SE 1a HAVO [21/23] "Zout & Zuur in evenwicht"

SE 1a HAVO [21/23] "Zout & Zuur in evenwicht"

VOOR JE BEGINT ...

► Deze 'quest' maakt deel uit van het eerste SE uit het PTA ().

In het schema hieronder zie je dat de voorbereiding op dit SE is uitgespreid over 4 perioden én in vier 'stukken' (thema's) is verdeeld:

⇒ 1a. 'Zouten en Zuren in Evenwicht'
     waarbij de volgende onderwerpen aan de orde komen:

  • de bouw/structuur en het gebruik van zouten
  • zuren en basen
  • chemisch evenwicht

⇒ 1b. 'Koolstofchemie & polymeren'

⇒ 1c. 'Redoxreacties & electrochemie'

⇒ 1d. 'Chemie van het leven'

 

► Allevier de thema's bestudeer je (zoveel mogelijk) zelf aan de hand van een 'quest'
    (dit is dus de quest voor het thema "Zouten & Zuren in Evenwicht").

⇒ In elke quest verzamel en beschrijf je alles wat je opzoekt, bestudeert en leert in een verslag; de verslagen samen vormen je portfolio

⇒ Nadat je je portfolio hebt ingeleverd volgt nog een mondeling examen over de stof die je in allevier de quests hebt bestudeerd en geleerd.

 

► Beoordeling van het SE (in drie stappen):

⇒ elk verslag wordt met een cijfer beoordeeld aan de hand van rubrics;

⇒ je portfolio is het gemiddelde van de verslagen en vormt 60% van het uiteindelijke cijfer

⇒ het resultaat van het mondeling examen is 40% van het uiteindelijke cijfer

 

Eisen en Rubrics

De verslagen van je portfolio worden beoordeeld aan de hand van een aantal criteria en rubrics.

  eisen

► 1.  Maak van elk verslag één duidelijk, logisch verhaal...

  • begin met een (korte) inleiding
  • breng structuur aan met hoofdstukken, paragrafen en/of alinea's (zie hiervoor ook aanwijzingen in de quest)
  • gebruik plaatjes, grafieken, tabellen en foto's etc. om je tekst (verhaal/uitleg) te verduidelijken (en aantrekkelijker te maken).
  • verwerk je gemaakte opdrachten zoveel mogelijk in de tekst; dus niet een 'saaie' opsomming van genummerde vragen en antwoorden maar alsof je het vertelt en uitlegt.

► 2.  Elk verslag moet natuurlijk alle antwoorden op alle vragen/opdrachten bevatten. Belangrijk hierbij is:

  • de antwoorden op open vragen, uitleg van begrippen etc. moeten in je EIGEN WOORDEN zijn.
    Dus géén knip-en-plakwerk uit boeken, internet, verslagen/werkstukken van anderen etc.
  • geef niet alleen de antwoorden maar beschrijf ook de vragen zelf (zie ook onder punt 1)
  • bij berekeningen moet duidelijk zijn hoe je aan je antwoord bent gekomen dus schrijf alle berekeningsstappen op; alleen de uitkomst is niet genoeg.

► 3.  Vermeld aan het eind van elk hoofdstuk de bronnen die je hebt gebruikt om je informatie op te zoeken.

  • websites (URL)
  • (leer)boeken, tijdschriften etc.
  • mensen die je hebt gevraagd

 

  rubrics

► Hieronder zie je (de eerste bladzijde van) de rubrics waarmee je verslag beoordeeld zal worden
    (klik op de afbeelding om te downloaden)

Intro & Info (deze quest)

Het onderwerp/thema van het eerste deel van dit SE kan je samenvatten als

....

  •  

Quest als SE

► Het SE van deze periode is het zelfstandig uitvoeren & afronden van deze quest.

⇒ Dit doe je door telkens...

  • in stappen zélf informatie op te zoeken over het onderwerp
  • deze informatie gebruiken om opdrachten te maken, vragen te beantwoorden, berekeningen uit te voeren etc.
  • alles duidelijk en in je eigen woorden in een verslag (document) op te schrijven...

⇒ En steeds weer feedback te vragen over wat je hebt bestudeerd, opgeschreven en/of gemaakt hebt!

⇒ Als je niet zo goed weet waar je moet beginnen , kijk dan eens in/op: 

Route & planning

opbouw

► De quest is opgebouwd uit drie hoofd-blokken met elk een eigen onderwerp:

  • zouten
  • zuren & basen
  • chemisch evenwicht

Daarvoor is nog een apart blok met uitleg over en oefeningen voor chemisch rekenen dat je in de drie hoofdblokken nodig hebt. Hierin komen de basis-rekenvaardigheden voor scheikunde aan de orde...

planning

► Met elk blok ben je minimaal twee weken bezig waarin je dan informatie opzoekt, gebruikt om vragen/opdrachten te maken en (daarmee) een deel van het eindverslag te maken/schrijven.

Als je dat serieus en met aandacht doet leer je ook meteen de dingen die je (ook voor je eindexamen) moet weten, kennen en kunnen.

► !! laat elke week zien (in Egodact) wat je tot dan toe bestudeerd hebt en vraag feedback

► !! zorg ervoor dat je aan het eind van de  zesde week je DEFINITIEVE verslag af hebt.

Ga er vanuit dat je zo'n 2 - 3 uur per week nodig hebt om deze quest / dit SE goed uit te voeren en af te ronden.


