Per 2.1 Niv 3 Chemie theorie Titraties

Per 2.1 Niv 3 Chemie theorie Titraties

Inleiding

 

Deze periode gaan we de stof herhalen die jullie in leerjaar 1 al eens hebben gehad.
Deze periode zal in het teken staan van titraties en organische chemie.

We beginnen de 1e weken met titraties. Zo wel in de theorie als de praktijk.
Op de helft van de periode zal de focus van de theorie verschuiven naar organische chemie.

Op deze wikiwijs pagina staat theorie die wordt behandeld. Handige schema's, video's en extra achtergronden en oefenopgaven.
Doe er je voordeel mee.

Planning

 

Lesweek Onderwerp Opgaven
1.1 Rekenen aan reacties Paragraaf 8.2 t/m 8.5
1.2 Titraties Paragraaf 13.2
1.3 Titraties (terugtitratie) +rekenen aan reacties Paragraaf 13.3 + Wikiwijs terugtitratie
1.4 Titraties +rekenen aan reacties ,,
1.5 Titraties +rekenen aan reacties ,,
1.6 Organisch: herhaling vorig jaar Paragraaf 15.1 t/m 15.3
1.7 Organisch: herhaling vorig jaar + Polariteit Paragraaf 15.1 t/m 15.3
1.8 Organisch: herhaling vorig jaar + Polariteit Paragraaf 15.1 t/m 15.3
1.9 Organisch: herhaling vorig jaar + Polariteit Paragraaf 15.1 t/m 15.3

 

Lesstof die we gaan gebruiken

•Hoofdstuk 8 Basis Chemie voor het MLO
- Rekenen met mol, rekenen aan reacties,

•Hoofdstuk 13 Basis Chemie MLO
- Titraties, gehalte bepaling, massapercentages

•Hoofdstuk 15 Basis Chemie voor het MLO
- Organische chemie, alkanen, alkolen, alkanalen, alkaanzuren

Titraties

In leerjaar 1 heb je 2 verschillende zuur/base titraties gezien die we deze periode gaan herhalen:

- Titerstellen
- Monster bepalen (gehalte, massapercentage)

Er zijn nog veel meer soorten titraties: redox titraties, potentiometrische titraties, conductometrisch en fotometrische titraties.. etc.

De potentiometrische- en redoxtitraties zullen later dit jaar nog terugkomen.

 

titratiememe

Titer bepalen

Voordat je kunt beginnen het titreren van je monster moet je eerst weten wat de concentratie van je titrant is.
Dit noemen we de titer.

Het maken van een oplossing met een titer van 0,1 mol/L

Je kunt nooit precies 0,1000 mol afwegen voor een liter titrant.
Je bepaald daarom de titer achteraf doormiddel van je oplossing te titreren op een oertiterstof.

Bekende oertiterstoffen zijn bijvoorbeeld borax en oxaalzuurdihydraat.


De titer geef je altijd weer in 4 cijfers achter de komma. (bv: 0,1023 mol/L)


Hieronder zie je een schema voor het berekenen van je titer:

titer stellen

Hieronder wordt een voorbeeldopgave uitgelegd:

Gehalte bepalen

Na het nauwkeurig bepalen van de concentratie van je titrant kun je beginnen met je monster te titreren. (evt na verdunnen)

Het berekenen van een bepaalde massa van een stof in je monster doe je zo:

Als je de massa van een stof in je monster hebt bepaald wordt er vaak gevraagd naar een massapercentage of gehalte.
Dit doe je met de volgende formule:


Hieronder wordt een opgave uitgelegd:

Terugtitratie

landbouwtrekker

 

Terugtitraties zijn titraties waarbij men te veel zuur of loog toevoegd die men daarna "terug titreert".

 

 

Een bekend voorbeeld is de terugitratie van calciumcarbonaat in bv landbouwkalk.

 

 

In onderstaand schema zie je de blauwe lijn die het aantal deeltjes (mol) CaCO3 aangeeft. Dit aantal deeltjes is onbekend.
schema titratie landbouwkalk
Er wordt een grote hoeveelheid HCl toegevoegd, de zwarte lijn. Dit aantal deeltjes is bekend.
De CO32- wordt volledig weggereageerd door de H3O+ van de HCl.

