HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten

Chemie (2u) - 4 FRWET

HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten 11.

Zure en basische oplossingen

In het labo leerde je dat we met behulp van indicatoren een onderscheid kunnen maken tussen zure, neutrale en basische oplossingen. In deze leerfiche herhaal je wat je in het labo leerde en diep je dit verder uit. (1) Twee definities vooraf : 

Een indicator is een kleurstof die gebruikt wordt om zure, basische en neutrale oplossingen te identificeren.



o

Lakmoespapier is geschikt voor de identificatie van zuren en basen

o

Fenolftaleïne is alleen heel geschikt voor de identificatie van basen

Universeelindicator is een mengsel van verschillende kleurstoffen, zodat men niet alleen zure, neutrale of basische oplossingen kan onderscheiden, maar ook de sterkte (= de pH-waarde) van zure of basische oplossingen kan bepalen.

(2) Leg met je eigen woorden uit wat “pH” is en wat de pH-waarde betekent (zoek dit op): De pH is een maat _____________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________

(3) Als we het hebben over zure of basische “oplossingen”, betekent dit dat de stof die we onderzoeken opgelost is in _______________ . Hoe meer water de oplossing bevat, hoe zuurder/basischer/neutraler de oplossing wordt (tip: logisch nadenken).

(4) Veiligheid : in het labo mag je nooit water bij een zuur gieten (spatten!). We gieten altijd het zuur bij water. Vul aan (www, of je eigen poëtische ziel  :)

Water bij zuur betaal je _____________! Zuur bij water en je slaat nooit een ____________! 2014-2015 Freinetschool Villa da Vinci

HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten 51

Chemie (2u) - 4 FRWET (5) Vul de tabel aan. (Sommige antwoorden vind je op C:\elementaire chemie\331_Zuur_basisch_neutraal.htm).

Zure oplossing

Neutrale oplossing

Basische oplossing

Hoe smaakt het? Hoe voelt het aan? 1. Drie voorbeelden (natuurlijke of huishoudelijke stoffen):

Twee voorbeelden (chemische stoffen)

2.

1. Zuiver, gedestilleerd water

2.

3.

3.

1.

1.

2.

Zuiver, gedestilleerd water

2.

Welke pH-waarden?

Kleur van de indicator fenolftaleïne

Kleur van de indicator broomthymolblauw

Kleur van de indicator lakmoespapier

(6) Neutralisatiereacties Door een zure en een basische oplossing in de juiste hoeveelheid samen te voegen, kan men een _______________________ oplossing verkrijgen. Zulke reacties noemen we neutralisatiereacties.

2014-2015 Freinetschool Villa da Vinci


Chemie (2u) - 4 FRWET (7) Toepassing: a) Welke indicator kan men gebruiken voor: -

De identificatie van basen? _______________________

-

De identificatie van zuren en basen? __________________________

-

De identificatie van zowel zuren als basen en tevens van de sterkte van het zuur of de base (dit noemt men ook de ‘zuurtegraad’)? _____________________________

b) Vul aan met cijfers : De pH-schaal gaat van _____ (laagst mogelijke pH-waarde) tot _____ (hoogst mogelijke waarde). De sterkste zuren hebben pH _________, de sterkste basen hebben pH _____ . Een neutrale stof (zoals gedestilleerd water) heeft pH ____ . Een stof met pH 6 is tienmaal zuurder dan een stof met pH 7. Een stof met pH 8 is honderdmaal (10 x 10 = 10²) “meer basisch” dan een stof met pH 6. Men zegt dat de pH-schaal een logaritmische schaal is8. Cola is dus (ongeveer) ______________ maal zuurder dan koffie!

8

Daarover leer je in het zesde jaar meer, in de wiskundeles. Ook de schaal van Richter, die de kracht van aardbevingen aangeeft, is een logaritmische schaal: een aardbeving met een kracht 6 op de schaal van richter is duizendmaal krachtiger dan een aardbeving met een kracht 3. Een andere logaritmische schaal is de decibelschaal (dB), die de geluidssterkte aangeeft.




12.

Zuren

Bronnen:  

C:\elementaire chemie\407_Zuren.htm Explosief 2.2. p. 55-61

1. Wat zijn zuren? Opmerking: er is een verschil tussen “zuren” en “zure oplossingen”. Voor de onderstaande definitie gebruik je Elementaire chemie (niet Explosief 2.2.).



Definitie:

Zuren zijn stoffen die ____________________________________________ ______________________________________________________________.



Zuren zijn altijd m______________________verbindingen



Zuren bestaan uit twee, drie of meer _________________________________ (zuren bevatten dus nooit metalen ! ).



Welk element komt in elk zuur voor? _____________________ (symbool : _____).



Zuren kunnen we dus kort voorstellen met de algemene formule HZ, waarbij H staat voor _______________ en Z voor de zuurrest (zie lager).

1.1. Vul de volgende twee voorbeelden van een zuur aan, met de naam, de chemische formule, de zuurrest en de structuurformule) (bron: Elementaire Chemie) Vb. 1 :

Naam van het zuur : waterstofchloride

Chemische formule : _______

Triviale naam9 (indien die bestaat) : ____________________ . Zuurrestion Z : _______________________ (zie de tabel in Explosief 2.2. p. 57) Structuurformule (teken deze vanaf nu met streepjes, niet met bolletjes) :

9

Hiermee wordt de “populaire benaming” van het zuur in de volksmond bedoeld. Deze wordt ook nu nog door veel chemici en wetenschappers gebruikt (maar niet in wetenschappelijke artikelen of op internationale congressen)



Chemie (2u) - 4 FRWET Vb. 2 :

Naam : (di)waterstofcarbonaat

Chemische formule : __________

Triviale naam (als die bestaat) : ____________________ . (zie de tabel in Explosief 2.2. p. 57) Zuurrest Z : ________________________ .

(zie de tabel in Explosief 2.2. p. 57)

Structuurformule (met streepjes) :

2. Nomenclatuur van (anorganische) zuren Vul aan en schrap wat niet past: Bij de anorganische zuren onderscheiden we twee belangrijke categorieën, afhankelijk van het aantal elementen waaruit het zuur bestaat. 

B______________________ zuren bestaan uit twee elementen (niet-metalen). Het eerste element is altijd _______________________ (symbool: ____) . De naam van de binaire zuren eindigt altijd op -_____ .



T______________________ zuren of oxozuren bestaan uit drie elementen (niet-metalen). Het eerste is altijd _______________, het laatste is altijd _______________ (vandaar de benaming “oxozuren” voor ternaire zuren). Het middelste element (in de chemische formule) is een metaal / niet-metaal.

Je moet de namen van binaire en ternaire zuren kunnen afleiden uit hun moleculeformules, en omgekeerd. Dat oefenen we nu in. Opmerking : behalve binaire en ternaire zuren bestaan er ook andere zuren (bv. de organische zuren azijnzuur : CH3COOH of citroenzuur C5H7O5COOH. Daarover leer je later meer.)




2.1.

Nomenclatuur van binaire zuren.

Lees aandachtig het korte stukje over de nomenclatuur (= naamgeving) van binaire zuren op Elementaire Chemie. Lees ook de namen van de voorbeelden in het kadertje (HF, HCl enz.)

Noteer hier hoe de naam van binaire zuren gevormd wordt. Geef ook één voorbeeld.

Vul de volgende tabel aan zonder naar de oplossing in Elementaire Chemie te kijken. Controleer daarna je antwoorden.

Formule

Naam

HF

________________________

HCl

______________________ (Triviale naam: _______zuur)

________

Waterstofbromide

HI

_______________________

_________

diwaterstofsulfide

Tip: Herhaal de bovenstaande oefening tot je de naamgeving van binaire zuren onder de knie hebt.




2.2.

Nomenclatuur van ternaire zuren (oxozuren)

Een typisch voorbeeld van een ternair zuur is HNO3 of waterstofnitraat (triviale naam: salpeterzuur). Ternaire zuren zijn altijd opgebouwd uit _______ (hoeveel?) elementen. Het eerste element in de formule is steeds _______________________ . Het laatste element in de formule is steeds ______________________ . Het middelste element is een n______-__________, bv. P, S of N. De twee laatste elementen samen (bv. N en O bij HNO3) vormen een eigen verbinding met een eigen naam. Zie ook Explosief 2.2. p. 57 voor een mooi overzicht. Voorbeeld: bij HNO3 (naam: ________________zuur of waterstof____________) onderscheiden we het element waterstof (H) en de zuurrest NO3 = “nitraat”. De namen van de meest voorkomende zuurresten moet je kennen. Oefen ze in met de onderstaande tabel. Je moet de zuurresten kennen die niet tussen haakjes staan.

