemicaliën zich in welke kast bevindt. Opdracht 3: Teken in de plattegrond de plaats van de glaswerkkast(en). Maak een tekening achterin je labjournaal van elk soort glaswerk dat je in die kast kunt vinden en zet daarbij de juiste naam (zie document in fronter). Op de labzaal vind je ook een aantal kokers met vloeistoffen waarin zich ook glaswerk bevindt. Teken dit glaswerk ook in je labjournaal en noteer ook hier bij de juiste naam. Opdracht 4: Onder de labtafels bevinden zich verschillende laden. Wat zit daarin?
Opdracht 5: Op de labtafels en in de zuurkasten zitten verschillende kranen. Noteer wat voor soorten kranen er zijn en wat daaruit komt. Opdracht 6: Veiligheid op het lab is een belangrijk, je dient ten alle tijden te weten met welke stof je werkt. Hiervoor hebben we een tabel samengesteld waarin de belangrijkste stofeigenschappen, gevaren en preventie gegevens van een stof zijn opgenomen. Vul de tabel in voor de volgende stoffen: Azijnzuur, natriumhydroxide en natriumchloride. Beoordelingscriteria Wie beoordeelt? de docent of instructeur Waar let hij/zij op? Actieve deelname
Vaardigheid Chemie Wegen uitvoering Tijdsduur duo 2 uur praktijk Totaal 4 SBU LAB-1.1-CPV1-34-Int-2012 Kwaliteit - Startvoorwaarden Kennis Werkproces Voorbereidende opdrachten zijn beantwoord op een goed niveau Diverse manieren van afwegen Voert basisanalyses uit Competentie - Criteria - Doel van de opdracht Het bepalen van massa s van vaste stoffen en vloeistoffen volgens de geldende richtlijnen.
Toelichting Het afwegen van stoffen is waarschijnlijk de meest gebruikte handeling op een laboratorium. Daarom ga je in dit eerste practicum oefenen met wegen. Op een laboratorium worden twee typen balansen gebruikt: de bovenweger en de analytische balans. Iets afwegen is een van de meest nauwkeurigste handelingen die je op een lab kunt uitvoeren. De bovenweger Dit is een balans waar je iets bovenop zet. De bovenweger geeft de massa weer op 0,1 gram nauwkeurig (bij sommige bovenwegers tot op 0,01 gram). De bovenweger wordt gebruikt als je grote massa's moet afwegen, omdat dan de relatieve fout in de massa klein is. Daarnaast wordt hij gebruikt voor het afwegen van hulpstoffen, waarvan de precieze massa niet van belang is en die alleen dienen voor een goed verloop van de proef. Bij het wegen op de bovenweger wordt een horlogeglas, weegschuitje of bekerglas gebruikt. De analytische balans De analytische balans geeft de massa weer tot op 0,1 mg (= 0,0001 g) nauwkeurig. Dit is dus een veel nauwkeuriger instrument dan de bovenweger. De analytische balans wordt gebruikt als de massa heel precies bekend moet zijn, zoals wanneer je stoffen op hun exacte samenstelling gaat onderzoeken. Bij het afwegen van stoffen op de analytische balans wordt een weegschuitje gebruikt en voor grotere massa's een horlogeglas. Als je vloeistoffen afweegt moet een weegflesje met deksel worden gebruikt. Vloeistoffen kunnen immers tijdens het afwegen verdampen. Je gebruikt het weegflesje ook als je een vaste stof afweegt die hygroscopisch is (die trekt vocht aan uit de lucht).