► In onderstaand schema staat hoe je dat zou kunnen plannen...

►0. Chemisch rekenen

molecuul- & massaverhoudingen

uitzoeken

► MOLECUUL- & MASSAverhouding van een reactie

⇒ In een chemische reactie reageren de moleculen van de beginstoffen in een vaste verhouding met elkaar en ontstaan er nieuwe moleculen (reactieproducten), óók in een vaste verhouding.

We hebben het dan over de molecuulverhouding van een reactie en die zie je terug in de kloppende reactievergelijking

⇒ Elke atoomsoort heeft zijn eigen (relatieve) atoommassa (die je in het Periodieke Systeem kan opzoeken). De molecuulverhouding kan je daarme omrekenen naar de massaverhouding:

reactievergelijking 2 H2 + O2 → 2 H2O
molecuulverhouding 2 : 1 : 2
massaverhouding 4,032u : 32,00u : 36,032u

(atoommassa H = 1,008u; O = 16,00u)

opdrachten

► Maak eerst een document "Chemisch Rekenen" aan en beantwoordt daarin de volgende vragen/opdrachten

► 1. Open/download onderstaand document en gebruik de opgaven om...

  • enkele reactievergelijkingen kloppend te maken...
  • de massaverhouding van die reacties te berekenen

(je kan jezelf controleren met het gegeven dat de TOTALE massa vóór de pijl gelijk moet zijn aan de TOTALE massa ná de pijl)

 

 

concentraties en zo...

uitzoeken

► Water is een uitstekend oplosmiddel. Dit houdt in dat heel veel stoffen in water kunnen oplossen maar ook dat je in het algemeen per liter water ook een grote hoeveelheid van een stof kan oplossen. De hoeveelheid van een stof die is opgelost in een bepaald volume water (of ander oplosmiddel) noemen we de concentratie van die stof

 

 

⇒ In dit blok ga je uit-/opzoeken wat het begrip concentratie inhoudt en leer je daarmee rekenen.

 

► even opfrissen

Er komt nu wiskunde/rekenen om de hoek kijken. Hoe zat het ook alweer met:

  • kilo's, grammen, milli- en micro-grammen... ?
  • liters, dm3, kubieke centimeters etc. ...
  • tientallen, decimalen en machten van tien: 100, 0,01, 103, 10-6 enz ...?

Zorg dat je dit weer paraat hebt voor je met dit blok verder gaat !!

opdrachten

► Maak nu eerst weer een document aan met de titel "concentraties en zo..." en beantwoordt daarin de volgende vragen/opdrachten

CONCENTRATIE

► 1. Zoek op wat de concentratie van een oplossing betekent/inhoudt en leg dit uit aan de hand van een concreet voorbeeld van bijv. een suikeroplossing of keukenzout-oplossing

► 2. De eenheid van concentratie is in principe kg/m3 maar heel vaak zie je ook gr/L staan. Leg uit / laat zien dat dit eigenlijk gewoon hetzelfde is (TIP: hierbij heb je de 'opfris'-stof van hierboven nodig)

REKENEN met concentraties

► 3. Open/download onderstaand document en gebruik de opgaven om het rekenen met concentraties te oefenen. Laat bij elke opgave alle rekenstappen zien en post (een foto van) je berekeningen in Seesaw.

wat is de Mol?

uitzoeken

► De massa van atomen (en moleculen) wordt uitgedrukt in units; zo is de relatieve atoommassa van bijv. één zuurstofatoom 16,00u.

► Ene meneer Avogadro ontdekte dat als je 6,023*1023 atomen van een element hebt, de totale massa van deze hoeveelheid atomen gelijk is aan de atoommassa, maar dan uitgedrukt in gram i.p.v. units.
Dus als de massa van één zuurstofatoom = 16,00 units dan is de massa van 6,023*1023 zuurstofatomen = 16,00 gram

► Net zoals je 12 stuks van iets een dozijn noemt (en 144 stuks een gros) noem je ...

6,023*1023 stuks => een MOL


Voorbeelden:

  • één mol zuurstofatomen heeft een massa van 16,00 gram
  • 2,5 mol koolstofatomen  (atoommassa C = 12,01u) heeft een massa van 30,025 gram
  • etc., enz.

► Conclusie: je kan de massa van een hoeveelheid (mol) atomen/moleculen omrekenen met de zogenaamde ...

- molaire massa => de (atoom-/molecuul-)massa van 1 mol van die stof -

de eenheid van de molaire massa van een atoomsoort is dus gr/mol (gram per mol)

 

► Omrekenschema
    Hieronder zie je een schema hoe je...

  • m.b.v. de molaire massa de gegeven massa van een stof kan omrekenen naar de hoeveelheid (mol) van de stof
  • m.b.v.het molair volume het gegeven volume van een gas kan omrekenen naar de hoeveelheid (mol) van het gas
  • m.b.v. het gegeven volume  en massa de dichtheid van een vaste of vloeibare stof kan berekenen en/of de concentratie/gehalte van een opgeloste stof in een oplosmiddel
  • m.b.v. het gegeven volume  en hoeveelheid (mol) de molariteit van een opgeloste stof in een oplosmiddel
  • m.b.v. de molaire massa de de gegeven concentratie/gehalte van een stof kan omrekenen naar de molariteit van de stof

(Klik op het schema om te downloaden)

opdrachten

► Neem het opgavenblad uit opdracht 3 van het blokje [concentraties en zo...] en reken nu alles om naar molariteit (mol/liter).