Opgave: vul de tabel volledig in. Als bron gebruik je Elementaire Chemie en Explosief 2.2. p. 57. Tabel : ZUURRESTEN

Verbindingen van zuurstof (O) met…

Stikstof (____)

_________ (Cl)

_________ (____)

_________ (____)

_________ (_____)

(Hyponitriet)

Nitriet

Nitraat

(Pernitraat)

_______

NO2

NO3

_______

Hypochloriet

Chloriet

Chloraat

Perchloraat

_______

_______

___________

_______

(Hyposulfiet)

Sulfiet

Sulfaat

(bestaat niet)

_______

_______

SO4

(Hypocarbonaat)

(Carboniet)

Carbonaat

(Percarbonaat)

_______

_______

_________

_______

(Hypofosfiet)

(Fosfiet)

Fosfaat

(Perfosfaat)

_______

_______

________

_______



Chemie (2u) - 4 FRWET Je moet alle vetgedrukte namen uit het hoofd kennen (in beide richtingen: naam  formule en formule  naam). De namen tussen haakjes hoef je niet te kennen, maar ook die zijn heel makkelijk te onthouden.

Studietip : Hoe leer je deze tabel? Leer alleen de vetgedrukte kolom. Alle andere benamingen en formules kun je daar makkelijk uit afleiden. Hier kun je voor jezelf noteren hoe je de namen van de zuurresten makkelijk kunt onthouden.

2.3.

Toepassing : naamgeving van zuren

Alles gesnapt? Test dan jezelf! Geef de wetenschappelijke naam van de volgende binaire en ternaire zuren. Je moet de naam én de triviale naam van deze zuren kennen! Formule

Wetenschappelijke naam

Triviale naam

HI

___________________________________

(n.v.t.)

H2SO3

___________________________________

_______________________

H2SO4

___________________________________

_______________________

H3PO4

___________________________________

_______________________

HClO3

___________________________________

_______________________

HClO4

___________________________________

_______________________

HClO2

___________________________________

_______________________

H2CO3

___________________________________

_______________________

H2S

___________________________________

(n.v.t.)

HBr

___________________________________

(n.v.t.)

Oplossing: zie Explosief 2.2. p. 57 2014-2015 Freinetschool Villa da Vinci



2.4.

Lading van de zuurrestionen

Uit de chemische formule van een binair of ternair zuur kun je probleemloos de lading van het zuurrestion afleiden. Gebruik je kennis van atoombouw en bindingen om te antwoorden: H2S

HCl

H2SO4

Lading van elk waterstofion?

_____

=> 2 x H+

Lading van de zuurrest (het zwavel-ion) ?

_____

=> Cl2-

Lading van het waterstofion?

_____

=> ____________

Lading van de zuurrest (het chloor-ion) ?

_____

=> ____________

Lading van elk waterstofion?

_____

=> ____________

Lading van de zuurrest (het sulfaation) ?

_____

=> ____________

Vul nu meteen de elektrische lading van de zuurrestionen aan, met behulp van de chemische formules van de zuren op de vorige bladzijde:

Naam Z-ion

Z-ion symbolisch:

Sulfaation

SO42-

Sulfietion

__________

Fosfaation

__________

Chloraation

__________

Chlorietion

__________

Perchloraation

__________

Carbonaation

__________

Controleer je antwoorden op C:\elementaire chemie\407_Zuren.htm.



Chemie (2u) - 4 FRWET 3. Reacties van zuren met water Reactie van zuren met water (of waterige oplossingen)

Bestudeer de onderstaande reacties (Z = zuurrest) : 𝑤𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑔𝑒 𝑜𝑝𝑙𝑜𝑠𝑠𝑖𝑛𝑔

HZ →

H+ + Z -

Deze reactie kan meermaals plaatsvinden : 𝑤𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑔𝑒 𝑜𝑝𝑙𝑜𝑠𝑠𝑖𝑛𝑔

H2Z →

𝑤𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑔𝑒 𝑜𝑝𝑙𝑜𝑠𝑠𝑖𝑛𝑔

H+ + HZ- →

2H+ + Z2-

Vul aan: Wanneer zuurmoleculen met een waterige oplossing in aanraking komen, splitsen zich positieve / negatieve w_______________________ ionen af. De rest van de molecule blijft achter als een positief / negatief ion, dat we z_______________ion noemen. Bij deze reactie ontstaan waterstof_____________ en zuurrestionen. Drie voorbeelden maken dit duidelijk. Vul aan: 𝑤𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑔𝑒 𝑜𝑝𝑙𝑜𝑠𝑠𝑖𝑛𝑔

1) HCl →

_________ + __________

𝑤𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑔𝑒 𝑜𝑝𝑙𝑜𝑠𝑠𝑖𝑛𝑔

2) H2CO3 →

_________ + __________

- 𝑤𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑔𝑒 𝑜𝑝𝑙𝑜𝑠𝑠𝑖𝑛𝑔

En vervolgens :

HCO3 →



_________ + __________

Chemie (2u) - 4 FRWET 4. Toepassingen van belangrijke (anorganische) zuren

Opzoekopdracht deel 1 (deel 2 : zie p. 66) Zoek voor de zuren zwavelzuur, koolzuur, zoutzuur en salpeterzuur op, (1) waarvoor ze in de industrie en het huishouden gebruikt worden, (2) welke voorzorgsmaatregelen je bij het gebruik van deze zuren moet nemen, (3) hoe ze bereid of gewonnen worden.

Maak hiervan zelf een samenvatting op een apart blad. Dien dit in als huistaak voor de afgesproken datum (10 punten DW chemie). Dit is te kennen leerstof!




13.

Hydroxiden

Bronnen:   

C:\elementaire chemie\408_Hydroxiden.htm Explosief 2.2. p. 62-67 Internet

1. Wat zijn hydroxiden? (bron: Explosief p. 62-65)

Definitie De algemene formule van hydroxiden is : __ __ __ . Dit betekent dat alle hydroxiden bestaan uit (1) een ________________ (M), (2) het element __________________ (___) en (3) het element _____________________ (___). De stof bevat drie elementen en is dus een t____________________ verbinding.

Soort verbinding en aggregatietoestand Hydroxiden zijn ___________verbindingen tussen metaalionen en hydroxide-ionen. Het metaalion is positief / negatief geladen, het hydroxide-ion positief / negatief. We weten van vorig jaar dat ionbindingen zeer sterke / zwakke bindingen zijn: positief en negatief geladen ionen trekken elkaar sterk / zwak aan. Wat kun je daaruit afleiden in verband met het smeltpunt van hydroxiden? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Wat is dan ook de aggregatietoestand van de meeste hydroxiden bij kamertemperatuur? ___________________________________________________________________________

Kort (definitie) : Hydroxiden zijn ________verbindingen met als algemene formule _____ .



Onthoud : het hydroxide-ion heeft als lading 1- :

OH2014-2015 Freinetschool Villa da Vinci


Chemie (2u) - 4 FRWET 2. Voorbeelden van hydroxiden; naamgeving Lees in Elementaire Chemie het stukje over de naamgeving van hydroxiden: C:\elementaire chemie\408_Hydroxiden.htm.

Er zijn twee soorten hydroxiden: (1) Hydroxiden waarbij het metaal slechts één ion kan vormen: o Het betreft metalen uit een van de hoofdgroepen (bv. Li, Na, Mg, Al). o Deze hydroxiden hebben maar één naam. (2) Hydroxiden met twee namen o Het betreft doorgaans metalen uit de overgangselementen (bv. Fe, Cu, Ag). o Deze hydroxiden hebben twee verschillende namen (je moet ze allebei kennen).

Vul de tabel aan (behalve de donkergekleurde vakjes). Zoek voor elke hydroxide ook één toepassing op, bv. in Wikipedia; soms moet je de Engelstalige Wikipedia raadplegen. Chemische formule

Wetenschappelijke naam10

Alternatieve naam (met positief metaalion)

Populaire naam

Een toepassing, of voorkomen in de natuur

B__________ s_______ (in de handel: ook wel D________ genoemd)

NaOH

Al(OH)3

Mg(OH)2

Fe(OH)2

Bru______

Ijzer(II)hydroxide

ijzerdihydroxide

Fe(OH)3 CuOH

10

Soms zijn twee namen mogelijk : met of zonder de voorvoegsels di-, tri-, tetra- enz. Dat is vooral het geval bij overgangselementen.



Chemie (2u) - 4 FRWET Chemische formule

Wetenschappelijke naam

Alternatieve naam (met positief metaalion)

Populaire naam

Een toepassing, of voorkomen in de natuur

Cu(OH)2 Bij__________ p_______

KOH Ba(OH)2 LiOH De regels van de naamgeving moet je kunnen toepassen!

