- de massapercentages in verbindingen experimenteel bepalen - de massapercentages in verbindingen theoretisch bepalen - met behulp van een elementenanalyse de formule van een stof bepalen - met behulp van het massapercentage het een-na-laatste ingrediënt decoderen voor de pudding
5.1 Massapercentage koolstof in kristalsuiker
Uiteraard is ook suiker één van de ingrediënten van de sticky toffee pudding. Het zit zowel in de pudding als in de saus. Tijdens het maken van de saus laat je de suiker karameliseren. Dat is een nauwkeurig werkje. Als je te sterk verhit zal de suiker namelijk gaan verkolen. We gaan deze vaardigheid oefenen in het nu volgende onderzoek. Daarnaast proberen we langs experimentele weg het massapercentage koolstof te bepalen. Dit doen we zoals gezegd door de suiker te verwarmen en vervolgens te verhitten. Hierbij vindt ontleding plaats. De uitkomst ga je vergelijken met de theoretische waarde. De theoretische waarde van het massapercentage van een element in een verbinding kun je eenvoudig berekenen, als je de formule van de verbinding hebt.
Oefen eerst een paar keer met de opgavengenerator.
Werkdocument opdracht 12 - onderzoek: massapercentage koolstof in kristalsuiker
In dit onderzoek gaan we kristalsuiker verwarmen. Wat gebeurt er precies bij het verwarmen van suiker? In eerste instantie zal de suiker gaan karameliseren: de suiker wordt omgezet tot karamel door verhitting op een laag vuur. Dat vraagt veel precisie omdat karamel oneetbaar wordt als de temperatuur boven de 170°C stijgt. Karamelisering is één van de belangrijkste typen bruinkleuringsprocessen in de levensmiddelenindustrie en leidt tot aangename kleur- en smaakvorming in bijvoorbeeld brood en banket. Ongewenste effecten van karameliseren zijn de geur van verbrande suiker en het zwart worden van levensmiddelen. Bij sterkere verhitting vindt verkoling plaats.
Onderzoeksvraag
Wat is het massapercentage koolstof in kristalsuiker?
Maak een werkplan waarin je beschrijft hoe je het massapercentage koolstof in kristalsuiker gaat bepalen. In je werkplan staat hoe je het probleem gaat aanpakken, en wát en hoe je gaat meten. Voer je werkplan uit.
Verwerking
Maak opdracht 12 uit je werkboek. De formule van kristalsuiker is C12H22O11(s). Maak gebruik van de chatfunctie om je ervaringen met andere groepjes te delen. Let bij je berekeningen op het aantal significante cijfers!
Decoderen van het recept: de saus is af!
Voor de karamelsaus had je nodig:
- 1,4 1023 moleculen suiker
- 15 massa% boter
- 39 g donkere stroop (eetlepel = 15 mL en ρ = 1,3 g cm-3)
- 1,0 10-4 m3 slagroom
Drie van deze vier ingrediënten heb je als het goed is al verdiend. Ga na welke drie dit zijn en bereken hiermee het aantal gram van het nog ontbrekende ingrediënt. Lukt dit? Dan is de saus helemaal af!
5.2 Massapercentage kristalwater in blauwe kopersulfaat
We doen nogmaals een massapercentage-bepaling. Ditmaal met een stof die niet kán verkolen aangezien de stof geen koolstof bevat. Langs experimentele weg gaan we het massapercentage kristalwater in een hydraat bepalen. Dit doen we wederom door de stof te verwarmen. Hierbij verliest het hydraat zijn kristalwater. De uitkomst gaan we weer vergelijken met de theoretische waarde.
Werkdocument opdracht 13 - onderzoek: massapercentage kristalwater in blauw kopersulfaat
Maak een werkplan waarin je beschrijft hoe je het massapercentage kristalwater in blauw kopersulfaat gaat bepalen. In je werkplan staat hoe je het probleem gaat aanpakken, en wát en hoe je gaat meten. Voer je werkplan uit.