Terugwegen Na het afwegen wordt het weegschuitje na leegschudden teruggewogen. Dat wil zeggen dat je eerst het weegschuitje op de balans zet en dan de uitlezing op 0,0000 zet. Dan breng je de gewenste hoeveelheid stof in het weegschuitje en noteer je de massa (de inweeg). Hierna breng je de stof over in bijvoorbeeld een bekerglas en plaatst het weegschuitje terug op de balans. Noteer dan opnieuw de massa (de naweeg). Het verschil tussen de twee massa's is de massa van de stof in het bekerglas. Wanneer de vaste stof opgelost wordt in water kan het weegschuitje ook afgespoeld worden, we noemen dit dan kwantitatief overbrengen. Weeggrenzen Weeggegevens worden direct bij de balans genoteerd in je labjournaal in een tabel. Je mag bij het wegen maximaal 10% afwijken van de gevraagde massa. Als in je voorschrift bijvoorbeeld staat: "weeg ca. 300 mg nauwkeurig af", dan wil dit zeggen dat de massa die je gaat afwegen 10% mag afwijken (dus tussen de 270 en 330 mg), maar wel exact bekend moet zijn. Van te voren is de balans op 0,0000 gezet met het weegschuitje erop. Verder geldt: inweeg: naweeg: massa stof: massa stof op weegschuitje massa van eventueel restant stof inweeg naweeg. Deze massa heb je dus daadwerkelijk overgebracht in je bekerglas Tijdens de chemie praktijk is het belangrijk om netjes te werken zodat je betrouwbare resultaten krijgt. Op een analytische balans mag daarom nooit minder dan 100 mg (= 0,1000 g) worden afgewogen. Dit is om ervoor te zorgen dat de relatieve fout in de afgewogen massa klein blijft. Per aflezing heeft de analytische balans een maximale afwijking van 0,1 mg (= 0,0001 g). Per meting weeg je twee keer af, dus is de absolute afwijking 0,0002 g. Bij dit experiment ga je diverse wegingen verrichten en iets zeggen over de nauwkeurigheid van de meting. Voorbereidende opdrachten 1 Lees het voorschrift helemaal door. 2 Noteer de geel gearceerde woorden met bijhorende uitleg/betekenis. 3 Bekijk de checklijst Vaardigheid wegen (eind van dit document) om alle stappen te zien die bij deze vaardigheid horen. 4 Susan moet ca. 450 mg nauwkeurig afwegen. a. Leg duidelijk uit wat de laagste en de hoogste massa is die zij mag afwegen. b. Welke balans moet zij gebruiken? Leg uit waarom. 5 Neem in je labjournaal de tabellen over die staan weergegeven in de bijlage: Tabellen. Bedenk goed of je nog iets toe zou voegen aan de tabellen. Geef alle tabellen in je labjournaal een nummer en een titel.
6 Van veel stoffen staat de eigenschap in je BINAS tabellenboek bij 295 K, hoeveel is dit in graden Celsius? Geeft je antwoord met een bijbehorende procesuitwerking. Benodigdheden Beoordelingscriteria voor de vaardigheid wegen, aan het eind van dit document en ook te vinden in Fronter: analytische balans bovenweger weegflesje met deksel NaCl (s) weegschuitje ethanol
Werkwijze Wegen van voorwerpen 1. Neem twee voorwerpen (bijv pen, weegschuitje of bekerglas) met een verschillende massa. 2. Bepaal de massa van beide voorwerpen op een analytische balans én op een bovenweger. Voer elke meting in duplo (tweevoud) uit. Noteer de gegevens de juiste tabel die je tijdens de voorbereiding al in je labjournaal hebt geschreven. Wegen van vaste stoffen Werk per tweetal. Student 1 voert opdracht 3 t/m 5 uit en student 2 beoordeelt volgens de weegregels (zie benodigdheden). 3. Weeg ca. 250 mg NaCl nauwkeurig af (op de analytische balans) met behulp van een weegschuitje. 4. Breng de afgewogen hoeveelheid stof over in een bekerglas en weeg het weegschuitje terug. Noteer je weeggegevens in de juiste tabel die je tijdens de voorbereiding al in je labjournaal hebt geschreven. 5. Bereken het verschil in massa. 6. Draai nu de rollen om, en herhaal de punten 3 t/m 5. Wegen van vloeistoffen 7. Breng in een droog weegflesje ongeveer 5 ml ethanol en sluit het flesje direct af. 8. Haal de deksel van het weegflesje en zet het meteen in de analytische balans. 9. Lees nu gedurende 5 minuten elke halve minuut de massa af van het flesje met inhoud. Noteer je waarneming in de juiste tabel die je tijdens de voorbereiding al in je labjournaal hebt geschreven. 10. Verzamel na afloop de ethanol in een apart afvalvat. Wegen van cocktailprikkers 11. Weeg 5 maal een verschillende cocktailprikker af op een analytische balans 12. Noteer de gegevens in tabelvorm in je labjournaal 13. Doe een uitspraak het verschil in massa tussen de verschillende cocktailprikkers.
Verwerking Wegen van voorwerpen Bereken de gemiddelde waarde van iedere meting en zet die in en tabel bij resultaat. Noteer in de conclusie welke balans het meest geschikt is voor de door jou gekozen voorwerpen. Wegen van vaste stoffen Noteer in je conclusie of je alles volgens de weegregels hebt uitgevoerd en waar je op moet letten voor een volgende keer. Welke problemen ben je tegengekomen (wat ging er nog niet goed)? Wegen van vloeistoffen Bereken de gemiddelde verdampingssnelheid van ethanol in mg per minuut en zet dit in en tabel bij resultaat. Noteer in je conclusie of het bij wegen van vloeistoffen wel/niet verplicht is een deksel te gebruiken en licht je antwoord toe. TIPS en TOPS Wie beoordeelt? de docent of instructeur Waar let hij/zij op? Actieve deelname aan de vaardigheidstraining Tabel met waarnemingen moet aanwezig zijn. Berekening van de gemiddelde waarde van iedere meting moet aanwezig zijn. Resultatentabel met de gemiddelde waarde van de wegingen. Berekening van de gemiddelde verdampingssnelheid van de ethanol in mg per minuut. Conclusie voor welke voorwerpen je welke balans moet gebruiken Conclusie of bij het wegen van vloeistoffen het wel of niet verplicht is om een deksel te gebruiken Na voldoende oefening doe je de echte vaardigheidstoets.