3. Dissociatie van hydroxiden in water. Dissociatievergelijking. Wanneer hydroxiden met water in aanraking komen, kan de verbinding “uiteenvallen” in afzonderlijke ionen. We spreken dan van “dissociatie” (letterlijk: ontbinding). Hydroxiden die goed oplossen in water veroorzaken b____________________ oplossingen (dus met een pH > 7)11. Deze dissociatie kan men met zogenaamde dissociatievergelijkingen voorstellen. De ionbinding valt uiteen in twee (geladen) ionen. Voorbeelden: 

de dissociatie van natriumhydroxide12 (𝐻2 𝑂)

NaOH → 

Na+ + OH-

de dissociatie van calciumhydroxide (𝐻2 𝑂)

Ca(OH)2 →

Ca2+ + 2 OH-

11

De meeste hydroxiden veroorzaken basische oplossingen, maar niet allemaal. IJzer(II)hydroxide, bijvoorbeeld, is wel een hydroxide, maar geen base. 12 Het symbool voor water boven de pijl is niet verplicht. Het dient om aan te geven dat de reactie in water plaatsgrijpt : het hydroxide valt uiteen.



Chemie (2u) - 4 FRWET Bij deze vergelijkingen moet je op drie zaken letten (vul aan / schrap wat niet past): 1) De juiste lading van het ion. Vraag: welk ion is altijd positief geladen? Het metaalion / OH-ion. welk ion is altijd negatief geladen? Het metaalion / OH-ion. 2) De hoeveelheid lading van het metaalion Vraag: Hoe groot is de lading van het natriumion bij de dissociatie van NaOH? ____ Hoe groot is de lading van het calciumion bij de (volledige) dissociatie van Ca(OH)2? ____

Merk op dat de lading van het OH-ion altijd dezelfde is, namelijk: __________

3) De correcte coëfficiënten (zie vorig jaar : wet van behoud van elementen!) Opmerking: OH- moet je hier als één groep beschouwen. Je schrijft de coëfficiënt er dus voor.

Oefen zelf: schrijf de dissociatievergelijking van (pas de coëfficiënten aan waar nodig!) (𝐻2 𝑂)

→



Kaliumhydroxide, KOH

:

KOH



Barium(di)hydroxide, Ba(OH)2

:

Ba(OH)2



__________hydroxide, CuOH

:

________



_______________________,

:

Al(OH)3→

__________________

(𝐻2 𝑂)

→

__________________

(𝐻2 𝑂)

→

(𝐻2 𝑂)

_________________

__________________

Tip: vergelijk deze dissociatievergelijkingen met de dissociatie van zuren in water (zie hoger).



Chemie (2u) - 4 FRWET 4. Toepassingen van belangrijke hydroxiden

Opzoekopdracht (deel 2) Zoek voor de hydroxiden NaOH en Ca(OH)2 en KOH op: (1) Waarvoor worden ze in de industrie en het huishouden gebruikt? (2) Wat zijn hun eventuele vervangproducten? (3) welke voorzorgsmaatregelen moet je bij het gebruik van deze hydroxiden nemen? (4) Hoe worden ze bereid of gewonnen?

Maak hiervan zelf een samenvatting op een apart blad. Dien dit in als huistaak voor de afgesproken datum (10 punten DW chemie). Dit is te kennen leerstof!




14.

Zouten

Bronnen:  

C:\elementaire chemie\409_Zouten.htm Explosief 2.2. p. 68-72

Naast de z____________ en de hy____________________ bestaan er ook nog de zouten. Daarover gaat deze leerfiche. 1) Lees aandachtig de informatie op Elementaire Chemie (Zouten). Beantwoord vervolgens de vragen: Vraag

Antwoord

Welke soort verbinding zijn zouten?

i___________________________

Uit welke twee delen bestaan zouten altijd?

Uit een positief / negatief _____________ ion (of een a______________ ion NH4+) en een positief / negatief _____________________ ion.

Hoe noemen we zouten uit twee delen?

___________________ zouten

Geef hiervan twee voorbeelden (naam en

Formule:

formule)

___________ ____________________

Naam:

___________ ____________________

Hoe noemen we zouten uit drie delen?

___________________ zouten

Geef hiervan twee voorbeelden (naam en

Formule:

formule)

___________ ____________________

Naam:

___________ ____________________ Noot: Bij ternaire zouten is het negatieve ion zélf

Bv. NO3-, SO42-

een ionbinding



Chemie (2u) - 4 FRWET 2) Nomenclatuur van zouten Vul de tabel aan. Geef van elk zout de juiste naam/namen. NaF KCl CaBr2 MgI2 Na2S NaNO3 K2SO4 CaCO3 Al2(SO3)3 Mg3(PO4)2

Vul de tabel aan: Zout (formule)

Naam

Lading van het zuurrestion (*)

Al2O3 Ba(OH)2 Na2S Fe2(SO4)3 Zn(NO3)2

Oplossing: C:\elementaire chemie\409_Zouten.htm



Chemie (2u) - 4 FRWET (*) Tip: De lading van het zuurrestion kun je afleiden uit het aantal positieve ionen in de verbinding. Waarom is bij Al2O3 de lading van het O3-ion gelijk aan 2- ? Omdat° ____________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ° Antwoord (gemengde woorden – met deze woorden vorm je het antwoord hierboven): aluminiumionen – samen – twee – lading – totale – de – aan – gelijk – is – de – van – het – ion +2 – positieve. Bij de ternaire zouten moet je dezelfde redenering toepassen op het samengestelde ion (bv. bij Fe2(SO4) 3 hebben SO4-ionen de lading 2-).

3. Fysische eigenschappen van zouten Vul de tabel aan met behulp van Elementaire Chemie. ZOUTEN Smelt- en kookpunt :

Aggregatietoestand bij kamertemperatuur : Geleiding van de elektrische stroom: -

In vaste toestand

-

In vloeibare toestand

-

Opgelost in water

Oplosbaarheid in water: Zijn ALLE zouten in water oplosbaar? Zijn VEEL zouten in water oplosbaar? Deze eigenschappen van zouten moet je kennen!



Chemie (2u) - 4 FRWET Leg uit met het deeltjesmodel: 

Waarom geleiden zouten in vaste toestand de elektrische stroom niet? __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________



Waarom geleiden zouten in opgeloste toestand de elektrische stroom wel ? __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________

4. Ammoniumzouten. (Als je de fiche goed hebt ingevuld, vind je het antwoord op deze vragen hierboven). Bij één categorie van zouten is het positieve ion geen metaalion, maar een zogenaamd ammoniumion. Deze zouten noemen we ammoniumzouten.

www



Geef de chemische formule van het amminium-ion (mét lading) : ____________



Een voorbeeld van een ammoniumzout is ammoniumcarbonaat o

Geef de chemische formule : ________________

o

Geef de triviale naam : _________________

o

Zoek twee toepassingen van ammoniumcarbonaat uit het dagelijks leven op : 1) _____________________________________________________ 2) _____________________________________________________




15.

Classificatie van stoffen

Metalen, edelgassen, koolwaterstoffen, alkanen, alkenen, alkynen, zuren, hydroxiden, zouten, ammoniak, water, organische en anorganische stoffen…. Zie je het bos nog door de bomen van al die soorten stoffen? Geen nood, in deze fiche ordenen we al deze stoffen in één overzichtelijk schema. Moet je dat schema uit het hoofd leren? Neen, gelukkig niet. Volgens het leerplan moet jij (met 2 uur chemie) het volgende kunnen: “Aan de hand van een chemische formule een representatieve stof classificeren als:         

enkelvoudige of samengestelde stof, metaal of niet-metaal (+ edelgas), soort verbinding: ionbinding, metaalbinding, moleculeverbinding, organische of anorganische stof, koolwaterstof: alkaan, alkeen, alkyn metaaloxide (M,O) of niet-metaaloxide (NM,O), hydroxide zuur: binair of ternair (oxozuur), zout: binair of ternair.”

Opgave: Vul de tabel op de volgende bladzijde volledig en zonder hulpmiddelen in. Kies voor elke categorie uit de volgende mogelijkheden: Categorie: Stofklasse

Mogelijkheden: Metaal, niet-metaal, binair zuur, ternair zuur, hydroxide, binair zout, ternair zout, ammoniumzout, alkaan, alkeen, alkyn, alcohol, water, niet-metaaloxide, metaaloxide, ammoniak, (organisch zuur)

Hoofdgroep Indeling/samenstelling (alleen bij samengestelde stoffen) Onderverdeling

Enkelvoudige stof (E) ; samengestelde stof (S) Organisch ; anorganisch

Detaillering (alleen bij anorganisch stoffen) Eindgroep


Koolwaterstoffen ; andere C,H,O-verbindingen, moleculeverbindingen, ionbindingen Anorganische zuren, ammoniak, zouten, hydroxiden, water, metaaloxiden, niet-metaaloxide, ammoniumzouten, Water Ammoniak Binaire zuren / ternaire zuren Hydroxiden Binaire zouten / ternaire zouten / ammoniumzouten Metaaloxiden / Niet-metaaloxiden Metalen / niet-metalen Alkanen / alkenen / alkynen / alcoholen Organische zuren HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten 71


(Oplossing: Explosief 2.2. p. 76)




16.