Er zijn nu nog H3O+ deeltjes over. De zwarte lijn is immers veel groter dan de blauwe.
Deze wordt geneutraliseerd door de NaOH waarmee je de HCl terug titreert.
Het aantal mol OH- nodig voor de terugtitratie reactie haal je af van het totaal aantal deeltjes H3O+ dat je hebt toegevoegd.

schema reactie titratie

Nu weet je precies hoeveel deeltjes HCl je nodig had om de CaCO3 weg te reageren en dus (via de reactievergelijking) ook hoeveel deeltjes (mol) CaCO3 je had in je monster.

Reactievergelijking van HCl met CaCO3:
► Ca2+ CO32- + 2H3O+ → Ca2+ + CO2↑ + 3H2O          Reactieverhouding = 1:2

(terug) Reactievergelijking van HCl met NaOH:
► H3O+ + OH- → 2H2O                                             Reactieverhouding = 1:1

Nu is het nog een kwestie van mollen grammen te maken en dan kan het gehalte CaCO3 in landbouwkalk worden berekend.

In het filmpje hieronder wordt een voorbeeld opgave uitgelegd:

Oefenopgaven + Titratieschema

titratiememe

Hier kun je een oefentoets vinden voor het anorganische gedeelte van deze cursus.

Ook is het schema van de twee verschillende titraties hier te downloaden om bij je te houden als je de opgaven maakt.

Organisch

Wat is organische chemie

Ruwweg gezegd kun je chemische stoffen verdelen in twee categorieën: organische- en anorganische verbindingen.


Bij anorganische verbindingen denk ik aan rotsen, mineralen en zouten, zuren en basen..

Bij organische verbindingen denk ik aan planten, dieren, plastics..

Veelal wordt als definitie voor organische chemie gebruikt ‘alle verbindingen die koolstof bevatten’.

Toch zijn er uitzonderingen op deze regel, denk bijvoorbeeld aan de anorganische stof kalksteen: CaCO3. Jij mag deze definitie wel onthouden want organische chemie houdt zich alleen bezig met koolstofverbindingen.

 

 

Vaak wordt het woord ‘organic’ gebruikt door fabrikanten om aan te geven dat hun producten ‘puur natuurlijk’ zijn en vaak staat er dan ook op de verpakking: ‘no chemicals’. Jij en ik weten natuurlijk dat dat de grootste onzin is. Alles is immers opgebouwd uit chemicaliën.

Hiernaast een mooi voorbeeld: "organisch" zout... serieus?

Alkanen, Alkenen, Alkynen

De koolwaterstoffen kunnen worden verdeeld in drie klassen: alkanen, alkenen en alkynen.
De alkanen hebben allemaal een naam die eindigt op -aan. De alkenen eindigen op -een en jij kunt dan vast wel bedenken waarop de alkynen eindigen.

De alkanen zijn koolstofketens die alleen door enkele bindingen bij elkaar worden gehouden:

ethaan

 

De alkenen bevatten dubbele bindingen:

etheen

 

De alkynen bevatten zelfs driedubbele bindingen. :

ethyn


We noemen de alkenen en alkynen onverzadigde verbindingen omdat de dubbele bindingen open kunnen klappen en zo andere atomen aan zich kunnen binden. De alkanen zijn verzadigde verbindingen. Er is in principe geen plek meer voor extra atomen.

Wij concentreren ons in deze periode voornamelijk op de alkanen.

Deze alkanen kunnen voorkomen als lineaire verbindingen (recht.. denk aan liniaal)

nonaan

De alkanen kunnen ook voorkomen als cyclische verbindingen (denk aan bicycle.. met ronde wielen)

benzeen

 

De naamgeving van alkanen gebeurt op de volgende manier:

Aantal koolstof atomen

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Molecuulformule

CH4

C2H6

C3H8

C4H10

C5H12

C6H14

C8H16

C18H18

C9H20

C10H22

Naam alkaan

Methaan

Ethaan

Propaan

Butaan

Pentaan

Hexaan

Heptaan

Octaan

Nonaan

Decaan


Als je goed kijkt zie je een systeem in de molecuulformule van de alkanen. Elke keer als er een koolstof atoom bij komt komen er 2 waterstof atomen bij.