►1. ZOUTEN

ionen, zouten & verhoudingsformules

uitzoeken

► zouten;
we kennen dit eigenlijk alleen/vooral als keukenzout (NatriumChloride; NaCl) maar er zijn er nog véél meer. Zouten vormen een aparte groep stoffen, naast de ...

  • moleculaire stoffen (zoals water; H2O of suiker; C6H12O6): afzonderlijke goepjes niet-metaal atomen met een vaste samenstelling in soorten en aantal atomen
  • metalen (zoals ijzer; Fe, calcium; Ca of goud; Au): één grote vorm van een onbepaalde hoeveelheid (dezelfde) metaal-atomen

⇒ In dit onderdeel van de quest ga je ontdekken & bestuderen wat zouten zijn en hoe ze ontstaan als atomen met elkaar reageren. Daarnaast leer je hoe je ze op de juiste manier benoemt en in/als een verhoudingsformule opschrijft.

⇒ Als je niet zo goed weet waar je moet beginnen kan je eens kijken in/op:...

 

► even opfrissen

Eerder heb je al geleerd hoe atomen zijn opgebouwd en hoe deze kunnen veranderen in ionen. Als je dit niet meer helemaal 'scherp' hebt bestudeer dan nog een keer alles wat je toen daarover geleerd hebt. Om je te helpen staan hieronder in elk geval nog twee overzichten van de atomen en ionen die je moet kennen.

 

opdrachten

► Maak een nieuw document "Zouten" aan en beantwoordt daarin de volgende vragen:

►1. Zoek op en beschrijf in je eigen woorden...

⇒ wat een zout is en hoe een zout ontstaat uit atomen.

  • doe dit aan de hand van twee atoomsoorten die je zelf uitkiest...
  • leg ook uit waarom je die atoomsoorten hebt uitgekozen.
  • beschrijf wat er aan die atomen verandert als deze met elkaar reageren

⇒ leg uit wat een ionrooster is en wat het verschil is met een moleculaire stof.

⇒ zoek op en leg uit wat een zouthydraat is

  • leg (ook) uit hoe je mbv. de molaire massa het aantal watermoleculen kan berekenen
  • geef de eerste vijf voorvoegsels waarmee het aantal watermoleculen wordt aangeduid

 

►2. Een zout is per definitie altijd electrisch neutraal geladen. Dat betekent dat de verhouding in de chemische 'molecuulformule' tussen het aantal positieve en negatieve ionen zó moet zijn dat het resultaat neutraal is qua electrische lading.
LET OP: het woord 'molecuulformule' is dus eigenlijk fout want een zout vormt geen moleculen; we spreken bij zouten dus ook altijd over een "verhoudingsformule"

Schrijf in je document nu de namen én verhoudingsformules op van de zouten die ontstaan uit de volgende combinaties van atoom- (of ion-)soorten.
Let daarbij goed op de lading van de ionen en let ook op de namen van de ionen:

  • natrium & fluor
  • zuurstof & calcium
  • zilver & zwavel
  • barium & broom
  • zwavel & aluminium
  • kalium-ion & carbonaat-ion
  • fosfaation & ijzer(III)-ion
  • ammonium-ion & ion van chloor
  • ion van waterstof & koper-ion
  • nitraat-ion & ion van waterstof

 

►3. Maak de volgende opdracht en zet een screenshot van je resultaat in Seesaw

 

oplos- & neerslagreacties

uitzoeken

► Veel zouten lossen makkelijk op in water; een aantal zouten doen dat minder goed of helemaal niet.

► oplossen

Bij het oplossen van een zout komen de positieve en negatieve ionen los van elkaar en worden tussen de watermoleculen opgenomen. De vaste stof valt dus als het ware 'uit elkaar' (en verdwijnt).

► neerslaan

Het 'neerslaan' van een zout is eigenlijk gewoon precies het omgekeerde van oplossen; de losse ionen in een zoutoplossing vormen met elkaar weer een vaste stof met een "ionrooster". Dit kan doordat de watermoleculen verdwijnen door bijv. verdampen óf omdat een zout slecht oplosbaar is in water (zie ook het volgende blok)

 

⇒ In dit onderdeel van de quest zoek je uit en leer je hoe je in een reactievergelijking kan zien of een zout is opgelost in water of juist niet én hoe je dat dan in zogenaamde oplos- en neerslagreacties opschrijft.

⇒ Als je niet zo goed weet waar je moet beginnen kan je eens kijken in/op:...

 

► even opfrissen

Als het goed is weet je al dat de 'toestand' of 'fase' van een stof met een letter tussen haakjes rechts onder de molecuul-/verhoudingsformule kan worden aangegeven; dit noemen we de toestandsaanduiding of faseaanduiding in formule. Ben je dat toch weer een beetje kwijt zoek dat dan zelf weer even op hoe dat ook al weer zit.

opdrachten

► Beantwoord / maak in een nieuwe document "Oplos- & neerslag-vergelijkingen" de volgende vragen & opdrachten

► 1. Als een stof is opgelost in water geef je dat met een aparte toestandsaanduiding aan.

  • zoek op welke toestandsaanduiding dat is
  • maak een lijstje met alle toestandsaanduidingen die je nu kent.
  • geef de molecuulformule mét toestandsaanduiding voor koolzuurgas in cola.
  • in een duikfles is zuurstof onder hoge druk vloeibaar geworden; vissen 'ademen' de zuurstof in water mbv. hun kieuwen. Geef voor beide situaties de notatie van zuurstof.