1. Vaardigheid wegen Naam uitvoerende:.. Klas: Datum:. Keuze van de balans: Analytische balans Bovenweger De uitvoering: Controleert of de balans waterpas staat Zet de balans indien nodig waterpas Controleert de werking van de balans (geeft hij aan wat hij aan moet geven?) Opent een of meerdere deurtjes Plaatst een geschikt medium om af te wegen (v.b. weegschuitje) op de balans Sluit de deurtjes Zet de balans op 0,0000 g of 0,0 mg Zet de balans op 0,0 g Opent een of meerdere deurtjes Brengt met een geschikt medium (spatel) de stof in het weegbakje Deponeert te veel afgewogen stof in een afvalbakje Deponeert GEEN stof terug in de voorraadpot/fles Houd rekening met de weeggrenzen +/- 10% Sluit de deurtjes Leest de weergegeven waarde af en noteert deze in het labjournaal Significantie is hetzelfde als op de balans. Opent een of meerdere deurtjes Verwijderd het weegbakje uit de balans Brengt de afgewogen stof over in het doelvat (bekerglas) Plaatst het weegbakje terug op de balans Spoelt het weegbakje uit met demi-water Sluit de deurtjes Leest de weergegeven waarde af en noteert deze in het labjournaal Significantie is hetzelfde als op de balans. Opent een of meerdere deurtjes, verwijderd het weegbakje Ruimt alles op Laat alles netjes achter, de deurtjes weer gesloten Spoelt het weegbakje minimaal 3 keer na Spoelwater gaat ook in het doelvat Meetgegevens staan in een (standaard)tabel Tabel heeft een nummer en een titel De weging is in een goed tempo uitgevoerd
Glaswerk e.d. zijn/waren gecodeerd (naam stof + concentratie) Alle benodigde handelingen zijn uitgevoerd. Houdt rekening met minimum en maximum grenzen van de balans Beoordeling (naar oordeel van de beoordelaar): behaald / niet behaald Beoordelaar: Datum:.
Bijlage: Tabellen Onderstaand tref je voorbeelden aan van tabellen die je kunt gebruiken tijdens de verwerking. Bekijk deze tabellen kritisch voordat je ze over neemt en voeg er onderdelen aan toe als je denkt dat dat je kan helpen. Wegen van voorwerpen Bovenweger (massa in gram) Analytische balans (massa in gram) Meting 1 Meting 2 Meting 1 Meting 2 Voorwerp 1 Voorwerp 2 Tabel 1: wegen van voorwerpen Stoffen / voorwerp 1. NaCl (keukenzout) 2. Weegschuitje (terugweging) Wegen van vaste stoffen Massa (in gram) Tabel 2: wegen van vaste stoffen Wegen van vloeistoffen Waarneming Tijd (in minuten) Massa (in gram) 1. 0,0 2. 0,5 3. 1,0 4. 1,5 5. 2,0 6. 2,5 7. 3,0 8. 3,5 9. 4,0 10. 4,5 11. 5,0 Tabel 3: wegen van vloeistoffen Wegen van cocktailprikkers Cocktailprikker Massa (in gram) 1 2 3 4 5 Tabel 4: wegen van cocktailprikkers
Vaardigheid Chemie Mengsels herkennen uitvoering Tijdsduur duo 1 uur praktijk Totaal 2 SBU Kwaliteit - Startvoorwaarden Kennis Werkproces Voorbereidende opdrachten zijn beantwoord op een goed niveau Verschillen tussen verschillende soorten mengsels aangeven Voert basishandelingen mbt wegen en gebruik glaswerk uit Competentie - Criteria - Doel van de opdracht Het maken van een aantal mengsels en de verschillen daartussen kunnen benoemen.
Toelichting Scheikunde of chemie is een natuurwetenschap die zich richt op de studie van samenstelling en bouw van stoffen, de chemische veranderingen die plaatsvinden onder bepaalde omstandigheden, en de wetmatigheden die daaruit af te leiden zijn. Kennis van stoffen en de manier waarop zij worden geclassificeerd is daarbij van groot belang. Om die reden ga je tijdens dit practicum verschillende soorten mengsels maken en deze met elkaar vergelijken. Overzicht* Stoffen Zuivere stoffen Mengsels Stoffen die bestaan uit één soort moleculen. Stoffen die bestaan uit meerdere soorten moleculen met elkaar vermengd Homogene mengsels Bestanddelen zijn perfect vermengd, ook op microscopische basis niet van elkaar te onderscheiden. (heldere vloeistoffen). Oplossing Helder mengsel van twee of meer moleculair verdeelde stoffen. Heterogene mengsels Bestanddelen blijven van elkaar onderscheidbaar, zeker met behulp van een microscoop. (troebele vloeistoffen) Suspensie Emulsie Één stof is in zeer kleine deeltjes gemengd met een andere stof (meestal vaste stof in een vloeistof), die niet van nature van elkaar scheiden. Niet mengbare vloeistoffen die geen stabiel homogeen mengsel vormen. *Voor een compleet schema van classificatie voor alle chemische stoffen zie bijlage onderaan.