Hiervoor is een algemene formule waarmee je snel het aantal waterstof atomen kunt berekenen: CnH2n+2
Voor n vul je het aantal koolstof atomen in.

Zijtakken (Alkylgroepen)

Een alkylgroep is een functionele groep afgeleid van alkanen. Je zou ze kunnen zien als ‘zijtakken’ van het koolstof reeks. De alkylgroepen zijn in principe niet reactief. Ze zorgen wel voor veranderende eigenschappen van de stof.

De naamgeving gaat als volgt: de alkylgroep is niet belangrijk genoeg om een eigen uitgang te krijgen. Het heeft alleen een voorvoegsel. Omdat de alkylgroepen zijn afgeleid van de alkanen lijken de namen erg op elkaar.

methylbutaan
  • CH3 = Methyl
  • C2H5 = Ethyl
  • C3H7 = Propyl

 

De stof hiernaast heet methylbutaan, niet 2-methylbutaan. Als deze alkylgroep op plek 1 zou zitten hebben we eigenlijk weer een 'ketting' van 5 koolstof atomen en zou het molecuul pentaan zijn geworden.

Halogenen

Naamgeving
De halogenen zijn: -F -Cl -Br -I (fluor, chloor, broom en jood)
De halogeengroepen zijn niet belangrijk genoeg voor een eigen uitgang. Ze hebben alleen een voorvoegsel. Daarvoor kun je gewoon de naam van het element gebruiken. 

Als er alleen alkylgroepen of halogenen in een koolstofketen zitten is het belangrijk voor de juiste naam dat je bedenkt aan welke kant je begint met tellen.
De halogenen moeten een zo laag mogelijk getal krijgen. Een voorbeeld:

Deze stof heet 1,3,6,6,6-pentafluorhexaan als je rechts begint met tellen.
Deze stof heet 1,1,1,4,6-pentafluorhexaan als je links begint met tellen.

Als je alle getallen optelt heeft de 2e naam het laagste getal. Dit is de juiste benaming voor deze stof.

 

Toepassingen
Bekende halogeen alkanen zijn bijvoorbeeld CFK's. (ChloorFluorKoolwaterstoffen) Het kan heel goed zijn dat je daar nog nooit van gehoord hebt want ze zijn ondertussen verboden te gebruiken in consumentenproducten. Vroeger werden ze gebruikt als drijfgas in spuitbussen en als koelvloeistof in koelkasten. Deze CFK's reageerden in de lucht met ozon waardoor er steeds meer ozon verdween. Ze hebben dus een groot aandeel gehad in het creëren van het gat in de ozonlaag.

 

Een ander bekend voorbeeld zijn dioxines. Dioxines zaten in veevoer en kwamen uiteindelijk in kippeneieren terecht. Dioxines zijn kankerverwekkend.







 

Alkanolen

Naamgeving          

Voorvoegsel

Uitgang

Hydroxy-

-ol

 

De alkanolen zijn koolstofketens waarbij de -OH groep de belangrijkste functionele groep is.
Als de -OH groep de belangrijkste groep is krijgt het molecuul de uitgang -ol. Als dit het geval is krijgt -OH ook het laagste getal in de naam:

     Dit is niet 1-broombutaan-3-ol maar wel 4-broombutaan-2-ol

 

Ook zie je dat het cijfer 1 voor de uitgang -ol wordt geplaatst in butaan-1-ol om het aantal hydroxidegroepen aan te geven.
Vroeger werd het cijfer 1 voor de stamnaamgeplaatst: 1-butanol. Dit zul je vast nog wel eens tegenkomen


Bekende Akananolen

Ethanol
Het bekendste voorbeeld van een alkanol is ethanol. Ook wel alcohol of ethylalcohol genoemd.