► 2. Leg in je eigen woorden uit wat het verschil is tussen het oplossen van een moleculaire stof (zoals bijv. zuurstof of suiker) en het oplossen van een zout.

► 3. In een oplosvergelijking geef je aan hoe een zout in water in ionen uiteenvalt. Dit doe je op de manier van een reactievergelijking. Belangrijk is wel dat je ... :

→ de toestandsaanduiding van het zout en van de ionen aangeeft

→ de lading van de ionen aangeeft

→ de vergelijking kloppend is

Geef voor onderstaande zouten de oplosvergelijking:

  • NaCl
  • Ag2S
  • Ba(OH)2
  • NaHCO3
  • kaliumfluoride
  • aluminiumjodide
  • zilversulfaat
  • ijzer(III)oxide

 

 

 

 

► 4. Maak mbv. de oplosvergelijkingen van NaCl, Ba(OH)2 en ijzer(III)oxide de volgende opgaven:

→ er is 15 gr NaCl opgelost in 200 mL water; bereken de molariteit van de natrium-ionen

→ er is 63 gr Ba(OH)2 opgelost in 475 mL water; bereken de molariteit van de hydroxide-ionen

→ er is 157 gr ijzer(III)oxide opgelost in 724 mL water; bereken de molariteit van de oxide-ionen

oplosbaarheid & toepassingen

uitzoeken

► Zoals in het vorige blok al aangegeven kunnen veel zouten goed oplossen in water maar andere niet of nauwelijks. Welke zouten wel en welke niet goed oplossen heeft te maken met welke combinatie van het positieve en het negatieve ion waaruit het zout is samengesteld.

⇒ In dit blok ga je uit-/opzoeken en leren hoe je de oplosbaarheid van zouten kunt bepalen mbv. een oplosbaarheidstabel en daar gebruik van kan maken om bijv. water te zuiveren of een zelf een nieuw zout te maken.

⇒ Als je niet zo goed weet waar je moet beginnen kan je eens kijken in/op:...

 

► oplosbaarheid van zouten

De mate waarin zouten goed, matig of slecht in water oplossen noemen we de oplosbaarheid (je weet nog wel; één van de stofconstanten) van het zout.

Dit heeft te maken met de kracht waarmee de ionen van het zout elkaar aantrekken; de ionbinding. De sterkte van de binding wordt bepaald door de combinatie van het positieve en het negatieve ion waaruit het zout bestaat.

opdrachten

► Zoals je hierboven hebt kunnen lezen wordt de oplosbaarheid van een zout bepaald door de combinatie van het positieve en het negatieve ion. Een belangrijk hulpmiddel om de oplosbaaheid te bepalen is dan ook de oplosbaarheidstabel voor zouten. Hierin kan je de oplosbaarheid van de meest voorkomende combinaties van positieve en negatieve ionen makkelijk opzoeken.

► Maak nu eerst weer een document aan met de titel "oplosbaarheid" en beantwoordt daarin de volgende vragen/opdrachten

► 1. Zoek op internet een oplosbaarheidstabel voor zouten op, download en sla deze op.

► 2. Bepaal met behulp van deze tabel of de oplosbaarheid van onderstaande zouten goed, matig of slecht is en noteer dit in je document

  • kaliumsulfaat
  • calciumcarbonaat
  • zilvernitraat
  • magnesiumsulfide
  • ijzer(III)chloride
  • koper(II)hydroxide

► 3. Neem een kopie/afbeelding van je oplosbaarheidstabel op in je document en geef daarin met lijnen aan hoe je de oplosbaarheid van deze zouten bepaald hebt.

► 4. Schrijf van de goed oplosbare zouten uit vraag 2 de oplosvergelijking op (let op de toestandsaanduidingen en ladingen)

► 5. Geef met behulp van je oplosbaarheidstabel twee oplosbare zouten waarmee je het onoplosbare zout calciumcarbonaat kan maken. Geef beide oplosvergelijkingen én de neerslagvergelijking

AFRONDING zouten

Met deze eerste afrondingsopdracht kan je jezelf toetsen of je nu alles van dit blok hebt begrepen. Maak deze opdracht dus bij voorkeur ...

... zonder dingen terug te zoeken of met elkaar te overleggen!

Deze afrondingsopdracht bestaat uit 9 vragen. Je kan hierbij gebruik maken van een aantal gegevens ...

GEGEVENS (1)

► Stel; je krijgt de opdracht om zélf 5 gram keukenzout (NaCl) te maken. Daarvoor krijg  je de volgende vier zouten tot je  beschikking:

  • natriumcarbonaat
  • natriumnitraat
  • calciumchloride
  • zilverchloride

 

 

VRAGEN (1)

Leg uit en/of laat met een berekening zien hoe je aan je antwoorden gekomen bent!

⇒ VRAAG 1: Leg met behulp van de oplosbaarheidstabel 45 uit je BiNaS uit, wélke twee zouten je hiervoor NIET kan gebruiken

⇒ VRAAG 2: Leg in (minimaal) vier stappen uit hoe je met de juiste zouten het keukenzout als VASTE stof kan krijgen

 

LET OP: denk bij de volgende drie vragen om de toestandsaanduidingen en de ladingen!!