Oplossing Een oplossing is een zogenaamd homogeen mengsel van twee of meer moleculair verdeelde stoffen. Hierbij dient één van de stoffen als het "oplosmiddel" (deze stof is in veel grotere hoeveelheden aanwezig is dan de andere(n)) waarin overige(n) stoffen zijn opgelost, de opgeloste stoffen". Omdat alle moleculen in een oplossing zich dicht bij elkaar bevinden en bovendien kriskras door elkaar bewegen vinden chemische reacties in een oplossing makkelijk plaats. Het oplosmiddel hoeft geen onderdeel van die reacties uit te maken. Wat wel vaak voorkomt is dat het oplosmiddel tijdelijk elektronen of ionen 'uitleent' voor de reactie. Vloeistoffen die veel als oplosmiddel worden gebruikt zijn water, en organische oplosmiddelen zoals aceton, tetrahydrofuraan, chloroform. Wanneer water het oplosmiddel is spreekt men van een waterige oplossing. In de biochemie wordt als oplosmiddel vaak water gebruikt, met als extra toevoegingen enkele zouten, zodat de ph hetzelfde blijft, oftewel een buffer. Vaak is de hoeveelheid stof die opgelost kan worden afhankelijk van de temperatuur. Bij het oplossen van suiker in water is dit bijvoorbeeld het geval. Voorbeelden van oplossingen: - Zoutwater (oplossing van zout in water) - Whiskey (oplossing van alcohol in water) - Cola (oplossing van o.a. suiker in water) Suspensie In de fysische chemie wordt met een suspensie een mengsel van twee stoffen bedoeld waarvan de ene stof in zeer kleine deeltjes is gemengd met de andere stof en het mengsel zich niet snel laat scheiden. Over het algemeen wordt vaak gesteld dat het een vaste stof betreft die is gesuspendeerd in een vloeistof. Hierbij zweven de vaste deeltjes als het ware in de vloeistof zonder daarbij op te lossen. Een suspensie is dan ook altijd troebel (ondoorzichtig). Voorbeelden van suspensies: - Sinaasappelsap (suspensie van vruchtvlees in vruchtensap) - Verf (suspensie van kleurstoffen in water of terpentijn) - Roomijs (suspensie van microscopische ijskristallen in room) Emulsie Met een emulsie wordt een heterogeen mengsel bedoeld dat bestaat uit niet mengbare vloeistoffen. Onder normale omstandigheden zouden deze vloeistoffen weer van elkaar zouden scheiden (zoals bijvoorbeeld het geval is bij een mengsel van water en olie). Om een emulsie stabiel te houden (te voorkomen dat het ontmengd) dient er een extra stof te worden toegevoegd. Deze stof wordt een emulgator genoemd. Voorbeelden van emulsies: - Margarine - Mayonaise - Zonnebrandcrème Voorbereidende opdrachten
7 Lees het voorschrift helemaal door. 8 Noteer de geel gearceerde woorden en leg in je eigen woorden uit wat daar mee bedoeld wordt. 9 Bekijk nogmaals de checklijst Vaardigheid wegen om nog eens alle stappen te zien die bij deze vaardigheid horen. 10 Voor de practica van deze opdracht zal je weer verschillende stoffen en/of spullen moeten wegen. Lees eerst het voorschrift (zie Werkwijze ) goed door. Maak daarna in je labjournaal een werkplan voor het maken van ieder mengsel, let hierbij extra op hoe en wat je allemaal gaat afwegen, hoe je dat noteert en hoe je je keuzes kunt verantwoorden. 11 Teken in je labjournaal de tabellen die je nodig hebt voor de verschillende onderdelen van de werkwijze. Geef alle tabellen een nummer en een titel. 12 Noteer voor een oplossing, een suspensie en een emulsie enkele kenmerkende eigenschappen. 13 Merel krijgt een mengsel van enkele stoffen te zien. c. Leg duidelijk uit hoe zij op basis van haar waarnemingen al kan bepalen of ze met een homogeen of een heterogeen mengsel te maken heeft. d. Probeer een manier te bedenken hoe zij op basis van haar waarnemingen kan bepalen of ze te maken heeft met een suspensie of een emulsie. Benodigdheden analytische balans bovenweger weegflesjes met deksel weegschuitje keukenzout (NaCl (s)) kristalviolet meel zonnebloemolie demi-water Bekerglazen (250 ml) Roerstaaf
