Bronvermelding
Instituut voor Didactiek en Onderwijsontwikkeling Faculteit Wiskunde en Natuurwetenschappen is de beheerder van de rechten van dit arrangement.
Nijenborgh 9, 9747 AG Groningen
tel. 0503634365 / fax 0503634500
Inleiding
Een kwalitatief experiment, waarbij de invloed van de concentratie op de reactiesnelheid gemeten wordt, is de proef waarbij een overmaat magnesium reageert met zwavelzuuroplossingen van verschillende concentraties. De proef is beschreven in "Chemie 4 VWO1,2" en in "‘Chemie 4 havo3".
Bij de uitvoering in de klas waren de verkregen curves niet erg bevredigend. Vooral de totale hoeveelheid waterstof, die bij de verschillende concentraties hetzelfde zou moeten zijn, gaf te grote verschillen. Dat de totale hoeveelheid ontwikkeld gas bij de proeven niet dezelfde is, zou veroorzaakt kunnen worden door:
1. onjuiste concentraties van de uitgangsoplossingen van 0,10 M; 0,075 M; 0,050 M en 0,030 M.
2. onjuist afmeten van de hoeveelheden van resp. 100, 60, 40 en 30 mL met de maatcilinder.
3. ontsnappen van gas bij het begin van de proef.
4. te onnauwkeurige aflezing van het eindvolume in de omgekeerde maatcilinder.
Verder bleek het gebruik van magnesiumpoeder bij het wegen, overbrengen en schoonmaken problemen te geven.
In de proefbeschrijving is dan ook gekozen voor het gebruik van magnesiumlint, dat zonder meer gebruikt kan worden; schuren of voorbehandelen met zuur is dus niet nodig. Door een stukje lint af te knippen kan bij elke proef vrij goed dezelfde massa magnesium genomen worden. De reactie van het lint met het zuur moet even op gang komen, waardoor de foutnummer 3 van minder invloed is.
Er wordt uitgegaan van een 0,20 M zwavelzuuroplossing, waarvan steeds 10 mL wordt afgemeten met behulp van een volpipet. Door verdunnen met water (volumes worden met een maatpipet afgemeten) kunnen de andere concentraties gemaakt worden. Het volume van de gevormde waterstof wordt gemeten met een gasmeetbuis of een omgekeerde buret.
Om de invloed van schudden zoveel mogelijk gelijk te houden, is gekozen voor het gebruik van een magnetische roerder. Omdat de reactie met magnesiumlint langzamer verloopt dan met magnesiumpoeder varieert de reactietijd van 10 tot 20 minuten.
Proefbeschrijving
Benodigdheden Chemicaliën
erlenmeyer 100 mL magnesiumlint
rubberen slang 0,20 M zwavelzuuroplossing
stop
gasmeetbuis 50 mL
of buret
bekerglas 1000 mL
magnetische roerder
roervlo
stopwatch
2 volpipetten 10 mL
maatpipet 25 mL
maatpipet 5 mL
Uitvoering
Bouw de opstelling van figuur 1.
Pipetteer 10 mL 0,20 M zwavelzuuroplossing in een erlenmeyer van 100 mL. Plaats de roervlo in de oplossing en zet de roermotor aan.
Voeg een stukje magnesiumlint van ongeveer 100 mg toe, sluit de erlenmeyer snel af en start de tijdwaarneming. Lees iedere 30 seconden het gasvolume af.
Wanneer het gasvolume vier keer hetzelfde blijft, kan er gestopt worden.
Herhaal de proef met 10 mL 0,20 M zwavelzuuroplossing en 10 mL water (beide met een volpipet afmeten).
Herhaal de proef met 10 mL 0,20 M zwavelzuuroplossing en 3,5 mL water en met 10 mL 0,20 M zwavelzuuroplossing en 16,5 mL water. Gebruik voor het afmeten van de hoeveelheden water een maatpipet.
Bereken de concentraties van de zwavelzuuroplossingen in de erlenmeyer.
Zet op grafiekpapier de meetwaarden in één diagram uit. De tijden langs de x-as en de gasvolumes langs de y-as.
Resultaten
De resultaten zijn weergegeven in figuur 2.
De curves behulp van de computer.
Curves als in figuur 2 kunnen ook gemaakt worden met behulp van de computer. Het waterstofgas wordt daarbij opgevangen in een 100 mL gasmeetspuit. Aan de zuiger wordt een touwtje bevestigd, waarmee een potmeter wordt gedraaid. De potmeter geeft een signaal via de UlA-kaart door aan de computer.
Met behulp van de software IPCOACH wordt tijdens de proef meteen de curve getekend op het scherm.
Literatuur
1. Chemie 4 VWO, 2e druk, 133.
2. Chemie 4 VWO, 3e druk, 194.
3. Chemie 4 HAVO, 2e druk, 202.
Zandbergen, P. van, NVON-maandblad, 17e jaargang, nr. 1, 3-5.
P.J. de Rijke en W. van der Veer m.m.v. J. Bultje, RIS-publicatie XXXIV.
