wat er op moleculair niveau tijdens faseovergangen gebeurt,
de sterkte van een binding tussen moleculen in te schatten aan de hand van smelt- en kookpunten.
De resultaten verwerk je in een portfolio. Download hierje portfolio.
5.1 De fasen van een stof
Portfolio 5.1
Hiernaast zie je enkele soorten nagellakremover. Nagellakremover ruikt nogal sterk. Je zou het meteen merken wanneer de dop niet goed op het flesje zou zitten.
Olijfolie ruik je nauwelijks.
Waarom ruikt nagellakremover zo sterk? Waaromblijven de moleculen van olijfolie op het schoteltje liggen? Probeer zelf antwoorden op deze vragen te formuleren. De antwoorden hoeven niet goed te zijn (het zijn hypothesen), maar werk ze wel uit in je portfolio. Aan het eind van dit hoofdstuk kun je deze vragen waarschijnlijk makkelijk beantwoorden.
Even opfrissen
Laten we even kort herhalen wat je in de derde klas hebt geleerd over faseovergangen. Er geldt het volgende:
een stof is opgebouwd uit kleinste deeltjes,
elke stof heeft zijn eigen soort deeltjes,
deeltjes bewegen voortdurend:
in vaste toestand trillen ze op hun plaats, in een vloeistof en in een gas zijn de deeltjes vrij bewegelijk,
bij een vloeistof blijven de deeltjes nog enigszins bij elkaar, in de gasfase nemen de deeltjes alle beschikbare ruimte in.
Het deeltjesmodel kan onder andere de faseovergangen goed verklaren. Hoe hoger de temperatuur, hoe sneller de deeltjes gaan bewegen. Uiteindelijk gaan ze over van de ene naar de andere fase
Fasen
Namen van faseovergangen
Hieronder staat een schema van de verschillende faseovergangen. Vul bij het nummer de juiste faseovergang in (gebruik dezelfde cijfers als bij de vorige opdracht).
5.2 Kook- en smeltpunten
Soorten roosters
Elke stofsoort - moleculaire stof, zout, metaal, atomaire stof - heeft in de vaste fase een bepaalde roosterstructuur. Hieronder zie je een viertal plaatjes. Vul in welk type rooster het plaatje voorstelt.
Koken en smelten
In onderstaande tabel staat een aantal stoffen. Zoek in Binas (in verschillende tabellen) op wat de waardes zijn van de kook- en smeltpunten van deze stoffen. Tip: gebruik het register achterin Binas om de verschillende tabellen te vinden. Welke tabellen ga je gebruiken?
Indeling aan de hand van kookpunten
Bindingssterkte
Portfolio 5.2
Bereken van de volgende stoffen de molecuulmassa's (in u) en zoek de kookpunten op in Binas. Maak vervolgens een grafiek (in Excel) met op de x-as de molecuulmassa en op de y-as de kookpunten.
De stoffen zijn: methaan (CH4), ethaan (C2H6), propaan(C3H8), butaan (C4H10), pentaan (C5H12) en hexaan (C6H14).
Welk verband vind je hier?
Werk deze opdracht uit in je portfolio. De volgende onderdelen moeten aanwezig zijn:
een tabel met de stoffen en de bijbehorende kookpunten
de grafiek (gemaakt in Excel)
een antwoord op de vraag.
5.3 Vanderwaalsbinding
Vanderwaalsbinding of molecuulbinding
De bindingen in moleculaire stoffen gaan we nader bestuderen. Als je een vaste moleculaire stof verwarmt gaat de vaste stof op een gegeven moment over naar de vloeibare fase. Bij verwarmen krijgt de stof namelijk steeds meer energie. Door de extra energie gaan de moleculen sneller bewegen en in de vloeibare fase bewegen ze door elkaar. Maar ook in een vloeistof blijven de moleculen nog wel bij elkaar: er is nog steeds een aantrekkingskracht.
In de gasfase neemt de stof alle beschikbare ruimte in. Er is geen aantrekking meer tussen de moleculen. De bewegingsenergie is sterker dan de aantrekkingskracht tussen de moleculen. Een van de krachten die er voor zorgt dat moleculen elkaar aantrekken noemen we de vanderwaalskracht.
De vanderwaalsbinding die ontstaat tussen moleculen wordt ook wel molecuulbindinggenoemd.
Portfolio 5.3 - De gekko
Bekijk de film en beantwoord de volgende vragen.