Werkwijze Oplossing maken 14. Weeg 10,0 g keukenzout (NaCl) af. 15. Meet 100 ml water af in een daarvoor geschikt bekerglas. 16. Voeg de NaCl toe aan het water en los dit door te roeren met een roerstaaf op. 17. Voeg een halve spatelpunt kristalviolet toe aan je oplossing en los dit op door te roeren. 18. Meet de gezamenlijke massa van je oplossing. 19. Schrijf je waarnemingen op in je labjournaal. 20. Bewaar je oplossing, je zult hier tijdens een later practicum mee verder gaan. Suspensie maken 21. Weeg 10,0 g meel af. 22. Meet 100 ml water af in een daarvoor geschikt bekerglas. 23. Voeg de meel toe aan het water en los dit door te roeren met een roerstaaf op. 24. Meet de gezamenlijke massa van suspensie. 25. Schrijf je waarnemingen op in je labjournaal. 26. Bewaar je suspensie, je zult hier tijdens een later practicum mee verder gaan. Emulsie maken 27. Meet 10,0 g zonnebloemolie af. 28. Meet 100 ml water af in een daarvoor geschikt bekerglas. 29. Voeg de olie aan het water toe en los het op door te roeren met een roerstaaf. 30. Meet de gezamenlijke massa van de emulsie. 31. Schrijf je waarnemingen op in je labjournaal. 32. Bewaar je emulsie, je zult hier tijdens een later practicum mee verder gaan.
Verwerking Wegen van voorwerpen Bereken de gemiddelde waarde van iedere voorwerp dat je hebt gewogen en zet die in een tabel bij het practicum. Wegen van vaste stoffen Noteer in je conclusie of je alles volgens de weegregels hebt uitgevoerd en waar je op moet letten voor een volgende keer. Wegen van vloeistoffen Noteer in je conclusie of het bij wegen van vloeistoffen wel/niet verplicht is een deksel te gebruiken en licht je antwoord toe. Oplossing maken Noteer in je conclusie of de gezamenlijke massa van je oplossing overeenkomt met de theoretische waarde. Leg uit hoe je tot die conclusie bent gekomen. Leg uit hoe je de oplossing gaat bewaren voor later gebruik en waar je speciaal op moet letten. Emulsie maken: Noteer in je conclusie of de gezamenlijke massa van je emulsie overeenkomt met de theoretische waarde. Leg uit hoe je tot die conclusie bent gekomen. Leg uit hoe je de emulsie gaat bewaren voor later gebruik en waar je speciaal op moet letten. Suspensie maken: Noteer in je conclusie of de gezamenlijke massa van je oplossing overeenkomt met de theoretische waarde. Leg uit hoe je tot die conclusie bent gekomen. Leg uit hoe je de suspensie gaat bewaren voor later gebruik en waar je speciaal op moet letten.
Bijlage: schematische classificatie van alle chemische stoffen
Vaardigheid Adsorberen, filtreren, indampen en scheitrechter Chemie uitvoering Tijdsduur duo 1 uur praktijk Totaal 2 SBU Kwaliteit - Startvoorwaarden Kennis Werkproces Voorbereidende opdrachten zijn beantwoord op een goed niveau Vaardigheid adsorberen, filtreren, indampen en scheitrechter Voert vaardigheden adsorberen, filtreren, indampen en scheitrechter uit Competentie - Criteria - Doel van de opdracht Kennismaken met de scheidingsmethodes adsorberen, filtreren en indampen. Kennismaken met de scheitrechter.
