in het periodiek systeem metalen, niet-metalen, alkalimetalen, halogenen en edelgassen aanwijzen,
vier fundamentele verschillen noemen tussen metalen en niet-metalen,
oplosvergelijkingen van zouten opschrijven.
Na hoofdstuk 1 kun je:
eenvoudige reacties met metalen opstellen,
uitleggen tussen welke deeltjes elektronen uitgewisseld worden bij reacties met metalen en met metaalionen.
1.1 Survival Challenge Intro
Het verzorgen van de wonden
Je bent met een vliegtuig neergestort in de Afrikaanse bush. De piloot, jij en je reisgenoot hebben het overleefd, maar de situatie ziet er niet goed uit. De piloot raakt steeds buiten bewustzijn. Jij en je reisgenoot zijn allebei gewond, maar de verwondingen zijn gelukkig niet direct levensbedreigend. In de wijde omtrek is geen spoor van beschaving te bekennen. Je hebt het vermoeden dat je midden in een gebied zit waar leeuwen voorkomen. Kortom, allerlei gevaren bedreigen je overlevingskansen.
Om de wonden van jou en de anderen te verzorgen heb je de verbandtrommel nodig. De verbandtrommel zit in een bagagevak dat door de brand niet erg is aangetast. Maar een ongeluk komt zelden alleen. Het luik van het vak zit op slot en je kan met geen mogelijkheid de sleutel vinden. Ook met een mes lukt het niet om het luik open te forceren.
In dit hoofdstuk maak je kennis met eigenschappen van metalen en met een aantal reacties die je gemakkelijk met metalen kunt doen. Met de kennis die je opdoet kun je aan het eind van dit hoofdstuk de eerste Survival Challenge oplossen. Lukt het jou om bij de verbandtrommel te komen?
We beginnen met de vraag: wat is metaal ook alweer? Metalen worden al honderden jaren voor allerlei toepassingen gebruikt en zijn inmiddels niet meer weg te denken uit het dagelijks leven. In de natuur vinden we vrijwel geen zuivere metalen. We vinden ze meestal als ertsen. IJzer wordt gewonnen uit ijzererts. De atoomsoort ijzer zit wel in ijzererts, maar de eigenschappen van de stof ijzeroxide (een belangrijke component van ijzererts) zijn compleet anders dan de eigenschappen van het zogenaamd metallisch ijzer. Als we ijzer willen winnen, moeten we dus van het ijzererts eerst metallisch ijzer maken. En andersom geldt dat metallisch ijzer vanzelf weer gewoon roest (en dus eigenlijk weer ijzererts wordt) als je maar lang genoeg wacht.
In de derde klas heb je al het een en ander over metalen en hun eigenschappen geleerd. Laten we even kijken wat je er nog van weet.
Het periodiek systeem
Hieronder zie je het periodiek systeem der elementen. Als je op de afbeelding klikt wordt in een nieuw scherm een interactief periodiek systeem geopend. 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. Daarna kun je je kennis van het periodiek systeem toetsen aan de hand van een aantal vragen.
Bestudeer de website over het periodiek systeem (klik op het bovenstaande plaatje), en geef aan of de onderstaande beweringen WAAR zijn of NIET-WAAR.
Stroomgeleiding
We gaan er van uit dat je de volgende begrippen nu (weer) kent: metalen, niet-metalen, overgangsmetalen, metalloïden, alkalimetalen en halogenen. Je moet deze groepen ook kunnen aanwijzen in het periodiek systeem. In paragraaf 1.3 oefen je daar nog wat meer mee. We gaan nu wat dieper in op de bijzondere eigenschappen van metalen: metalen zijn buigzaam, hebben meestal een vrij hoog smeltpunt (behalve kwik) en geleiden allemaal stroom, zowel in vloeibare als in vaste toestand.
Je kunt metalen indelen 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 paraffineolie bewaard moeten worden omdat ze anders reageren met de zuurstof uit de lucht. De reactiviteit van de meeste metalen zitten hier ergens tussenin.
Natrium is zo'n metaal dat bewaard moet worden onder paraffineolie. In het volgende filmpje zie je wat er gebeurt als je natrium met water mengt.