Samenvattend schema




17.

Slotoefening: classificatie van stoffen

Oef. 1. Zet de stoffen op de juiste plaats in het schema. (Dit vergt wat denkwerk, maar je moet dit intussen zonder hulp kunnen…)

KNO3, CH3OH, NH3, H2SO3, CaO, Al(OH)3, FeS, Cu, NO2, N2 1 2 3 4 5 6 7 8

Oef. 2. Zelfde opgave

Pb(OH)2, NH4Br, H2O, C3H4, HgO, ZnSO4, AgCl, (NH4)2SO4, C6H14, C6H5COOH, HBr, Ca3(PO4)2, S8, 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Oplossing: zie elementaire chemie / jaar 4 / chemie




HOOFDSTUK 10. Oplossingen in water Heb je je wel eens afgevraagd waarom sommige stoffen in water oplossen (bv. keukenzout, suiker) en andere slechts heel moeilijk of helemaal niet (bv. zeep)? Waarom sommige van die oplossingen de elektrische stroom geleiden en andere niet? In dit hoofdstuk leer je dat het deeltjesmodel van de materie (het corpusculair model) een grote hulp is om zulke verschijnselen te verklaren. Op het einde van het hoofdstuk ben je niet alleen in staat om te bepalen of twee willekeurige zouten (bv. kaliumfosfaat en zinkbromide) bij vermenging zullen oplossen, maar je zult ook de reactievergelijking van deze reactie kunnen schrijven. En je zult kunnen voorspellen of er zich een ondoorzichtige “neerslag” zal vormen en waaruit die zal bestaan (in ons voorbeeld: een neerslag van zinkfosfaat). En vooral: je zult begrijpen waarom dit zo gebeurt en welke fenomenen zich op het niveau van deeltjes afspelen. Je merkt het : dit wordt alweer een leerrijk hoofdstuk chemie. Aan het werk dan maar!

18.

Dipoolmoleculen

Bronnen: -

C:\elementaire chemie\415_Partieel ionkarakter.htm (= hoofdstuk 9.1 ‘Elektronegatieve waarde’) Aanvullende informatie: Explosief 2.2. p. 83-91

ALVORENS JE DE FICHE INVULT Elementaire chemie : Lees zeer aandachtig de pagina met als titel ‘elektronegatieve waarde – partieel ionkarakter’ (hoofdstuk 9.1), tot je alles begrepen hebt. Inleiding 

Wat gebeurt er wanneer je een elektrisch geladen staaf in de buurt van een waterstraal brengt? __________________________________________________________________________ Dit is op zijn minst vreemd te noemen, want (zoet) water is geen geleider van elektrische stroom.



Wat gebeurt er wanneer je dezelfde staaf in de buurt van een straal tetrachloormethaan (tetra, CCl4) brengt? __________________________________________________________________________


HOOFDSTUK 10. Oplossingen in water 75

Chemie (2u) - 4 FRWET In dit hoofdstuk leer je dat de verklaring voor dit fenomeen in de verschillende moleculaire structuren van water en tetra ligt. We voeren in dit hoofdstuk zes nieuwe begrippen in : (1) “elektronegatieve waarde” (elektronegativiteit), kortweg : EN (2) “Verschil in elektronegativiteit” (kort: ΔEN ) en (3) “ionkarakter van een atoombinding” (4) Polaire moleculen (of dipoolmoleculen) en apolaire moleculen (5) Polaire en apolaire stoffen (6) Waterstofbruggen Deze zes begrippen moet je kennen, kunnen uitleggen en kunnen toepassen. We behandelen ze nu een voor een.

a) Elektronegatieve waarde EN Definitie. Vul aan: De elektronegatieve waarde (kort: EN) is het vermogen van de atoomkern van een element om, in een binding met een ander atoom, _________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ .

Welke twee factoren beïnvloeden de elektronegatieve waarde van een element? (Het antwoord vind je bij de uitleg over de HCl-atoombinding). 1) Het aantal ______________________________________________ : hoe meer ______________________ in de atoomkern, hoe sterker/zwakker een elektron aangetrokken wordt. 2) Het aantal ______________________________________________ . Hoe meer ___________________________, hoe groter/kleiner de afstand tot de ______________ , dus hoe sterker/zwakker een elektron in de buitenste schil aangetrokken wordt.

Het samenspel van deze twee factoren bepaalt de elektronegatieve waarde (EN) voor elk element. Bestudeer aandachtig de volgende tabel:




Tabel 1 - Elektronegatieve waarde van de elementen

Vragen (het antwoord moet je zelf vinden, door beide bovenstaande principes toe te passen): -

(1) Waar in het PSE bevinden zich de elementen met de grootste EN ? => Omcirkel het juiste antwoord: Bovenaan links – bovenaan rechts – onderaan links – onderaan rechts – bovenaan in het midden – onderaan in het midden => Waarom? _______________________________ en ____________________________.

-

(2) Waar in het PSE bevinden zich de elementen met de kleinste EN? => Omcirkel het juiste antwoord: Bovenaan links – bovenaan rechts – onderaan links – onderaan rechts – bovenaan in het midden – onderaan in het midden => Waarom? _______________________________ en ____________________________.

-

(3) Verklaar het verschil in EN tussen O en S. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________

-

(4) Verklaar het verschil in EN tussen O en N. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________




Een andere voorstelling van de elektronegativiteit van de elementen. Wat valt op als je naar de edelgassen kijkt?

b) Verschil in elektronegativiteit : ΔEN = EN2 – EN1. Het ionkarakter van een atoombinding. Wanneer twee elementen een verbinding vormen, bepaalt het verschil in EN in hoeverre het over een ______________binding dan wel een _______binding gaat. Het verschil in EN duiden we aan met het symbool _________. Het antwoord op de vraag : “Is een bepaalde binding een ionbinding” is dus niet absoluut (ja/neen), maar relatief (zoveel procent ionair).

EN bepaalt het _____________ karakter van een a_________________.

Tabel : ΔEN en het ionair karakter van chemische verbindingen:

Tabel 2 - Het ionair karakter van chemische verbindingen



Chemie (2u) - 4 FRWET 

Interpretatie van de tabel We spreken van een ionbinding wanneer het ionair karakter van de binding > 50 %. VRAAG 1 : Vanaf welke waarde voor ΔEN spreken we van een ionbinding? ANTWOORD: voor ΔEN ≥ _________ . VRAAG 2: Voor welke waarden van ΔEN spreken we van een atoombinding? ANTWOORD: voor ______ ≤ ΔEN ≤ ___________



Toepassing : HCl 1. Lees aandachtig de uitleg over de vorming van HCl op Elementaire Chemie. 2. Verklaar met behulp van de twee bovenstaande tabellen de volgende uitspraak: “De HClbinding is 18 % ionair”. Verklaar dit in twee stappen. Stap 1 (met behulp van tabel 1) : ________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Stap 2 (met behulp van tabel 2) : ________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________

Besluit : HCl is een __________________binding (_____ % ionbinding => _______ % atoombinding).



Toepassing : de verbinding HF (waterstoffluoride). Beantwoord de volgende vragen: Beschouw de verbinding HF. o

Hoeveel bedraagt ΔEN ? __________

o

Is dit een ionbinding? Ja / Neen. 

Hoeveel procent ionkarakter heeft de binding? _________________ (herinner je: als dit percentage > 50 % => ionbinding!)

o

Welk element in HF heeft een partiële negatieve lading? _______ 

o

Waarom? __________________________________________________

Welke element in HF heeft een partiële positieve lading? _______ 

Waarom? __________________________________________________



Chemie (2u) - 4 FRWET OEFENING Bereken het percentage ionkarakter van de volgende atoombindingen. Welk atoom is partieel positief geladen? Welk atoom is partieel negatief geladen? MAAK DEZE OEFENING ZELFSTANDIG, ALVORENS JE NAAR DE OPLOSSING KIJKT.

Binding

% ionkarakter

Partieel-positief

Partieelnegatief

A

H-Cl

B

N-O

C

I-I

D

P-Cl

E

H-O

F

H-F

G

S-O

H

N-H

I

C-Cl

J

C-O

Oplossing: C:\elementaire chemie\Oplossingen\Oefening 2.10.htm (§ 9.1. onderaan)



Chemie (2u) - 4 FRWET c) Polaire en apolaire moleculen

Lees aandachtig C:\elementaire chemie\416_Dipoolmoleculen.htm. (§ 9.1.).