⇒ VRAAG 3: Geef de oplosvergelijkingen van de zouten die je gaat gebruiken

⇒ VRAAG 4: Geef de neerslagvergelijking van het zout dat neerslaat

⇒ VRAAG 5: Geef ook de indampvergelijking van het oplosbare zout

 

GEGEVENS (2)

► Als eerste stap maak je twee zoutoplossingen:

  • 11,3 gram van het natriumzout in 250 mL water
  • 9,5 gram van het chloride-zout in 100 mL water...

 

VRAGEN (2)

Leg uit en/of laat met een berekening zien hoe je aan je antwoorden gekomen bent!

⇒ VRAAG 6: Bereken hoeveel gram van elk uitgangszout je nodig hebt om 5 gram keukenzout te krijgen. (LET OP de mol-verhouding van de ionen in de oplosvergelijkingen)

⇒ VRAAG 7: Bereken de molariteit (mol/L) van beide zoutoplossingen

⇒ VRAAG 8: Laat met behulp van de oplosvergelijkingen ( zie VRAAG 3) zien wat de molariteit van de natrium- en chloride-ionen in deze oplossingen is

⇒ VRAAG 9: Bereken nu hoeveel mL van beide oplossingen je bij elkaar moet voegen om 5 gr (opgelost) keukenzout te krijgen

►2. ZUREN & BASEN

definities van zuren & basen

uitzoeken

► Zuren kennen we allemaal; citroenen, azijn, karnemelk en yoghurt, de één vindt het lekker fris smaken, de ander trekt 'een zuur gezicht'. Basen zijn minder bekend. Toch hebben de meeste mensen die ook in huis in de vorm van ammonia, zeep en/of soda.

► Zuren en basen vormen in de scheikunde een aparte categorie van stoffen. Het zijn moleculaire stoffen die (dus) alleen uit niet-metaal atomen bestaan.

 

⇒ In dit blok ga je uitzoeken wat zuren en basen nou precies zijn (welke definities). Je gaat verder ook uitzoeken hoe je zuren/basen -op verschillende manieren- kunt onderverdelen in categoriën. Tenslotte ga kijken waar je zuren en basen tegenkomt in het dagelijks leven (en in de natuur) en waarvoor ze vaak gebruikt worden.

⇒ Als je niet zo goed weet waar je moet beginnen kan je eens kijken in/op:...

opdrachten

► Maak een nieuw document "Zuren & Basen" aan en beantwoordt daarin de volgende vragen:

►1. Zoek op en beschrijf in je eigen woorden...

⇒ wat een zuur, en wat een base is.

  • geef van elk twee voorbeelden; geef zowel de naam als de molecuulformule.
  • geef van elk zuur/base uit voorgaand punt een voorbeeld waar je dit zuur/base in het dagelijks leven terug kan vinden

⇒ wat het verschil is tussen: ...

  • een zuur en een zure oplossing
  • een base en een basische oplossing

 

►2. Zoek op en beschrijf in je eigen woorden...

⇒ wat het verschil is tussen sterke en zwakke zuren / basen

  • geef van elk voorbeeld uit vraag 1 aan of het een sterk of zwak zuur / base is.
  • (zoek op en) leg uit hoe je in tabel 49 van BiNaS kan zien of een zuur/base sterk of zwak is

 

►3. Zoek op en beschrijf in je eigen woorden...

⇒ hoe je kan zien/weten of een zuur / base een- of meerwaardig is

  • geef een voorbeeld van een 3-waardig zuur en een 2-waardige base
  • zijn dit voorbeelden van een sterk of zwak zuur/base? leg uit!

 

►4. Neem onderstaande tabel over en vul in:

pH (zuurgraad)

uitzoeken

► Een hap uit een citroen smaakt zo zuur dat bijna iedereen een 'zuur gezicht' trekt maar pers je een citroen uit in een glas water smaakt (is) dat al veel minder zuur. En sinaasappelsap smaakt/is al veel minder zuur dan een citroen. Hoe komt dat nou?

Eigenlijk heel simpel:

hoe hoger de molariteit (concentratie) van de H+ / OH– -ionen ⇔

hoe zuurder / basischer de oplossing

 

► Hoe zuur/basisch een oplossing is wordt in de scheikunde uitgedrukt met de "zuurgraad" oftewel de pH. En zoals je nu misschien al verwacht (zie boven) is de pH te berekenen uit de molariteit van de H+ / OH– -ionen in de oplossing.

 

⇒ In dit blok ga je uitzoeken hoe dat nou precies zit met die zuurgraad / pH en hoe je die dan kan berekenen uit de molariteit/concentratie van de H+ / OH– -ionen in de oplossing.

⇒ Als je niet zo goed weet waar je moet beginnen kan je eens kijken in/op:...

opdrachten

► Maak in je document "Zuren & basen" een nieuw hoofdstuk "pH (&) berekeningen" aan en maak de volgende vragen & opdrachten

► 1. Zoek van de volgende stoffen de pH op en zet de stoffen (mét pH) in volgorde van basisch → zuur: cola, melk, bleekmiddel, azijn, bloed, handzeep, citroensap, gedestilleerd water, gootsteenontstopper, maagsap.