Toelichting Mengsels kun je scheiden door middel van scheidingsmethodes. Zoals je bij het practicum mengsels herkennen hebt geleerd bestaan er verschillende soorten mengsels. Om deze mengsels te scheiden in zuivere stoffen maak je gebruik van verschillende scheidingsmethodes. Voor elk mengsel gebruik je een andere scheidingsmethode. In veel gevallen gebruik je meerdere scheidingsmethodes achter elkaar. Tijdens dit practicum maken jullie kennis met vier scheidingsmethodes. Hieronder worden de vier methodes kort uitgelegd. Adsorberen is een scheidingsmethode om een kleine hoeveelheid stoffen uit een mengsel te verwijderen. Je brengt het mengsel in contact met een adsorptiemiddel. Vaak wordt hiervoor actieve kool gebruikt. De actieve kool houdt bepaalde stoffen vast aan zijn oppervlak. Door filtreren kun je het adsorptiemiddel met de stoffen die eraan gehecht zijn, scheiden van de rest van het mengsel. Adsorptie is een scheidingsmethode die berust op het verschil in aanhechtingsvermogen. Filtreren: Voor het scheiden van een suspensie wordt gebruik gemaakt van filtreren. Hierbij loopt de suspensie door een filter. De vaste deeltjes kunnen niet door het filter heen en blijven op het filter achter: het residu. De vloeistof loopt wel door het filter: het filtraat. De scheidingsmethode filtreren berust op verschil in deeltjesgrootte. Indampen: Bij indampen wordt een opgeloste, vaste stof gescheiden van de vloeistof waar deze vaste stof in opgelost is. Indampen is een scheidingsmethode waarbij een scheiding plaatsvindt op basis van het verschil in kookpunt. Indampen lijkt erg op destilleren. Ook bij destilleren scheidt je stoffen van elkaar op basis van het verschil in kookpunt. Het verschil tussen indampen en destilleren is dat je bij destilleren geïnteresseerd bent in de vloeistof met het laagste kookpunt, en bij indampen ben je geïnteresseerd in de vaste stof die opgelost zit in de vloeistof en die achterblijft als de vloeistof is verdampt. Indampen wordt toegepast als de vloeistof niet bewaard hoeft te worden. De vloeistof verdampt tenslotte en is weg. De scheidingsmethode indampen berust op verschil in kookpunt.
Een scheitrechter is een stuk laboratoriumglaswerk waarmee vloeistoflagen accuraat gescheiden kunnen worden. Hij verschilt van gewone trechters doordat er een kraantje onderaan zit. Hierdoor kunnen de vloeistoflagen scheiden. Ook zit bovenaan een slijpstuk waar een glasstop in kan worden gezet zodat de trechter geschud kan worden. Een scheitrechter is geschikt om een emulsie mee te scheiden. Tijdens het practicum mengsels maken hebben jullie drie mengsels gemaakt. Deze mengsels gaan jullie tijdens dit practicum weer uit elkaar halen. Water, zout en kleurstof mengsel. Als eerste wordt de kleurstof uit het mengsel gehaald. Dit gebeurd door middel van absorptie gevolgd door een filtratie. Het overgebleven water en zout wordt gescheiden door in te dampen. Water en meel mengsel. Dit mengsel gaan jullie scheiden door te filtreren. Water en zonnebloemolie mengsel. Voor dit mengsel gebruiken jullie de scheitrechter. Aan de hand van de gescheiden stoffen wordt het rendement bepaald. Het rendement kun je berekenen met de volgende formule: Voorbereidende opdrachten η = m eind m begin 100 % 14 Lees het voorschrift helemaal door. 15 Noteer de geel gearceerde woorden met bijhorende uitleg/betekenis. 16 Voordat je gaat filtreren moet je het ronde filtreerpapier vouwen. Bestudeer hoe dit moet en leg uit waarom de verhouding papier 3:1 moet zijn als het filtreerpapier in de filter stopt. 17 Tijdens het indampen maak je gebruik van de brander. Bestudeer in de bijlage de werkwijze van de brander goed door! Noteer in je labjournaal op welke manier je de brander aansteekt en hoe je hem uitmaakt. Noteer alle stappen! 18 Een bunsenbrander kan ingesteld worden op verschillende soorten vlammen. Noteer in je labjournaal welke vlammen dit zijn en waar je ze voor gebruikt. Welke vlam ga je gebruiken om in te dampen? 19 Noteer kort wat je van elke scheidingsmethode verwacht. Kost het veel tijd? Werkt het goed? Blijft er veel stof achter? etc. 20 Welke scheidingsmethode pas je toe na het adsorberen om de kleurstof uit je mengsel te verwijderen? Bestudeer deze scheidingsmethode en maak in je labjournaal een stappenplan voor deze methode. 21 Waarom moet je de dop van de scheitrechter afhalen als je een laag gaat aftappen? 22 Waarom moet je een scheitrechter tussendoor ontluchten? Benodigdheden 3 mengsels van practicum mengsels maken Demi water Bekerglas Filtreerpapier Trechter Indamschaaltje
Brander Lucifers 3 Erlenmeyers Driepoot / vierpoot Filtreerpapier 1 trechter 1 spatel Actieve kool Scheitrechter met stop Statief met houder voor scheitrechter
Werkwijze Filtreren 33. Neem je water en meel mengsel. 34. Bouw de opstelling zoals die hieronder wordt weergegeven. 35. Vouw het filtreerpapiertje zoals op de afbeelding wordt weergegeven. 36. Druk het gevouwen filter tegen de wand van de trechter. 37. Bevochtig het filterzakje met gedestilleerd water. 38. Druk het filterzakje voorzichtig tegen de wand van de trechter. 39. Zet de trechter met filter op een schone erlenmeyer. 40. Schenk voorzichtig het mengsel in het filter. 41. Let op dat er geen vloeistof tussen het filter en de trechter komt. 42. Laat dit net zolang staan tot de gehele vloeistof is doorgelopen. 43. Weeg je residu.