Verwerking
Maak opdracht 13 uit je werkdocument
5.3 De CHN microanalyse
Elementenanalyse
In de vorige twee paragrafen heb je geleerd hoe je massapercentages van elementen kunt bepalen langs experimentele weg en hoe je deze kunt vergelijken met de theoretische waarden. Dit wordt ook wel elementenanalyse genoemd. Met behulp van elementenanalyse is het mogelijk om de formule van een stof te bepalen. De stof moet dan wel zuiver zijn. In de praktijk worden de meeste elementenanalyses tegenwoordig gedaan met behulp van zogenaamde atoomspectroscopie.
Atoomspectroscopie
Atoomspectroscopie is de verzamelnaam voor een aantal natuurkundige technieken waarbij met behulp van elektromagnetische straling van verschillende golflengten een elementenanalyse van een monster wordt uitgevoerd. Deze techniek wordt veel toegepast in de scheikunde. Niet de vorm van de moleculen is daarbij het onderwerp van het onderzoek, maar alleen de verhouding waarin de verschillende elementen uit het periodiek systeem voorkomen. Voor de zogenaamde organisch chemici is de elementaire analyse of "EA" bijna altijd een zogenaamde CHN analyse — de bepaling van de massapercentages koolstof, waterstof en stikstof. Deze informatie kan helpen bij het bepalen van de structuur van een onbekende stof of bij het bepalen van de zuiverheid van een stof. Denk hierbij ook aan de aanwezigheid van ongewenste verontreinigingen of giftige stoffen in voedingsmiddelen.
Een praktijkvoorbeeld: de CHN microanalyse van DMF
DMF is een kleurloze vloeistof, en goed mengbaar met water en een groot aantal organische oplosmiddelen. DMF heeft een hoog kookpunt en wordt gebruikt in de productie van acrylvezels en plastics en verder als oplosmiddel bij de productie van geneesmiddelen, pesticiden en kunststoffen. DMF wordt gesynthetiseerd door middel van de reactie van mierenzuur (HCOOH) met dimethylamine. Het oplosmiddel is onderhevig aan bederf en dat is te merken ook: zuivere DMF is geurloos terwijl verouderde DMF vaak een vislucht heeft vanwege de terugvorming van dimethylamine.
Werkdocument opdracht 14 - de CHN microanalyse van DMF
Het arrangement H5 Elementenanalyse is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Auteur
Bètapartners
Je moet eerst inloggen om feedback aan de auteur te kunnen geven.
Laatst gewijzigd
2015-05-08 14:55:10
Licentie
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding-GelijkDelen 3.0 Nederland licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding en publicatie onder dezelfde licentie 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.
Dit materiaal is achtereenvolgens ontwikkeld en getest in een SURF-project (2008-2011: e-klassen als voertuig voor aansluiting VO-HO) en een IIO-project (2011-2015: e-klassen&PAL-student). In het SURF project zijn in samenwerking met vakdocenten van VO-scholen, universiteiten en hogescholen e-modules ontwikkeld voor Informatica, Wiskunde D en NLT. In het IIO-project (Innovatie Impuls Onderwijs) zijn in zo’n samenwerking modules ontwikkeld voor de vakken Biologie, Natuurkunde en Scheikunde (bovenbouw havo/vwo). Meer dan 40 scholen waren bij deze ontwikkeling betrokken.
Organisatie en begeleiding van uitvoering en ontwikkeling is gecoördineerd vanuit Bètapartners/Its Academy, een samenwerkingsverband tussen scholen en vervolgopleidingen. Zie ook www.itsacademy.nl
De auteurs hebben bij de ontwikkeling van de module gebruik gemaakt van materiaal van derden en daarvoor toestemming verkregen. Bij het achterhalen en voldoen van de rechten op teksten, illustraties, en andere gegevens is de grootst mogelijke zorgvuldigheid betracht. Mochten er desondanks personen of instanties zijn die rechten menen te kunnen doen gelden op tekstgedeeltes, illustraties, enz. van een module, dan worden zij verzocht zich in verbinding te stellen met de programmamanager van de Its Academy (zie website).
Gebruiksvoorwaarden: creative commons cc-by sa 3.0
Handleidingen, toetsen en achtergrondmateriaal zijn voor docenten verkrijgbaar via de bètasteunpunten.
Aanvullende informatie over dit lesmateriaal
Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:
Toelichting
Deze les maakt onderdeel uit van de e-klas 'Wat bak jij er van?' voor VWO 4 voor het vak scheikunde.
werkdocument 12