► 2. Bereken de pH van de volgende oplossingen; geef bij élke uitwerking de volgende stappen:

  • de oplosvergelijking van het zuur (/base)
  • de mol-verhouding zuur (/base) : H+ (/OH–) -ionen
  • de berekening van de molariteit van het zuur (/base) én van de H+ (/OH–) -ionen
  • de berekening van de pH

⇒ Een oplossing van 3,27 mgr zoutzuur in 1,5 * 10–3 L water

⇒ Een oplossing van 3,27 * 10–3 gr zwavelzuur in 1,0 liter water

⇒ Een oplossing van 4,0 mgr natronloog in 250 mL water

⇒ Een oplossing van 4,0 * 10–3 gr ammoniak in 0,33 * 10–3 liter water

 

► 2. Bereken de hoeveelheid zuur/base (in gram) van de volgende oplossingen; geef bij élke uitwerking de volgende stappen:

  • de oplosvergelijking van het zuur (/base)
  • de mol-verhouding zuur (/base) : H+ (/OH–) -ionen
  • de berekening van de molariteit van het zuur (/base) én van de H+ (/OH–) -ionen
  • de berekening van de de hoeveelheid zuur/base

⇒ Een salpeterzuur-oplossing van 500 mL met een pH van 3,6

⇒ Een kaliumhydroxide-oplossing van 0,1 L met een pH van 12,92

indicatoren

uitzoeken

► Fijn hoor, dat je met een getal - de pH - kan uitdrukken hoe zuur of basisch een oplossing is maar hoe kan je dat nu in de praktijk bepalen. Gewoon maar proeven is niet altijd (of eigenlijk nooit) een goed idee met chemische stoffen.

Gelukkig zijn er (kleur)stoffen waarbij de kleur afhangt van de pH. Zo'n stof noem je een...

indicator

► Er zijn verschillende indicatoren die bij verschillende pH van kleur veranderen en sommige indicatoren hebben bij elke pH-waarde een andere kleur: universele indicatoren

 

⇒ In dit blok ga je uitzoeken welke zuur-base indicatoren er zijn en hoe je ze kan gebruiken bij het bepalen van de pH van een oplossing.

⇒ Als je niet zo goed weet waar je moet beginnen kan je eens kijken in/op:...

opdrachten

► Maak in je document "Zuren & basen" een nieuw hoofdstuk "indicatoren" aan en maak de volgende vragen & opdrachten

►1. Maak een overzicht van 5 indicatoren en geef daarbij voor elke indicator de pH-waarden van het omslag-gebied en de kleuren waarin de indicator kan voorkomen. Kies de indicatoren zo, dat de omslag-gebieden verdeeld zijn over het hele pH-gebied. |
NB: liever niet kopiëren en plakken van internet of een foto van uit BiNaS of zoiets ...

►2. Bereken m.b.v. onderstaande gegevens de molariteit van 125 mL H2SO4. Leg uit (& laat met berekeningen zien) hoe je aan je antwoord gekomen bent. (NB: wat is er 'speciaal' aan H2SO4?)

  • de oplossing wordt verdeeld over 3 reageerbuizen waaraan de volgende indicatoren worden toegevoegd
    • buis 1: Broomcresolgroen ⇒ oplossing wordt geel
    • buis 2: Thymolblauw ⇒ oplossing wordt geel
    • buis 3: Methyloranje ⇒ oplossing wordt rood

zuur-/base-reacties (neutralisatie)

uitzoeken

► Een zuur is een stof dat een of meer) H+ af kan geven, een base kan een (of meer) H+ opnemen; je kan dus eigenlijk al wel bedenken wat er gebeurt als een zuur met een base reageert...

⇒ In dit blok ga je uitzoeken wat een zuur-base reactie precies is en hoe je stapsgewijs de reactievergelijking hiervan opschrijft. Je leert ook (meer) namen van veel voorkomende zuren en basen.

⇒ Als je niet zo goed weet waar je moet beginnen kan je eens kijken in/op:...

opdrachten

► Maak in je document "Zuren & basen" een nieuw hoofdstuk "zuur-base reacties" aan en maak de volgende vragen & opdrachten

►1. Leg uit wanneer een zuur en een base NIET met elkaar (kunnen) reageren en hoe je m.b.v. BiNaS tabel 49 kan bepalen of er wel/niet een zuur-base reactie tussen een zuur en base optreedt.

►2. Schrijf van de volgende zuur-base paren op of er wel/niet een reactie optreedt en leg uit

  1. natronloog en zoutzuur.
  2. azijnzuur en ammonia
  3. salmiak en kaliloog
  4. soda en alcohol
  5. koper(II)oxide en zwavelzuur

►3. Schrijf van bovenstaande reacties die optreden de reactievergelijking op

 

 

concentratiebepaling mbv. Titraties

uitzoeken

► Als je een zuur oplost in water geeft het zuur de H+ ionen af en de oplossing wordt zuur (pH < 7). Wanneer je vervolgens een base toevoegt aan de oplossing zullen die 'losse' H+ ionen door de base worden opgenomen en dus 'verdwijnen' uit de oplossing; de oplossing wordt dan steeds minder zuur totdat alle H+ ionen zijn opgenomen door de base en de oplossing neutraal is (pH = 7)

► Andersom gebeurt natuurlijk 'hetzelfde'; een basische oplossing (pH > 7) bevat OH– ionen die samen met de H+ ionen van een zuur, H2O (watermoleculen) vormen en op die manier 'geneutraliseerd' worden.

► Op deze manier kan je dus de concentratie van een zuur (of base) bepalen met behulp van een basische (of zure) oplossing waarvan je de concentratie weet. Deze manier van het bepalen van een concentratie noemen we een titratie

⇒ In dit blok ga je uitzoeken hoe je met behulp van een titratie de concentratie van een zuur of base kan bepalen.