1) Wat is een dipoolmolecule? Geef de definitie (drie voorwaarden moeten vervuld zijn!)

Een dipoolmolecule is ____________________________________________________________ _______________________________________________________________________________

2) Onderstreep in de bovenstaande definitie de DRIE kenmerken van een dipoolmolecule. 3) Wat is een apolaire molecule?

Apolaire moleculen zijn _____________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________

4) Hieronder zie je het bolkap- of het staafjesmodel van enkele moleculen. Geef telkens aan of de molecule polair (= dipoolmolecule) of apolair is. a) Water (H2O) : _____________

c) Methaan (CH4) : ________________

b) CCl4 : __________________ d) H2S : ___________________

Oplossing: 2 x polair, 2 x apolair 2014-2015 Freinetschool Villa da Vinci


Chemie (2u) - 4 FRWET 5) Maak de oefening “Dipoolmoleculen” op Elementaire Chemie (10 opgaven, onderaan op C:\elementaire chemie\416_Dipoolmoleculen.htm).

d) Polaire en apolaire stoffen Definitie:

(schrap wat niet past)

Stoffen die opgebouwd zijn uit polaire/apolaire moleculen (of dipoolmoleculen) noemen we polaire stoffen. Stoffen die opgebouwd zijn uit polaire/apolaire moleculen noemen we apolaire stoffen.

Vul aan: polaire stof, polaire moleculen, apolaire moleculen, apolaire stof. Water is een ________________ __________, want het bestaat uit ____________________ _________________________. Tetra (CCl4) bestaat uit _______________ ________________ en is dus een _____________________ _____________ .

e) Waterstofbruggen Lees aandachtig de volgende tekst :

Tussen watermoleculen onderling werken sterke dipool-dipoolkrachten. Door deze krachten tussen de watermoleculen ontstaan molecuulaggregaten (aggregaat = ophoping), waarin de H-atomen als het ware “bruggen” vormen tussen de moleculen: waterstofbruggen (zie de stippellijn op de schets). Daardoor heeft water een uitzonderlijk hoog smelt- en kookpunt in vergelijking met andere moleculen met een vergelijkbare structuur (zoals H2S). In vaste toestand (ijs) zijn alle watermoleculen door dergelijke waterstofbruggen aan elkaar gebonden: ze vormen een zeer stevig rooster (molecuulrooster). In vloeibare toestand worden waterstofbruggen voortdurend verbroken, maar ontstaan er op hetzelfde ogenblik ook andere bruggen: de watermoleculen vormen kleine molecuulaggregaten. Zelfs in waterdamp zijn er nog kleine aggregaten aanwezig.




Tussen moleculen die bestaan uit één of meer H-atomen en een ander klein atoom (F, O, N) vormen zich waterstofbruggen. Daardoor treden extra cohesiekrachten tussen deze moleculen op. Visuele voorstelling van de waterstofbrug: Bekijk het korte filmpje “A Closer Look at Water” op C:\elementaire chemie\417_Cohesiekrachten.htm (bijna onderaan op de pagina). Bestudeer ook de molecuulstructuur in de 3D-modellen op dezelfde pagina.

Waterstofbrug. De twee schema's links geven de kristalstructuur van gestold water (ijs). Rechts de veranderlijke waterstofbruggen bij vloeibaar water (tijdelijke aggregaten van moleculen).

Onthoud: bij watermoleculen maken de twee H-O-bindingen een hoek van 104°.




Herhaling: de waterstofbrug. a) Duid op de het 3D-model van vloeibaar water aan: H-atomen, O-atomen, waterstofbrug. b) Beschrijf met je eigen woorden hoe de waterstofbrug tot stand komt : _____________________________________________ ___________________________________________________ __________________________________________________ .

c) Welke gevolgen heeft het optreden van waterstofbruggen voor water? (bron: C:\elementaire chemie\417_Cohesiekrachten.htm) 1) Er treden extra ______________krachten tussen de m_______________ op. 2) Het _________________ en het ____________________ van water liggen hoger dan bij andere vergelijkbare stoffen (zoals H2S). 3) In vaste toestand (ijs) vormen de watermoleculen een ___________________________ ____________________________________________ . 4) Een ander gevolg van de waterstofbrug in water is dat ijs een kleinere massadichtheid heeft dan vloeibaar water en dus op water drijft. Zonder deze eigenschap van water zou het leven in water voor de meeste dier- en plantensoorten onmogelijk zijn (waarom?).




19.

Corpusculaire interacties bij het oplossen

Bronnen: -

C:\elementaire chemie\418_Polair - apolair.htm (§ 9.2. Polaire en apolaire oplosmiddelen)

1. Voorbereiding: Noteer de structuurformules (Lewis-voorstelling) van de volgende stoffen13. Duid ook telkens aan of ze polair of apolair zijn (schrap wat niet past):

Natriumchloride : NaCl

Dijood : I2

Polair / apolair

Polair / apolair

Water : H2O

Tetra of koolstoftetrachloride: CCl4

Polair / apolair

Polair / apolair

2. Lees aandachtig de opgegeven pagina op Elementaire Chemie (“Polaire en apolaire oplosmiddelen”). Bekijk ook het filmpje “Natrium en dijood in water en tetra”. 3. Bekijk de animatie (links bovenaan op de pagina) over de oplosbaarheid van keukenzout (NaCl) in water. Klik vervolgens op de zoom-knop en luister naar de verklaring.

13

Vergeten hoe je een structuurformule (= Lewis-voorstelling) opstelt? Blader dan even terug in de fiches, of vraag uitleg aan een klasgenoot. Structuurformules moet je kunnen opstellen!



Chemie (2u) - 4 FRWET Leg nu uit, door gebruik te maken van het corpusculair model van de materie (deeltjesmodel) : (Gebruik de uitleg op Elementaire Chemie om de volgende vragen te beantwoorden.)

a) Wat gebeurt er bij het oplossen van NaCl in water met de Na+- en de Cl—deeltjes van NaCl? Leg dit uit in twee stappen: Stap 1: ____________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ Stap 2: ____________________________________________________________________ __________________________________________________________________________

b) Waarom geleidt zoutwater de elektrische stroom? __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ c) Wat betekent de term “gehydrateerd ion”? ____________________________________ ___________________________________________________________________________ 4. Twee van de volgende uitspraken zijn juist. Welke? (Doorstreep wat fout is) a) De positieve metaalionen in het NaCl-rooster trekken de negatieve watermoleculen aan. b) De positieve niet-metaalionen in het NaCl-rooster trekken de negatieve watermoleculen aan. c) De positieve metaalionen in het NaCl-rooster trekken de negatieve polen van de watermoleculen aan. d) De positieve niet-metaalionen in het NaCl-rooster trekken de negatieve polen van de watermoleculen aan. e) De negatieve metaalionen in het NaCl-rooster trekken de positieve watermoleculen aan. f) De negatieve niet-metaalionen in het NaCl-rooster trekken de positieve watermoleculen aan. g) De negatieve metaalionen in het NaCl-rooster trekken de positieve polen van de watermoleculen aan. h) De negatieve niet-metaalionen in het NaCl-rooster trekken de positieve polen van de watermoleculen aan. 2014-2015 Freinetschool Villa da Vinci


Chemie (2u) - 4 FRWET 5. In welke twee gevallen zal een oplosmiddel een zout14 NIET goed oplossen? 1) Als de ionbinding van het zout _________________________________________ 2) Als het oplosmiddel __________________________________________________ 6. Schrijf de dissociatievergelijking van natriumchloride op15: NaCl  _____ + ______ (Met de langere formule op Elementaire Chemie hoef je nog geen rekening te houden. Je leert er meer over in leerfiche 21). 7. Oefening. Schrijf de dissociatievergelijking van de volgende (oplosbare) zouten in water:

a

KBr

f

Ca(NO3)2

b

CaCl2

g

Na2SO4

c

NaNO3

h

KI

d

K2SO4

i

KNO3

e

Fe(NO3)2

j

Na3PO4

Tip : denk aan de indexen, de coëfficiënten en de partiële ladingen! a) KBr  K+ + Brb) __________________________________________ c) __________________________________________ d) __________________________________________ e) __________________________________________ f) __________________________________________ g) __________________________________________ h) __________________________________________ i) __________________________________________ j) __________________________________________

Oplossing: elementaire chemie\418_Polair - apolair.htm.

14 15

Ter herinnering: een zout is een (M,NM)-verbinding. Zie hoofdstuk 9. Zouten zijn altijd ionbindingen. Dissociatie = verbreking, uiteenvallen.



Chemie (2u) - 4 FRWET Samengevat Vul in : polaire stoffen; het oplosmiddel; het zout; apolair; ionbinding Veel zouten, zoals NaCl, lossen goed op in water omdat zowel _____________________ als ______________________________ _____________________ ____________________ zijn. Wanneer een zout niet oplost in een vloeistof, dan is dat ofwel omdat de vloeistof ______________ is, ofwel omdat de ______________________________ van het zout in kwestie zeer sterk is.

