Stoffen en Reacties 2 Practicum Metalen Naam student 1. Naam student2.....
Pagina 2 van 13
Inleiding Reageert metaal met zuurstof? Sinds de mensheid metalen kent worden ze voor allerlei toepassingen gebruikt en zijn ze niet meer weg te denken uit het dagelijks leven. In de natuur vinden we vrijwel geen metalen. Althans, niet in "metallische" vorm. We vinden ze meestal als ertsen. IJzer vinden we als ijzererts. De atoomsoort zit er wel in, maar de eigenschappen zijn compleet anders. We moeten dus van het ijzererts nog echt "metallisch" ijzer maken. En als je maar lang genoeg wacht wordt het weer gewoon roest, dus eigenlijk weer ijzererts. We gaan er van uit dat je nu begrippen als metalen, niet-metalen, overgangsmetalen, metalloïden, alkalimetalen, halogenen kent, en de verschillende groepen kunt aanwijzen in het periodiek systeem. Wanneer we kijken naar metalen is er een onderscheid in edele en niet-edele metalen. Het verschil zit hem in de reactiviteit met andere stoffen en dan voornamelijk met water en zuurstof. Edele metalen oxideren ("roesten") niet tot nauwelijks, terwijl zeer onedele metalen in de paraffineolie bewaart moeten worden omdat ze anders reageren met de zuurstof uit de lucht. De meeste metalen zitten hier ergens tussenin. Wanneer we kijken naar de metalen die zeer makkelijk reageren zijn dat voornamelijk: Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Cesium en Fransium. Zoals te zien in het volgende filmpje reageren deze metalen zeer heftig met water. Aan het einde van de les zal de docent deze film nog laten zien. De URL hieronder is ervoor als je hem thuis nog eens rustig wilt bekijken https://www.youtube.com/watch?v=qsz-3wscepm Pagina 3 van 13
Proef 1 Etsen van zink In dit practicum gaan we een figuur maken in een metaal. Dit kan je naam zijn, of iets anders wat je leuk vindt. Het resultaat mag je mee naar huis nemen.(leuk voor Moederdag) Het volledig practicum voorschrift is hier te vinden. Experiment 1 Schuur een plaatje zink goed schoon. Bestrijk beide kanten van het plaatje met paraffinewas, of dompel het onder in gesmolten kaarsvet. Maak met een puntig voorwerp een tekening in de waslaag, zorg voor een kras van minimaal 1 mm. Leg het plaatje in een bekerglas met een laagje zoutzuur, op een zodanige manier dat het hele plaatje onder de vloeistof ligt. Laat het plaatje nu 5-10 minuten liggen. Welke waarnemingen doe je tijdens de reactie? Haal met een pincet het plaatje uit het bekerglas. Spoel het plaatje schoon met water Verwarm het plaatje voorzichtig zodat je de was met een tissue eraf kunt halen. Pagina 4 van 13
Welke waarnemingen doe je na de reactie? Etsen Tijdens het practicum heb je een ets gemaakt. Vul de volgende tekst in die gaat over dat etsen. Bij het etsen van metalen gebruikte je een.plaat. Deze plaat werd overstreken met. Waar de werd weggehaald `verdween` het metaal. Dit metaal kan.echt verdwenen zijn. De wet van behoud van geldt immers nog steeds. De metaal atomen zijn opgelost` in het zuur. Voorbeeld van een ets van Anton Heyboer Pagina 5 van 13
Proef 2 Edelheid der metalen Opmerkingen Beschrijf je verwachte waarnemingen, zoals kleurverandering, maar ook op gasontwikkeling, neerslag etc. Beschrijf wat je ziet hoort en eventueel ruikt (niet snuiven maar wuiven). Welke van de 2 metalen is de zwakkere? Experiment 2.1 Laat een ijzeren spijker enige tijd in een oplossing van koper(ii)sulfaat staan Welke reacties verwacht je? Welke waarnemingen verwacht je? Pas na het experiment je verwachtingen aan, aan wat je hebt waargenomen. Pagina 6 van 13
Experiment 2.2 Laat een spijker enige tijd staan in een oplossing van zinksulfaat Welke reacties verwacht je? Welke waarnemingen verwacht je? Pas na het experiment je verwachtingen aan, aan wat je hebt waargenomen. Pagina 7 van 13
Experiment 2.3 Leg een plaatje koper in een zilvernitraat oplossing Welke reacties verwacht je? Welke waarnemingen verwacht je? Pagina 8 van 13