Scheitrechter 1. Neem je water en zonnebloemolie mengsel. 2. Bouw de opstelling. 3. Breng je mengsel over in de scheitrechter. 4. Meng het mengsel door stevig te schudden. 5. Plaats de scheitrechter in de houder en wacht tot er twee lagen zichtbaar worden. 6. Tap de onderste, waterige, laag af in het bekerglas. 7. Schud de inhoud van de scheitrechter stevig. Plaats hem daarna in de houder en wacht tot de twee lagen weer zichtbaar worden. 8. Herhaal onderdeel 6 en 7. Adsorberen, filtreren, indampen 9. Neem je water, zout en kleurstofmengsel. 10. Doe drie spatelpunten actieve kool bij je mengsel. 11. Kwispel het mengsel gedurende minimaal 3 minuten. 12. Filtreer het mengsel en vang het filtraat in een lege erlenmeyer op. Als het filtraat enigszins wordt vertroebeld met actieve kool plaats je gedurende de filtratie de trechter op een andere erlenmeyer. 13. Bouw onderstaande opstelling.
14. Weeg je lege indampschaaltje en noteer dit in je labjournaal. 15. Breng 25 ml van je filtraat over in een indampschaaltje. 16. Steek de bunsenbrander aan. 17. Verwarm je mengsel (let op de juiste vlam). 18. Laat je mengsel net zo lang indampen tot alle vloeistof is verdampt. 19. Laat je indampschaaltje afkoelen. 20. Weeg het overgebleven zout. Ruim alles netjes op. Verwerking Filtreren Noteer de massa van je residu. Ging het filtreren zoals verwacht? Bereken het rendement van deze methode en verklaar de eventuele afwijking. Scheitrechter Noteer de massa van de olie. Ging het werken met de scheitrechter zoals verwacht? Bereken het rendement van deze methode en verklaar de eventuele afwijking. Adsorberen, filtreren, indampen Noteer de massa van het overgebleven zout. Wat heb je verwijdert met de adsorptie? Waar kun je dat aan zien? Bereken het rendement van deze scheidingsmethodes en verklaar de eventuele afwijking.
2. Vaardigheid wegen Naam uitvoerende:.. Klas: Datum:. Keuze van de balans: Analytische balans Bovenweger De uitvoering: Controleert of de balans waterpas staat Zet de balans indien nodig waterpas Controleert de werking van de balans (geeft hij aan wat hij aan moet geven?) Opent een of meerdere deurtjes Plaatst een geschikt medium om af te wegen (v.b. weegschuitje) op de balans Sluit de deurtjes Zet de balans op 0,0000 g of 0,0 mg Zet de balans op 0,0 g Opent een of meerdere deurtjes Brengt met een geschikt medium (spatel) de stof in het weegbakje Deponeert te veel afgewogen stof in een afvalbakje Deponeert GEEN stof terug in de voorraadpot/fles Houd rekening met de weeggrenzen +/- 10% Sluit de deurtjes Leest de weergegeven waarde af en noteert deze in het labjournaal Significantie is hetzelfde als op de balans. Opent een of meerdere deurtjes Verwijderd het weegbakje uit de balans Brengt de afgewogen stof over in het doelvat (bekerglas) Plaatst het weegbakje terug op de balans Spoelt het weegbakje uit met demi-water Sluit de deurtjes Leest de weergegeven waarde af en noteert deze in het labjournaal Significantie is hetzelfde als op de balans. Opent een of meerdere deurtjes, verwijderd het weegbakje Ruimt alles op Laat alles netjes achter, de deurtjes weer gesloten Spoelt het weegbakje minimaal 3 keer na Spoelwater gaat ook in het doelvat Meetgegevens staan in een (standaard)tabel Tabel heeft een nummer en een titel De weging is in een goed tempo uitgevoerd
Glaswerk e.d. zijn/waren gecodeerd (naam stof + concentratie) Alle benodigde handelingen zijn uitgevoerd. Houdt rekening met minimum en maximum grenzen van de balans Beoordeling (naar oordeel van de beoordelaar): behaald / niet behaald Beoordelaar: Datum:.