8. Andere oplossingen : apolair – apolair ; polair – apolair ; apolair – polair Blader even terug naar alinea 1 van deze fiche. Van het kadertje dat je daar invulde hebben we nu één mogelijkheid besproken: 

Een polaire stof in een polaire vloeistof => lost doorgaans goed op (bv. NaCl in H2O).

De volgende vragen blijven nog te beantwoorden:   

Hoe goed lost een polaire stof in een apolaire vloeistof op? Hoe goed lost een apolaire stof in een polaire vloeistof op? Hoe goed lost een apolaire stof in een apolaire vloeistof op?

(bv. NaCl in CCl4) (bv. I2 in H2O) (bv. I2 in CCl4)

Lees de antwoorden op deze vragen op Elementaire Chemie (C:\elementaire chemie\418_Polair apolair.htm) en vul vervolgens het schema op de volgende bladzijde aan. 1) Geef bij elke combinatie aan: “goed oplosbaar” of “weinig oplosbaar” 2) Geef bij elke combinatie een korte verklaring met behulp van het corpusculair model van de materie (deeltjesmodel)




Polaire stof

Apolaire stof

goed/weinig oplosbaar


Verklaring:

Verklaring:



Verklaring:

Verklaring:

Polair oplosmiddel

Apolair oplosmiddel



Chemie (2u) - 4 FRWET 9. Oefening : kruis het juiste antwoord aan (één antwoord per opgave) Polair oplosmiddel 1.

Br2

2.

CCl4

3.

Water

4.

KCl

5.

Natriumbromide

6.

Dichloor (Cl2)

Apolair oplosmiddel X

…lost goed op in een…

De oplossing vind je onderaan op de pagina C:\elementaire chemie\418_Polair apolair.htm (§ 9.2. Polaire en apolaire oplosmiddelen).

10. Wanneer geleidt een oplossing de elektrische stroom? Herinner je : elektrische stroom is een beweging van g_________________ deeltjes. Neutrale deeltjes geleiden de stroom dus niet. Welke van de volgende stoffen zullen in opgeloste toestand de elektrische stroom goed geleiden? Geef telkens ook de reden aan (welke verbinding). Schrap wat niet past : Geleider in oplossing?

Verklaring:

NaCl

geleidt / geleidt niet

want: ionen / neutrale moleculen komen vrij

I2



KBr






11. Algemeen besluit : de oplosbaarheid in vloeistoffen (goed kennen!) a) Vul in : apolair of polair  

Apolaire moleculen lossen goed op in _______________________ oplosmiddelen. Ze lossen niet of slecht op in ____________________ oplosmiddelen. Polaire stoffen lossen goed op in ___________________________ oplosmiddelen. Ze lossen niet of slecht op in ____________________ oplosmiddelen. Neem het samenvattende kadertje (“algemeen besluit”) uit Elementaire Chemie hier over:

b) Geleiding van de elektrische stroom. Opgeloste ________verbindingen geleiden de stroom goed. Opgeloste _____________verbindingen geleiden de stroom niet.

12. Enkele slotoefeningen (zelf oefenen).  

 

Maak de oefening onderaan op C:\elementaire chemie\418_Polair - apolair.htm (“Oplosbaarheid en oplosmiddel”). Definieer het de volgende begrippen: o Apolaire stof o Polair oplosmiddel o procentueel ionair karakter van een binding Bepaal het procentueel ionair karakter van: LiCl, KI, CO Verklaar met behulp van het atoommodel én van de elektronegatieve waarde waarom waterstof geen ionbindingen kent.




20.

Elektrolyten en niet-elektrolyten; elektrolyse

Bronnen: -

C:\elementaire chemie\419_Elektrolyten en niet-elektrolyten.htm (1) C:\elementaire chemie\420_Sterke en zwakke elektrolyten.htm (2) C:\elementaire chemie\422_Elektrolyse.htm (3) Explosief 2.2. p. 114-117 (4)

Lees aandachtig bron (1). Lees de pagina op Elementaire Chemie volledig en beantwoord daarna de vragen. 1. Wat is een elektrolyt? Definitie. Een elektrolyt is _________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ Een voorbeeld van een elektrolyt is ____________ .

2. Waarom geleiden elektrolyten (in oplossing) de elektrische stroom? Formuleer zelf een antwoord op deze vraag. Je kunt dat antwoord meteen uit de definitie van een elektrolyt afleiden, of je vindt het op Elementaire Chemie.

Antwoord: Elektrolyten in opgeloste toestand geleiden de elektrische stroom omdat de oplossing bestaat uit _______________________________________________________ .

3. Is zoutzuur (HCl) een elektrolyt? Leg uit waarom (niet). (Je vindt het antwoord in bron (1).)

Ja / Neen

_________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________



Chemie (2u) - 4 FRWET 4. Is ethanol (C2H5OH) een elektrolyt? Leg uit waarom (niet). (Je vindt het antwoord in bron (1).)

Ja / Neen

_________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 5. Is keukenzout (NaCl) een elektrolyt? Ja / Neen Leg uit waarom (niet)? (Maak gebruik van je eigen kennis en inzicht om te antwoorden.) _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________

Ook sommige zuren kunnen bij het oplossen ionen vormen! Dat is niet zo vanzelfsprekend, want zuren zijn – in tegenstelling tot zouten – geen i____verbindingen, maar a________verbindingen (of covalente verbindingen). Waarom zuren toch ionen kunnen vormen, leer je in leerfiche 21. 6. Vul in: ionisatie, ionisatievergelijking, ionen Wanneer een stof (bv. een zuur of een zout) bij het oplossen ______________ vormt, spreken we van ___________________. Dit stellen we voor met een ______________________________________________, bijvoorbeeld: HCl  H+ + Cl-



Chemie (2u) - 4 FRWET 7. Schrijf de ionisatievergelijkingen van de volgende stoffen. Denk aan de ladingen en de coëfficiënten!

a) HNO3

HNO3  _________ + _________

b) HBr

______________________________________

c) H2SO4

______________________________________

d) H2S

______________________________________

e) H3PO4

______________________________________

Oplossing: elementaire chemie\419_Elektrolyten en niet-elektrolyten.htm (onderaan)

8. Sterke en zwakke elektrolyten. Lees aandachtig bron (2). Beantwoord dan de vragen zo exact mogelijk (met behulp van het deeltjesmodel van de materie): a) Wanneer spreken we van een sterk elektrolyt? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ b) Wanneer spreken we van een zwak elektrolyt? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ c) Een voorbeeld van een sterk elektrolyt is _______________________________ . Een voorbeeld van een zwak elektrolyt is __________________________ . d) Vul in: het elektrisch geleidingsvermogen van elektrolyten wordt verklaard door de aanwezigheid van vrije _______________ .



Chemie (2u) - 4 FRWET 9. Elektrolyse van elektrolytoplossingen Lees aandachtig bron (3). Neem het schema van de elektrolyse-opstelling van zoutzuur (HCl) hieronder over. o o

Duid aan op je tekening : anode (+), kathode (-), chloorgas, Cl-, H+. Teken ook de stroomkring (met de positieve en de negatieve pool) en de bewegingsrichting van de (negatief geladen) elektronen (pijlen).

a) Schrijf de ionisatievergelijking van zoutzuur op:

b) Welke stof ontstaat aan de kathode? ________________ Verklaar met je eigen woorden hoe dit gebeurt. _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________



Chemie (2u) - 4 FRWET c) Welke stof ontstaat aan de anode? __________________ Verklaar met je eigen woorden hoe dit gebeurt. _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ d) Vul in. Kies uit : neutrale, anode, kathode, negatieve, positieve, elektrolyse, ontladen.

Elektrolyse. Bij een ________________________ worden aan de __________________ (= ______________ elektrode) de negatieve ionen __________________. Aan de _________________ (= negatieve elektrode) worden de _______________________ ionen ____________________ . Aan beide elektroden ontstaan dus elektrisch _______________________ stoffen. e) Studietip: je moet de elektrolyse van NaCl kunnen verklaren.




21.