Pas na het experiment je verwachtingen aan, aan wat je hebt waargenomen. Rangschik naar aanleiding van dit practicum de metalen koper, ijzer, zilver en zink naar reductor sterkte. Leg uit waarom je de metalen op deze manier hebt gerangschikt, gebruik hiervoor de waarnemingen die je dit practicum hebt gedaan. Rangschikking reductor sterkte Cu : Fe : Ag : Zn : Op basis van de volgende waarnemingen: Pagina 9 van 13
Proef 3 Rust Roest (oxidatie proces) Experiment 3 Beschrijf wat je ziet. Wat denk je dat er gebeurd? Probeer de reactie vergelijking er bij te zetten. 3.1 Je hebt een ijzeren spijker. IJzer is een vaste grijze stof. Je houdt het in de net niet ruisende vlam. Als je hem een poosje in de vlam houdt zie je dat die iets rood opgloeit. Als je hem na een poosje uit de vlam haalt zie je dat de kleur is veranderd. De kleur is nou donkergrijs geworden. 3.2 Je hebt een plaatje koper. Koper is een bruin/rode vaste stof. Je houdt hem ook in de net niet ruisende vlam. Als je hem een poosje in de vlam houdt zie je dat die rood opgloeit en dat die gaat buigen. Als je hem na een poosje uit de vlam haalt zie je nog een donkerbruin plaatje. 3.3 Je hebt een aluminium spijker. Aluminium is een grijze vaste stof. Je houdt hem in de net niet ruisende vlam. Na een poosje zie je dat de spijker gaat smelten. Maar als je hem dan uit de vlam haalt wordt die naar een poosje weer hard. Je ziet dat de kleur wel hetzelfde is gebleven. 3.4 Je hebt een stukje magnesium. Magnesium is een grijze vaste stof. Je houdt hem in de net niet ruisende vlam. Als je hem even in de vlam houdt begint die meteen te branden. Na een paar tellen zie je een fel licht. Als je hem dan uit de vlam haalt blijft dat felle licht nog een paar tellen. 1. Als dat felle licht weg is zie je nog een witte vaste stof. Pagina 10 van 13
3.5 In je BINAS tabel 99 zie je het periodiek systeem van de elementen. Dit periodiek systeem geeft veel informatie over de eigenschappen van de diverse atoomsoorten. Het is erg nuttig om er weer eens even goed naar te kijken. Nadat je in BINAS het periodiek systeem bestudeerd hebt kun je jouw kennis testen door van de onderstaande vragen aan te geven of ze WAAR zijn of NIET-WAAR. Het is wel bijna waar. De meeste niet-metalen staan inderdaad rechts, maar waterstof is ook een nietmetaal. Die staat links. a) Alle Niet-metalen staan aan de rechterkant van het periodiek systeem. WAAR NIET-WAAR b) Er zijn veel meer metalen dan niet-metalen WAAR NIET-WAAR Er zijn bijna vier keer zoveel metalen als niet-metalen. c) Calcium zit in melk. Het is een niet-metaal. WAAR NIET-WAAR "Calcium" zit in melk, maar de atoomsoort calcium behoort zeker wel tot de metalen. Alleen in melk zit het als een verbinding. Je herkent het dan niet als een metaal. d) Water is een niet-metaal. WAAR NIET-WAAR Pagina 11 van 13
Reactie schema s: Kun jij ze kloppend maken? (Lavoisier, Proust) 1.ijzer (vast) + zuurstof (gas) ijzeroxide (vast) Fe (s) + O (g) Fe,O (s) 2.koper (vast) + zuurstof (gas) koperoxide (vast) Cu (s) + O (g) Cu,O (s) 3.aluminium (vast) + zuurstof (gas) aluminiumoxide (vast) Al (s) + O (g) Al,O (s) 4.magnesium (vast) + zuurstof (gas) magnesiumoxide (vast) Mg (s) + O (g) Mg,O (s) Is er je iets opgevallen ;)? Pagina 12 van 13
Diagnostische toets Opgave 1: Geef van de volgende atomen aan met een X of het een metaal of een niet metaal is, of dat je dat niet kunt weten. Argon IJzer Mangaan Chloor Nikkel Waterstof Germanium metaal niet metaal geen idee Opgave 2: Geef van de volgende reacties de reactievergelijking. Zink wordt gebracht in een oplossing van zwavelzuur. IJzer reageert met zuurstof tot ijzer (III)oxide Opgave 3: Geef aan welke opmerkingen juist zijn: 1. Alle metalen geleiden stroom in de vaste als de vloeibare fase. 2. Alle zouten bestaan uit ionen 3. Elektronen kunnen in metalen niet vrij bewegen 4. Verbindingen tussen twee atoomsoorten zijn altijd moleculaire stoffen. 5. Jood kan met aluminium reageren. Conclusie: Reageert metaal met zuurstof? Ja, metaal reageert met zuurstof maar sommige metalen reageren heftiger (sneller) dan andere. Verschillende soorten reageren anders. En sommige hebben een beetje hulp nodig.(zoals verwarmen) Pagina 13 van 13