⇒ Als je niet zo goed weet waar je moet beginnen kan je eens kijken in/op:...

opdrachten

► Maak in je document "Zuren & basen" een nieuw hoofdstuk "titraties" aan en maak de volgende vragen & opdrachten

► 1. Met behulp van een titratie kan je dus de molariteit/concentratie van zuur of base bepalen. Er zijn verschillende manieren waarop je zoiets kan uitvoeren en berekenen.

Zoek op en beschrijf hoe je de molariteit van een zuur/base bepaalt met behulp van een ...

  • 'gewone' titratie
  • het 'stellen' van een zuur of base
  • een 'terugtitratie'

 

► 2. Bereken de gevraagde molariteiten/concentraties

⇒ A. Titratie van azijnzuur
Je krijgt 20,00 mL azijnzuur-oplossing. Je titreert het met 19,31 mL 0,1018 M natronloog.
Bereken de molariteit (mol/L) én de concentratie (gr/L) van de azijnzuuroplossing.

⇒ B. Titratie van zwavelzuur
Je krijgt 10,00 mL zwavelzuur-oplossing. Je titreert het met 13,12 mL 0,1003 M natronloog.    
Bereken de molariteit van de zwavelzuuroplossing.

⇒ C. Stellen van natronloog
Je krijgt 10,00 mL oxaalzuur-oplossing met een molariteit van 1,5*10–1 M. Je titreert het met 12,55 mL natronloog.    
Bereken de molariteit van de natronloog.

⇒ D. Titratie met verdunnen
Je  krijgt 100,0 mL azijnzuuroplossing (opl. 1). Hiervan neem je 25,00 mL; je stopt dit in een maatkolf en vult deze aan tot 100,0 mL (opl. 2). Hiervan neem je 10,0 mL en dit titreer je met 10,12 mL 0,1018 M natronloog.
Bereken de molariteit van de oorspronkelijke azijnzuuroplossing.

⇒ E. Terugtitratie
Je krijgt een pil met daarin een bepaalde hoeveelheid kaliumcarbonaat. en lost deze op in 100,0 mL water. Hiervan neemt je 10,00 mL en hier voeg je een overmaat van een overmaat van 25,00 mL 0,1000 M zoutzuur toe. Daarna titreer je de oplossing met 10,32 mL 0,1003 M natronloog.
Bereken de totale massa van het kaliumcarbonaat in de pil.

►3. CHEMISCH EVENWICHT

dynamisch evenwicht

uitzoeken

► Tot nu toe gingen we er van uit dat chemische reacties altijd maar 'één kant op gaan' waarbij de beginstoffen volledig worden omgezet in nieuwe reactieproducten. Zoals bij de vorming van ammoniak uit waterstof en stikstof:

3 H2  +  N2  → 2 NH3

► Helaas, zo simpel is het leven niet helemaal; de reactieproducten die ontstaan, reageren vaak ook met elkaar waarbij de oorspronkelijke beginstoffen weer ontstaan. In bovenstaand voorbeeld reageren de twee ammoniak-moleculen weer met elkaar waarbij waterstof en stikstof ontstaan:

2 NH3  →  N2 +  3 H2

► Als deze twee tegengestelde reacties tegelijkertijd en met dezelfde snelheid verlopen ontstaat er een chemisch evenwicht waarbij de concentraties van alle stoffen niet meer veranderen: een evenwichts-reactie:

3 H2  +  N2 2 NH3

⇒ In dit blok ga je uitzoeken & bestuderen wat chemische evenwichten zijn, waarom we ze "dynamische evenwichten" noemen en wat de ligging van een evenwicht nou precies inhoudt. Verder onderzoek je ook wat het verschil is tussen een homogeen en een heterogeen evenwicht en wat een verdelings-evenwicht is.

⇒ Als je niet zo goed weet waar je moet beginnen kan je eens kijken in/op:...

opdrachten

► Maak een nieuw document "Evenwichten" aan en beantwoordt daarin de volgende vragen:  

►1. Kijk 'ns naar de strandfoto rechts en beschrijf wat je ziet als een evenwicht...

  • is het een dynamisch of statisch evenwicht?
  • wat voor soort evenwicht is het?
  • leg uit waar het evenwicht 'ligt'
  • leg uit hoe de temperatuur de ligging  van het evenwicht kan veranderen

 

►2. Geef van de volgende reacties aan of het een homogeen, heterogeen of verdelings-evenwicht is:

  • N2O4 (g) 2 NO2 (g)
  • H2S (aq) HS– (aq)  + H+ (aq)
  • 2 H2O (l) → 2 H2 (g) + O2 (g)
  • CaCO3 (s) Ca2+ (aq) + CO32– (aq)
  • CO2 (aq) CO2 (g)

evenwichtsconstante (≈ zuurconstante)

uitzoeken

► Tijdens een reactie kan je telkens de verhouding uitrekenen tussen de molariteit (concentratie) van de beginstoffen en de reactieproducten; dit noemen we de ...

concentratiebreuk (Qc)

In de concentratiebreuk staan alleen stoffen (opgeloste stoffen en gassen) waarvan de concentraties variabel zijn; vaste stoffen en vloeistoffen worden daarom dus NIET in de concentratiebreuk opgenomen.