 

 

 

 

 

 

 

 


Ethanol wordt gebruikt als ontsmettingsmiddel, reinigingsmiddel en natuurlijk ook in vele verschillende alcoholische dranken. Vergisting, het proces dat tot het ontstaan van alcohol uit suikers leidt, is een van de oudste biochemische processen bekend aan de mensheid.

Spiritus
Spiritus is: 85% ethanol, 10% water, 3% methanol, 1% aceton en 1% pyridine (een geurstof) plus een blauwe kleurstof. Er wordt methanol en aceton toegevoegd om de ethanol te denatureren. Daarom mag het zonder accijns worden verkocht. Het woord spiritus is Latijn voor 'geest' en duidt erop dat spiritus snel verdampt.


Glycerol
Glycerol of minder correct glycerine, wordt voor veel verschillende toepassingen gebruikt: Als vochtvasthoudend middel in tandpasta, als zoetmaker (E-442), als weekmaker in kunstoffen en door een chemische reactie met een mengsel van geconcentreerd salpeterzuur en zwavelzuur ontstaat nitroglycerine, de basis van dynamiet.

 

 

 

Xylitol
Xylitol wordt gebruikt als vervanger voor suiker. Het is een natuurlijke zoetstof die voorkomt in de vezels van vele soorten groente en fruit. Xylitol wordt -net als sorbitol- veel gebruikt in kauwgom omdat het een frisse smaak geeft. Dat komt doordat het oplossen van xylitol in water een endotherm proces is, waarbij warmte aan de omgeving wordt onttrokken. Daarbij ontstaat een fris gevoel in de mond. Het heeft ook een positieve werking op tanden en kiezen

 

Ketonen en Aldehyden

Naamgeving

Voorvoegsel

Uitgang

oxo-

-al   (aan het eind van de keten)
-on  (in een keten)

 

Naamgeving

Zit de =O groep IN de keten dan noemen we dat een keton met de uitgang -on. De plek aangeven van een keton hoeft pas vanaf pentanon.

 

 

Deze stof heet nog gewoon butanon.

 

 


Zit de =O groep aan het BEGIN OF EIND van de keten dan noemen we dat een aldehyde met de uitgang -al. Omdat aldehyden altijd aan het begin of eind van de keten zitten krijgen ze geen aanduiding met een cijfer als ze de belangrijkste groep zijn. De aldehyde zit dan altijd op plek 1.

Bekende ketonen

Aceton
Aceton is het bekendste voorbeeld van een keton. De systematische naam is propanon maar die zul je niet snel tegenkomen op de fles. Het is een veel gebruikt oplosmiddel. In het laboratorium wordt het soms ook gebruikt om organisch glaswerk na het wassen goed te drogen.


Ketodieet
Een bekent dieet van de laatste tijd is het ketodieet. Het idee is dat je weinig suikers uit koolhydraten binnen krijgt maar je calorieën uit vetten haalt. Je lever breekt de vetzuren af en daar komen ketonen vrij die gebruikt worden als brandstof.


Ketonen zijn recent ook ontdekt door de sportwereld om dat ze prestatiebevorderend kunnen werken.

 

 

Bekende aldehyden

Formaldehyde

De systematische naam van Formaldehyde is methanal. Formaldehyde wordt naast ethanol gebruikt om ‘sterk water’ mee te maken. In het geval van formaldehyde heet het formaline. (37% formaldehyde in water) Wellicht ben je bekend met de term ‘op sterk water zetten’? Dat doe je als je een organisme wilt conserveren. Een bekende kunstenaar Damien Hurst heeft er nog twee bekende kunstwerken mee gemaakt.

Acetaldehyde

Acetaldehyde noemen we ook wel ethanal. Deze stof zorgt voor je kater. Het zorgt er namelijk voor dat er water wordt onttrokken aan je lichaam. Dus ook je hersenen. Vandaar de hoofdpijn.