Korte vraag
De reactie tussen natrium en water kun je vergelijken met het roesten van ijzer. Alleen reageert ijzer (gelukkig) een stuk langzamer. Wanneer we kijken naar de metalen die zeer makkelijk reageren zijn dat voornamelijk: lithium, natrium, kalium, rubidium, cesium en fransium. Zoals te zien in dit filmpje reageren deze metalen zeer heftig met water.
Als metalen reageren ontstaan er zouten. Een metaalatoom en een metaalion lijken hetzelfde, maar ze gedragen zich heel verschillend. In het volgende hoofdstuk gaan we verder in op het omzetten van metalen in metaalionen. We kijken dan onder andere naar het ontstaan van zouten uit metalen.
1.3 Oefenen
Metaal, niet-metaal, of...
Metaal, niet-metaal, of... (vervolg)
Metalen in levende wezens
Reactievergelijkingen oefenen
Reactievergelijkingen oefenen (vervolg)
1.4 Experimenteel
Je gaat een practicum uitvoeren. Elk hoofdstuk heeft een aantal practica. Overleg met je docent of de PAL welke practica je zelf kunt uitvoeren en welke practica klassikaal gedaan worden. Sommige practica worden als demo uitgevoerd. Je gaat een aantal reacties met metalen zelf uitvoeren en nader bekijken.
Practicum: etsen van zink
Metalen hebben veel eigenschappen gemeen, maar kunnen op verschillende manieren reageren. Sommige metalen kunnen bijvoorbeeld reageren met zoutzuur, andere niet. In dit practicum gaan we kijken hoe zink reageert met zoutzuur. Je kunt in dit practicum iets etsen (tekenen) in zink. Dat kan je naam zijn of iets anders wat je leuk vindt.
Het volledig practicumvoorschrift is hier te vinden. Maak aan het eind van dit practicum een foto van je ets en plaats deze op het forum.
Wat gebeurt er bij etsen?
Reactie van zink met zoutzuur
Verbranden van magnesium
In dit practicum gaan we magnesium verbranden. Het lijkt op het eerste gezicht vreemd om een metaal te verbranden, maar we gaan het in ieder geval proberen.
Een metaal is een deeltje dat de eigenschap heeft dat het liever elektronen afstaat dan opneemt. Een niet-metaal atoom wil in principe juist wél graag elektronen opnemen.
Metaalatomen worden, als ze reageren, dus vrijwel altijd positiever geladen.Uit neutrale metaalatomen ontstaan dan bijvoorbeeld positief geladen metaalionen
Niet-metalen worden in principe altijd negatiever geladen. Als een niet-metaal neutraal was ontstaat bijvoorbeeld een negatief geladen ion.
Wanneer een metaal en een niet-metaal samen reageren ontstaan dus zouten. Het metaal staat dan zijn elektronen af aan een niet-metaal. Beide atomen waren ongeladen vóór de reactie, maar zijn na de reactie ionen geworden.
Reacties waarbij elektronen van de ene stof worden overgedragen aan de andere stof noem je redoxreacties. Kijk maar eens naar het volgende filmpje over de reactie van zink met zuurstof en beantwoord daarna de vragen.
Redoxreacties
Als een metaal een metaalion wordt, worden er elektronen overgedragen door het metaal. Bekijk het onderstaande filmpje over de reactie van zink met zuurstof.
Zink en zuurstof
1.6 Diganostische toets
Diagnostische toets
Maak de diagnostische toets van dit hoofdstuk en bespreek het resultaat met de PAL.
1.7 Survival Challenge
1.8 Hoorcollege 1
Hoorcollege 1
Bereid dit hoorcollege goed voor door van tevoren je vragen in het forum te plaatsen. Je docent weet dan welke vragen er spelen. Probeer er voor te zorgen dat er geen dubbele vragen in het forum komen te staan. Wanneer je een vraag hebt die al is gesteld, zet er dan bij dat jij die vraag ook hebt. Plaats voor dit hoorcollege ook een foto van je ets in het forum.
Het arrangement 2 H1 Reacties met metalen 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 14:28:22
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 'Survival in de Afrikaanse Bush' voor VWO 5 voor het vak scheikunde.