Welke onderzoeksvraag hadden de onderzoekers?
De onderzoeker gaf aan dat hij het glas kon optillen door alleen de gekko vast te houden. Hoeveel kon hij daarmee minstens tillen?
Met welk doel wordt onderzoek gedaan naar het lopen van mieren en gekko's?
Er worden verschillende hypotheses (over het 'kleven' van de gekko) genoemd in het filmpje. Welke zijn dat en waarom werden de verschillende hypotheses verworpen?
Met welk mechanisme zijn mieren in staat om over glas te lopen?
De onderzoekers hebben uiteindelijk een theorie over het lopen van de gekko. Welke conclusie trokken zij en door welke waarneming(en) werd deze bevestigd?
In de volgende presentatie wordt uitgelegd wat vanderwaalskrachten en -bindingen zijn. Bekijk de presentatie en beantwoord de vragen in de volgende portfolio-opdracht.
Portfolio 5.4
In bovenstaande afbeelding staan twee structuurformules. Geef de molecuulformules van deze twee stoffen.
Welke stof heeft het hoogste kookpunt?
Er is een verband tussen de molecuulmassa en het kookpunt van de stof. Leg uit hoe dat komt.
Waar komt de naam vanderwaalsbinding vandaan?
In het onderstaande filmpje wordt de invloed van de temperatuur op de vanderwaalsbinding (of molecuulbinding) aangetoond. Het filmpje laat ook de invloed van de gasdruk op de vanderwaalsbinding zien.
5. Welk verband is er tussen de gasdruk en de vanderwaalsbinding?
5.4 Afsluiting
Leerdoelen
Je hebt geleerd:
te beschrijven waarom er tussen moleculen een bepaalde aantrekkingskracht bestaat,
uit te leggen wat er op moleculair niveau tijdens de faseovergangen gebeurt,
de sterkte van een binding tussen moleculen in te schatten aan de hand van de smelt- en kookpunten van de stoffen.
Portfolio 5.5
1. Bekijk de leerdoelen hierboven. Leg per leerdoel in eigen woorden uit wat je geleerd hebt. In totaal is ½ A4-tje voldoende.
2. Bekijk nog eens de door jou opgestelde hypothese van opdracht 5.1. Geef aan of je voorspelling klopte (of juist niet). Wat is de voornaamste reden dat men nagellakremover wel, en olijfolie niet of nauwelijks ruikt?
Diagnostische toets
Ga in het menu links naar 'Opdrachten en Toetsen' en maak de diagnostische toets van hoofdstuk 5.
Oefenopdrachten
Kamfer (C10H16O)
Welke bindingen zitten er in een stukje kamfer?
Welke bindingen worden verbroken bij het verdampen van kamfer?
Welke bindingen worden verbroken bij het ontleden van kamfer?
Suiker
Welke bindingen worden verbroken bij het oplossen van suiker in water?
Welke bindingen worden verbroken bij het smelten van suiker?
Jood
Leg uit waarom de vaste stof jood bij lage temperatuur oplost in hexaan, maar pas bij hoge temperatuur overgaat in gasvormig I2.
Kookpunt
Leg uit of C2H5Br een hoger of lager kookpunt heeft dan C4H10.
Van C2H6O zijn twee verschillende structuurformules te tekenen. Teken beide structuurformules. Leg uit welke van deze twee stoffen het hoogste kookpunt heeft.
Zet de volgende stoffen in volgorde van opklimmend kookpunt: CH4, C3H7SH, C6H13SH, C2H6, C3H8. Gebruik alleen Binas-tabel 99.
Het arrangement 05 H5 Aantrekking tussen moleculen 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
2014-09-04 08:18:45
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 'Atomen, bindingen en zouten' voor VWO 4
Hiernaast zie je enkele soorten nagellakremover. Nagellakremover ruikt nogal sterk. Je zou het meteen merken wanneer de dop niet goed op het flesje zou zitten.
Olijfolie ruik je nauwelijks.
De bindingen in moleculaire stoffen gaan we nader bestuderen. Als je een vaste moleculaire stof verwarmt gaat de vaste stof op een gegeven moment over naar de vloeibare fase. Bij verwarmen krijgt de stof namelijk steeds meer energie. Door de extra energie gaan de moleculen sneller bewegen en in de vloeibare fase bewegen ze door elkaar. Maar ook in een vloeistof blijven de moleculen nog wel bij elkaar: er is nog steeds een aantrekkingskracht.