Alkaanzuren

Voorvoegsel

Uitgang

carboxy-

-zuur


Naamgeving

De carboxylgroep is de ‘belangrijkste’ groep die we gaan behandelen deze periode. Het voorvoegsel -carboxy zul je dan ook niet gebruiken. Zodra je een zuurgroep ziet in een structuurformule mag je er automatisch vanuit gaan dat dit de belangrijkste functionele groep is. Een zuurgroep zit altijd aan het begin of einde van een keten en staat dus altijd op plek één. Het is dan ook niet nodig deze plek met een cijfer -1- aan te geven in de systematische naam.

 

Bekende organische zuren

Methaanzuur – Mierenzuur
Mierenzuur is een zuur dat wordt uitgescheiden door mieren. De naam zegt het al. Een mier kan je bijten en mierenzuur in de wond spuiten. Ook sproeien ze dit met z’n allen vanaf het mierennest naar potentiele indringers. Ook brandnetels maken gebruik van mierenzuur.

 

Ethaanzuur – Azijnzuur
Azijnzuur is jullie goed bekend. Je moeder lapt er wellicht de ramen mee, of misschien gebruik je het wel eens in een dressing voor over je salade. Huishoudazijn heeft een percentage azijnzuur van ongeveer 7%. Dit is nog te sterk om te consumeren. Azijn voor over je salade heeft een percentage azijnzuur van ongeveer 4%.

 

Butaanzuur – Boterzuur
Bacteriën produceren het en zorgt voor een groot deel voor je lichaamsgeur. Ook bedorven boter ruikt naar boterzuur. Daar heeft het zijn naam ook vandaan.

 

Vetzuren
Lange koolstofketens met een een zuurgroep zijn ideale stoffen om zeep van te maken. Dit doet men door een vet te ‘verzepen’ en er vetzuren van te maken.

Deze vetzuren gaan met hydrofobe staarten naar elkaar toe zitten. De hydrofiele koppen staan naar buiten want deze willen wel met water (hydro) in aan raking komen. Ze vormen zo een ‘micel’. Deze micellen worden gebruikt in wasmiddelen om vet en vuile deeltjes 'in te kapselen' en zo op te lossen in het water.

Aminen

Voorvoegsel

Uitgang

amino-

-amine

IUPAC Naamgeving

IUPAC is een onafhankelijke organisatie die zich bezighoudt met allerlei standaarden die van belang zijn voor de scheikunde. Dankzij de IUPAC is er wereldwijd een gestandaardiseerde manier voor de systematische naamgeving van organische chemische verbindingen (IUPAC-nomenclatuur*). Ook heeft de IUPAC gezorgd voor een consistente naamgeving van de groepen van het periodiek systeem en onderhouden ze de indeling ervan.

* Nomenclatuur betekent in het algemeen: naamgeving. Het op systematische wijze benoemen. Zo worden eenduidige namen gegeven aan planten, dieren ..en chemische stoffen.

 

In het filmpje kun je een paar voorbeelden zien van hoe je een naam voor een organische structuur kunt maken.

 

Voor een handig overzicht van de IUPAC regels voor de naamgeving van organische verbindingen kun je onderstaand document downloaden. Het helpt je stap voor stap naar de juiste naam.

PDF openen in nieuw tabblad

Polariteit

 

Oefentoets + Extra opgaven

Hieronder kun je de oefentoets en de antwoorden van de oefentoets downloaden.

  • Het arrangement Per 2.1 Niv 3 Chemie theorie Titraties is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

    Auteur
    ROC van Twente L&P BOL Chemie
    Laatst gewijzigd
    01-09-2022 16:58:02
    Licentie

    Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:

    • het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
    • het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
    • voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.

    Meer informatie over de CC Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie.

    Aanvullende informatie over dit lesmateriaal

    Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:

    Toelichting
    Titraties en organisch voor leerjaar 2 niveau 3
    Leerniveau
    MBO, Niveau 3: Vakopleiding;
    Eindgebruiker
    leerling/student
    Moeilijkheidsgraad
    gemiddeld

  • Downloaden

    Het volledige arrangement is in de onderstaande formaten te downloaden.

    Metadata

    LTI

    Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI koppeling aan te gaan.

    Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.

    Arrangement

    IMSCC package

    Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.

    Voor developers

    Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op onze Developers Wiki.

  • Wikiwijs is een dienst van