Dissociatie en hydratatie

Bron: Explosief 2.2 p. 99 – 101

A. Dissociatie van zouten Lees aandachtig de bladzijden 99 en 100 in Explosief 2.2. 1. Beantwoord de onderstaande vragen: 

Wat zijn gehydrateerde ionen? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________



Wat is dissociatie? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________

2. Verklaar de dissociatie van natriumchloride in water met het corpusculair model. Maak een schema en leg uit. Ter herinnering: NaCl is een zuur/zout/base en is dus een atoom-/metaal-/ionbinding



Chemie (2u) - 4 FRWET B. Ionisatie van zuren Wat vreemd! Zoutzuur (HCl) is een atoomverbinding16 en bevat dus geen ionen. Toch geleidt een zoutzuuroplossing (zoutzuur in water) de elektrische stroom. Er moeten dus ionen gevormd zijn! Hoe kan dat? Lees de alinea “Ionisatie van zuren” in Explosief 2.2. op p. 105-106. Beantwoord de vragen: (a) Hoe ontstaan bij de oplossing van zoutzuur in water ionen? ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ (b) Geef de ionisatievergelijking : ___________________________________________________________________________ (c) Hoe heet het positieve ion H30+ ? __________________________ (d) Geef de vergelijkingen van de “trapsgewijze ionisatie” van zwavelzuur (met twee ionisatievergelijkingen)17 STAP 1 = vgl. 1 : _______________________________________________________________ STAP 2 = Vgl. 2 : _______________________________________________________________

Vat nu beide bovenstaande ionisatievergelijkingen samen tot één enkele vergelijking: STAP 3 = Vgl. 3 :

H2SO4 + H2O  ______________________________ Dit is de ionisatievergelijking van zwavelzuur.

Studietip: je moet het verschil kunnen uitleggen (en herkennen) tussen de ionisatie van een zout en de ionisatie van een zuur.

Meer weten? Een meer gedetailleerde verklaring over de oplossing van moleculeverbindingen en ionverbindingen en over ionisatie vind je in Explosief 2.2., hoofdstukken 16 en 17, 19 en 20. Aanbevolen lectuur!

16 17

Ook covalente verbinding of (in Explosief) “molecuulverbinding” genoemd De eerste reactievergelijking op p. 106 (Explosief 2.2.) bevat een fout. Vind je ze? Corrigeer ze!




22.

De oplosbaarheid van zouten

Bronnen: -

Elementaire chemie\426_Oplosbaarheid en neerslag.htm (§ 10)

1) Herhaling van parate kennis. Vul aan of schrap wat niet past: 

Een elektrische stroom is gedefinieerd als de verplaatsing van ge_____________________ deeltjes.



Zouten zijn (____, ____)-verbindingen: verbindingen tussen een m_____________ en een niet-_________________ .



Zouten zijn ionbindingen/molecuulbindingen/metaalbindingen.



Zouten lossen op in water op voorwaarde dat de ionbinding _______________ _____________________________________________ .



Wanneer een zout oplost in water, geleidt deze oplossing de elektrische stroom wel / niet. Zouten zijn dus elektrolyten / niet-elektrolyten.

2) Oplosbare en onoplosbare zouten Lees de opgegeven bron Elementaire chemie\426_Oplosbaarheid en neerslag.htm (§ 10) aandachtig en vul vervolgens de fiche in. 

Vraag: Welke factor bepaalt of een zout oplosbaar is in water of niet? Antwoord: De aa______________________ in het ______rooster. Deze elektrische kracht noemen we de coulombkracht. In welke twee gevallen zijn de coulombkrachten het grootst? (1) Als de __________________ zeer klein zijn (dan zitten ze ___________ bij elkaar => grote aantrekkingskracht). (2) Als de ionen een ___________ lading hebben (bv. _____________________ ). Schrap wat niet past: Hoe groter de coulombkrachten in het ionrooster, hoe makkelijker / moeilijker het zout in kwestie oplost in water.



Chemie (2u) - 4 FRWET 3) Tabel : goed en slecht oplosbare ionverbindingen. Zie de volgende bladzijde. Deze tabel moet je kunnen gebruiken!

Beantwoord de volgende vragen met behulp van de tabel : a) Wat betekent in deze tabel “goed oplosbaar” ? _____________________________ ____________________________________________________________________

b) Wat betekent in deze tabel “slecht oplosbaar”? ___________________________ ____________________________________________________________________

c) Gebruik de tabel om te antwoorden:

-

NaF is

goed oplosbaar / slecht oplosbaar

-

Calciumnitraat is


-

Calciumfosfaat is


-

Ag2CO3 is


(De antwoorden vind je enkele pagina’s lager in een voetnoot.)

Twee opmerkingen bij de oplosbaarheidstabel:

(bron: Leerwerkboek Elementaire Chemie GO4_2).






Chemie (2u) - 4 FRWET 4) Oefening (gebruik de tabel!)

Lossen de volgende zouten op in water? Zo ja, schrijf de dissociatievergelijking. Geef ook de juiste naam (of namen) als de formule gegeven is of geef de formule als de naam gegeven is. Oplosbaar in Formule Naam (namen) Dissociatievergelijking water? (J/N) Kopersulfaat, A CuSO4 J CuSO4  Cu2+ + SO42koper(II)sulfaat

B

FeCl3

C

K3PO4

D

BaCO3

E (NH4)2CO3

ijzer(3+)nitraat F ijzertrinitraat Aluminiumnitraat G

Bariumchloride H

Natriumfosfaat I

dikopersulfaat J koper(1+)sulfaat Oplossing: C:\elementaire chemie\426_Oplosbaarheid en neerslag.htm (onderaan op de pagina) 2014-2015 Freinetschool Villa da Vinci



23.

Neerslagreacties

Bronnen: -

C:\elementaire chemie\427_Neerslagreacties.htm Explosief 2.2. p. 139-143

(bron 1) (bron 2)

1. Inleiding Tot nu toe bestudeerden we de oplosbaarheid van ionverbindingen (en van sommige zuren) in water18. Nu gaan we een stapje verder: we voegen (in water) opgeloste zouten bij elkaar. Dan ontstaat vaak een zogenaamde neerslag.

Neerslagreacties

2. Een voorbeeld: zilvernitraat (AgNO3) en natriumchloride (NaCl). We voegen een oplossing van zilvernitraat bij een oplossing van natriumchloride. Bekijk de reactie (filmpje) op bron (1). Wat neem je waar op het filmpje? _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ Wat gebeurt er na een tijdje met de witte troebeling? (zie tekst) _____________________________________________________________________________ Hoe noemen we de witte troebeling? Een _______________________ . Wanneer ontstaat zo’n neerslag? Wanneer na het samenvoegen _________________________ ________________________________________________ aanwezig zijn.

18

De oplossing van oefening c op p. 100 : goed / goed / slecht / slecht



Chemie (2u) - 4 FRWET 3. Neerslag: definitie Neem de volgende twee definities over uit Explosief 2.2. p. 142. 

Neerslag : ______________________________________________________________ _______________________________________________________________________



Neerslagreactie : _________________________________________________________ _______________________________________________________________________

4. Reactievergelijking van een neerslagreactie VOORBEELD 1. We keren terug naar de reactie tussen zilvernitraat en natriumchloride. (a) Schrijf de twee dissociatievergelijkingen op. Geef bij elke stof ook de aggregatietoestand aan. Zilvernitraat:

AgNO3 (____)  ______________________________

Natriumchloride:

NaCl (______)  ______________________________

(b) Welke ionen ontstaan in de oplossing? Geef ook hun lading aan. Positieve ionen in de oplossing : ________________________________________________ Negatieve ionen in de oplossing : ________________________________________________

(c) Welke verbindingen kunnen door de coulombkrachten tussen deze ionen ontstaan? Zijn deze verbindingen goed of slecht oplosbaar (gebruik de tabel uit de vorige leerfiche)? Goed oplosbare verbindingen : _____________, _________________ en __________________ Slecht oplosbare verbinding : _______________

(d) Welke neerslag zal dus gevormd worden (geef de formule en de naam)? Een neerslag van ______________ of _________________________________ .



Chemie (2u) - 4 FRWET (e) Met een (vereenvoudigde) neerslagreactie geven we de vorming van een neerslag weer. De uitgangsproducten zijn ionen, het eindproduct is de neerslag. Noteer de (vereenvoudigde) neerslagreactie voor de vorming van zilverchloride:

Opm.: een neerslag wordt in een reactievergelijking ook wel met een schuin neerwaarts pijltje aangeduid, bv.: “Ca3(PO4)2↙”

:

neerslag van calciumfosfaat.

Vorming van AgCl-neerslag. Kun je de vorming van de neerslag verklaren met behulp van de wisselwerking tussen de deeltjes (ionen)?



Chemie (2u) - 4 FRWET VOORBEELD 2. Bariumhydroxide Ba(OH)2 en kopersulfaat CuSO4 Los het onderstaande voorbeeld zelfstandig op. Vergelijk daarna met de antwoorden op Elementaire Chemie (C:\elementaire chemie\427_Neerslagreacties.htm). Studietip: Je moet dissociatievergelijkingen en neerslagreacties zelf kunnen schrijven (met de juiste aggregatietoestand).