Brander Brander aansteken - Draai de luchtregelschijf en de gasregelschijf dicht - Sluit de gastoevoer aan - Draai de gastoevoer open - Steek de lucifer aan - Draai de gasregelschijf open en houdt de lucifer boven de schoorsteen - Je ziet de gele pauzevlam - Wapper de lucifer uit (niet blazen) - Gebruik de luchtregelschijf om de juiste vlam te kiezen Brander uitmaken - Draai de luchtregelschijf dicht zodat je een pauzevlam hebt - Draai de gastoevoer dicht - Draai de gasregelschijf dicht Soorten vlam Naam Luchtregelschijf Gasregelschijf Kleur Functie pauzevlam dicht open geel ruststand Blauwe vlam beetje open open blauw verwarmen Ruisende vlam open open blauw/doorzichtig koken
Vaardigheid Chemie Scheidingsmethoden uitvoering Tijdsduur duo 2 uur praktijk Totaal 4 SBU Startvoorwaarden Kennis Werkproces Voorbereidende opdrachten zijn beantwoord op een goed niveau De werkingen van verschillende scheidingsmethoden en wegen Voert een extractie uit Competentie - Criteria - Doel van de opdracht Het aantonen van de aanwezigheid van cafeïne in energy drink. Toelichting In eerdere practica heb je kennis gemaakt met een aantal verschillende soorten mengsels en methoden om deze weer te scheiden. Deze scheidingsmethoden worden in de praktijk meestal gecombineerd. Daarom ga je in dit practicum aan de slag met een aantal scheidingsmethoden om te bewijzen dat cafeïne inderdaad in energy drink aanwezig is.
Voorbereidende opdrachten 23 Lees het voorschrift helemaal door. 24 Bij de proef haal je de vloeistof twee keer door de scheitrechter. Leg uit waarom je dit doet. 25 Een van de laatste stappen van je proef is het indampen van een vloeistof. Bij een vorige proef heb je dit gedaan door het mengsel rechtstreeks te verwarmen met een brander. a. Waarom gebruik je in dit geval een waterbad om het mengsel te verwarmen? b. Wat zou er gebeuren als je toch een brander zou gebruiken? 26 Bij deze proef gaat al het extractiemiddel (1-propanol) verloren. a. Hoe zou je kunnen zorgen dat dit niet gebeurd? b. Hoe heet die scheidingsmethode? 27 Zoek op internet op hoe vast cafeïne eruit ziet. 28 Bij een aantal stappen van deze proef moet je even wachten totdat je verder kan gaan. Maak een planning zodat je je tijd effectief kunt gebruiken. Benodigdheden Redbull (l) NaCl (s) 1-propanol (l) Bovenweger Kookplaat Roerstaaf Scheitrechter + Statief Filtreerpapier + trechter
Werkwijze Voorbereiden 1. Giet 100ml energie drink in een bekerglas. 2. Weeg +/- 32 gram NaCl af. 3. Meng de NaCl met de energie drink. Blijf roeren totdat er niets meer lijkt op te lossen. Filteren 4. Bouw de filtreer opstelling. Kijk eventueel in het voorschrift Vaardigheden: extraheren, filtreren en indampen. 5. Filtreer het mengsel. Je gaat verder werken met het filtraat. Extraheren 6. Bouw de opstelling van de scheitrechter. Kijk eventueel in het voorschrift Vaardigheden: adsorberen en scheitrechter. 7. Giet het filtraat in de scheitrechter en voeg hier 15ml 1-propanol aan toe. 8. Schud de vloeistoffen enkele keren door elkaar en laat de twee lagen ontmengen. 9. Tap de onderste waterlaag af in een schoon bekerglas en de bovenste laag in een erlenmeyer. 10. Giet de waterlaag terug in de scheitrechter en voeg hier weer 15ml 1-propanol aan toe. 11. Schut de vloeistoffen weer enkele keren en laat de twee lagen ontmengen. 12. Giet de waterlaag af (Dit is afval). Voeg de bovenste laag bij deze laag van de eerste scheiding. Drogen 13. Meng de propanol-lagen met 5g NaCl en roer dit goed door elkaar. 14. Bouw een filtreeropstelling en filtreer het mengsel. Indampen 15. Weeg een klein kristalliseerschaaltje af en noteer het gewicht in je labjournaal. 16. Zet een grote kristalliseerschaal met water op een kookplaat (en laat het koken). 17. Giet het filtraat in de kleine kristalliseerschaal en plaats hem in het kokende water. 18. Wacht totdat het kleine schaaltje helemaal is verdampt en haal het schaaltje uit het kokende water om af te koelen. 19. Weeg het kristalliseerschaaltje terug en noteer dit in je labjournaal.
Verwerking Bereken van de opbrengst Bereken hoeveel milligram cafeïne er bij de extractie is winst gemaakt. Verzamelen van de gegevens van de andere groepjes Verzamel de gewichten die andere groepjes hebben gevonden en noteer deze in een tabel bij je resultaten. Bereken voor ieder soort energie drink (indien aanwezig) de gemiddelde opbrengst. Vergelijken met de theorie Kijk op de blikjes van de drank hoeveel milligram cafeïne in de vloeistof zit opgelost en vergelijk dit met de hoeveelheid die is gevonden. Geef een verklaring voor het verschil.