► Als een reactie een chemisch evenwicht heeft bereikt veranderen de concentraties van de beginstoffen en reactieproducten niet meer. De concentratiebreuk verandert dan dus ook niet meer; dit noemen we dan ook de ...

evenwichtsconstante (Ke)

Met andere woorden; alleen als de concentratiebreuk gelijk is aan de evenwichtsconstante van die reactie is er een chemisch evenwicht.

 

⇒ In dit blok ga je verder uitzoeken & bestuderen wat een evenwichtsconstante is, welke eigenschappen deze heeft en of/hoe deze kan veranderen. Verder onderzoek je ook een paar 'speciale' evenwichtsconstanten zoals het oplosbaarheidsproduct van zouten en de zuur-/base-constante bij zuren/basen.

⇒ Als je niet zo goed weet waar je moet beginnen kan je eens kijken in/op:...

opdrachten

► Maak in je document "Evenwichten" een nieuwe paragraaf "Evenwichtsconstante" aan en beantwoordt daarin de volgende vragen:

NB: de (waarde van de) evenwichtsconstante van veel reacties kan je vinden in tabellen 49-51 van je BiNaS

 

►1. Leg uit waarom de zuurconstante (Kz; zie tabel 49 uit BiNaS) van zwakke zuren eigenlijk gewoon hetzelfde is als de evenwichtsconstante Ke.

►2. In tabel 49 van BiNaS zie je dat hoe zwakker een zuur is hoe kleiner de Kz is. Leg uit aan de hand van de formule van de zuur-/evenwichts-constante

►3. Gegeven is de volgende evenwichtsreactie: N2O4 (g)2 NO2 (g)

⇒ De evenwichtsconstante voor de reactie is bij bepaalde temperatuur Ke= 4,5 In de volgende vier reageerbuizen heb je bij deze temperatuur verschillende mengsels N2O4 en NO2 in onderstaande concentraties/molariteiten:

  1. [NO2] = 2,0 mol/L; [N2O4] = 3,0 mol/L
  2. [NO2] = 3,0 mol/L; [N2O4] = 2,0 mol/L
  3. [NO2] = 5,0 mol/L; [N2O4] = 5,6 mol/L
  4. [NO2] = 5,1 mol/L; [N2O4] = 3,5 mol/L

⇒ Laat nu met berekeningen zien in welke buis/buizen zich een evenwicht heeft ingesteld

►4. Bereken (o.a. met behulp van de gegevens) voor de volgende evenwichtsreacties de molariteit van de beginstoffen of reactieproducten tijdens het evenwicht...

1. ⇒ 2 NO2 (g) N2O4 (g):

  • Ke: zie tabel 51, temperatuur = 25°C
  • [NO​​2] = 0,5 M (mol/L)

​    ⇒ Bereken de molariteit van de N2O4

 

2. ⇒ HF (l) H+(aq)  + F– (aq):

  • Kz: zie tabel 49
  • [H+] = [F–] = 1,5*10–3 M (mol/L)

​    ⇒ Bereken de waterstoffluoride -concentratie (in mol/L)

 

 

 

 

verschuiving van evenwichten

uitzoeken

► Elk evenwicht kan ook weer verstoord worden door veranderingen in de omgeving zoals temperatuurstijging; ontsnappen van gas(sen) uit de reactieruimte, toevoegen van extra beginstoffen etc. Op dat moment veranderen de concentraties weer totdat een nieuw evenwicht bereikt is; het evenwicht verschuift.

► MAAR LET OP: de evenwichtsconstante verandert ...

    ⇒ meestal NIET 

    ⇒ maar WÉL als de temperatuur verandert. 

Met andere woorden; (alleen als de temperatuur gelijk blijft) is de verhouding tussen de concentraties (molariteiten) van de beginstoffen/reactieproducten in het nieuwe evenwicht gelijk aan de verhouding van de concentraties in de eerdere evenwichtssituatie

 

⇒ In dit blok ga je verder uitzoeken & bestuderen hoe (je) een evenwicht kan veranderen en hoe je kan beredeneren naar welke 'kant' een evenwicht zal verschuiven. 

⇒ Als je niet zo goed weet waar je moet beginnen kan je eens kijken in/op:...

opdrachten

► Maak in je document "Evenwichten" een nieuwe paragraaf "Verschuivingen" aan en beantwoordt daarin de volgende vragen:

►1. Zoek op en leg uit of, hoe (naar welke kant) en waarom verhoging van de druk in de volgende gasmengsels het evenwicht zal verschuiven ....

  1. 2 NO2 (g) N2O4 (g)
  2. H2 (g) + I2 (g) 2 HI (g)
  3. 2 NH3N2 (g) + 3 H2 (g)

►2. Als cacliumcarbonaat (CaCO3) wordt verhit tot 500 °C stelt zich het volgende evenwicht in:

CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (s)

  • Leg mbv. tabel 51 uit dat je door het verhogen van de temperatuur de 'opbrengst' van CaO kan verhogen.
  • Geef aan wat je kan doen om het evenwicht aflopend naar rechts te maken zodat alle calciumcarbonaat uiteindelijk wordt omgezet in CaO. 

►3. Bij het verhitten van een verzadigde keukenzout (NaCl)-oplossing zie je dat er steeds minder zout op de bodem blijft liggen. Leg aan de hand van de evenwichtsreactie en de (formule van de) concentratiebreuk/evenwichtsvoorwaarde uit dat je hieraan kan zien dat de evenwichtvoorwaarde inderdaad verandert bij temperatuurveranderingen.

 

=> AFRONDING <=

...