Hoe schrijven we aggregatietoestanden in chemische reactievergelijkingen? Toestand

schrijfwijze

voorbeeld

Schrap wat niet past:

vast

(v) [Engels: (s)]

H2O(v)

Dit is ijs / vloeibaar water / waterdamp

gas

(g) [Engels: (g)]

H2O(g)


vloeibaar

(vl) [Engels: (l)]

H2O(vl)


oplossing in water

(opl)[Engels: (aq)]

NaCl(opl)

Dit is opgelost keukenzout

We voegen Ba(OH)2(vast) bij kopersulfaat CuSO4(vast) (a) Schrijf de twee dissociatievergelijkingen op. Geef bij elke stof ook de aggregatietoestand aan. Bariumhydroxide:

________ (______)  ______________________________

Kopersulfaat:

________ (______)  ______________________________

(b) Welke ionen ontstaan in de oplossing? Geef ook hun lading aan. Positieve ionen in de oplossing : ________________________________________________ Negatieve ionen in de oplossing : ________________________________________________

(c) Welke verbindingen kunnen door de coulombkrachten (= de elektrische krachten) tussen deze ionen ontstaan? Zijn deze verbindingen goed of slecht oplosbaar (gebruik de tabel uit de vorige leerfiche)? Goed oplosbare verbindingen : _________________________________________________ Slecht oplosbare verbinding : ___________________________________________________



Chemie (2u) - 4 FRWET (d) Welke neerslag zal dus gevormd worden (geef de formule en de naam)? ____________________________________________________________________________

(e) Noteer de vereenvoudigde neerslagreactie:

5. Oefening : neerslagreacties Schrijf de neerslagreactie die mogelijk optreedt bij het samenvoegen van oplossingen van de volgende zouten (gebruik de tabel van oplosbaarheid!) Tip: bij drie reacties is er geen neerslag. In dat geval schrijf je “nihil” in de rechter kolom.

Oplossingen A

Neerslagreactie Ag+ + I-

kaliumjodide en zilvernitraat

AgI (vast)

(AgI is onoplosbaar (zie tabel))

B

bariumchloride en aluminiumsulfaat

C

magnesiumnitraat en koperjodide

D

kaliumfosfaat en zinkbromide

E

kwikdinitraat en ijzertrichloride

F

koperdichloride en natriumfosfaat

G

natriumcarbonaat en aluminiumchloride

H

kopersulfaat en ijzerdichloride

I

ijzertrinitraat en natriumsulfide

J

lithiumfosfaat en calciumchloraat

Oplossing: C:\elementaire chemie\427_Neerslagreacties.htm



Chemie (2u) - 4 FRWET 6. Toepassing van de leerstof: drinkwaterkwaliteit. Probleem: In sommige waterwinningsgebieden zijn er te veel ijzerzouten opgelost in het water. Daardoor krijgt het drinkwater een roestkleur en een slechte smaak. Vraag: Door toevoeging van welke stof kan men het te veel aan ijzer uit het water verwijderen? Tips: neerslagreactie; gebruik de tabel met oplosbare stoffen; zoek een stof met de gewenste eigenschappen én die geen gevaar voor de gezondheid inhoudt ; op http://www.hidrodoe.be/over-water/wat-is-water/samenstelling vind je informatie over allerlei stoffen die zich in het drinkwater (mogen) bevinden. Antwoord (noem niet alleen de gezochte stof; geef ook een woordje uitleg over de chemische reactie!): _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ Oplossing: deze vind je in de onderstaande kadertekst (maar zoek eerst zelf een antwoord!).

Oppervlaktewater- en oevergrondwaterzuivering Vul de tekst aan. Oppervlaktewaterzuivering en oevergrondwater ondergaan dezelfde zuivering. Deze zuivering vindt plaats in twee stappen; voorzuivering en directe drinkwaterzuivering. Als eerste wordt bij de voorzuivering er voor gezorgd dat er geen vissen en grofvuil in het proces terecht komen. Nadat het water het inlaatfilter is gepasseerd worden er ijzerzouten, natronloog en katalysatoren aan het water toegevoegd. De ijzerzouten reageren met het natronloog waardoor er ijzerh________________ ontstaat, middels de reactie Fe3+ + ____OH− → Fe(OH)___, waaraan allerlei zwevende deeltjes zich hechten. De roerwerken zorgen ervoor dat het ijzerhydroxide zich goed over het water verspreidt om zoveel mogelijk deeltjes te hechten. De gevormde vlokken bezinken vervolgens in een bezinkbak en worden afgevoerd. Omdat niet alle vlokken bezinken wordt er een tweede filtratie toegepast, het water wordt hier door een zandfilter geleid.

Bron: http://eduweb.eeni.tbm.tudelft.nl/TB141E/totaal.php 2014-2015 Freinetschool Villa da Vinci



7. Neerslagreacties, samengevat




24.

Gasontwikkelingsreacties

Naast neerslagreacties bestaan er ook reacties waarbij een reactiestof ontsnapt in de vorm van gasbelletjes. Zulke reacties noemen we gasontwikkelingsreacties. Voorbeeld 1: samenvoegen van magnesiummetaal (Mg) en zoutzuur (HCl).

(1) Bekijk het filmpje op https://www.youtube.com/watch?v=OBdgeJFzSec (Je vindt deze link ook op mathima / jaar 4 / chemie) of door de volgende tekst in te vullen op youtube.com : “single displacement Mg and HCl”.) (2) Wat neem je waar nadat het zoutzuur op het magnesiummetaal gegoten wordt? ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ (3) Welk gas ontsnapt bij deze reactie? ______ of w__________________________ Hoe wordt dit gas geïdentificeerd? _____________________________________ (4) Vervolledig de reactievergelijking. Vervang daarbij de Engelse symbolen voor de aggregatietoestand s, aq, g door de Nederlandse (zie kader op p. 106):

Mg(___) + HCl(____)  ______ + ______

Voorbeeld 2 : samenvoegen van natriumsulfide en zoutzuur. (1) Wat is de chemische formule van natriumsulfide? _______________




Bij gasontwikkelingsreacties ontsnapt er een zuur in gasvorm:



Welk gas komt vrij bij het oplossen van een bruistablet? _____________




25.

Ionreactievergelijkingen

Bron: Explosief 2.2., hoofdstuk 29 (p. 144-145)

Leerdoelen : leer

Je moet de ionreactievergelijking van een neerslagreactie zelf kunnen opstellen. Dat je in deze fiche in verschillende stappen. Vervolgens pas je het toe in oefeningen.

Opgave:

Bestudeer grondig het uitgewerkte voorbeeld op p. 144-145.

Zorg dat je het verschil kent tussen de volgende termen: 

Dissociatievergelijking : stelt de dissociatie van ionen voor (= het uiteenvallen van een ionverbinding), bv. Na3PO4  _______________________



Neerslagvergelijking: ___________________________________________________ _____________________________________________________________________ bv.:



____________________________________

Vereenvoudigde neerslagvergelijking:_______________________________________ _____________________________________________________________________ bv.:



____________________________________

Reactievergelijking (van een neerslagreactie) bv. (vul aan) : ___ Na3PO4 + ____Ca(NO3)2


 _______________ + ___________


Chemie (2u) - 4 FRWET Een ionreactievergelijking van een neerslagreactie bestaat uit vier vergelijkingen: (1) (2) (3) (4)

De dissociatievergelijking De neerslagvergelijking De vereenvoudigde neerslagvergelijking De reactievergelijking

Oefening (dit moet je goed kennen en kunnen!). Stel de ionreactievergelijkingen (telkens vier vergelijkingen) op van de volgende reacties (gebruik een apart blad): Als enige hulpmiddelen bij deze oefening mag je gebruiken:   a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) l) m)

de oplosbaarheidstabel19 uit leerfiche 22 de tabel met de zuurrestionen (onderaan op deze bladzijde)

kaliumjodide + zilvernitraat lood(2+)nitraat + natriumchromaat koper(2+)sulfaat + kaliumhydroxide magnesiumnitraat + koper(2+)jodide kaliumfosfaat + zinkbromide kwik(2+)nitraat + ijzer(3+)chloride bariumhydroxide + aluminiumnitraat koper(2+)chloride + natriumfosfaat natriumcarbonaat + aluminiumchloride koper(2+)sulfaat + ijzer(2+)chloride ijzer(3+)nitraat + natriumsulfide lithiumfosfaat + calciumchloraat aluminiumbromide + kaliumchromaat

De oplossing van deze oefening vind je in de klas. Zuurrestion

19

NO3-

nitraation

ClO3-

chloraation

SO42-

sulfaation

CO32-

carbonaation

PO43-

fosfaation

Deze tabel vind je ook in Explosief 2.2. op p. 238.



HOOFDSTUK 9. Classificatie van stoffen: zuren, hydroxiden, zouten

Recommend Documents