GENIE Chemie GO! 3 leerschrift 2u by VAN IN

Chemie GO!

GENI VA

3.2

LEER SCHRIFT

GENIE Chemie

GO!

3.2

INHOUD STARTEN MET GENIE

GENIE EN DIDDIT

WAT IS CHEMIE? 13

CHECK IN

THEMA 01: HOE WERK JE VEILIG IN EEN LABO? 18

VERKEN 19

` HOOFDSTUK 1: Waarmee moet je rekening houden in

een labo?

Het gebruikte veiligheidsmateriaal Het chemisch etiket Soorten labomateriaal Waar moet je op letten bij het uitvoeren van een laboproef? De algemene veiligheidsregels binnen een labo

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

` HOOFDSTUK 2: Hoe pas je enkele vaak gebruikte

labotechnieken toe? 2.1 2.2 2.3 2.4

De bunsenbrander De balans De trechter en het filtreerpapier Hoe lees je het vloeistofniveau in glaswerk af?

21 24 27 31 32

33 33 35 36 37

THEMASYNTHESE 38 CHECKLIST 39

PORTFOLIO

CHECK IT OUT

AAN DE SLAG

OEFEN OP DIDDIT

THEMA 02: ZUIVERE STOFFEN EN MENGSELS CHECK IN

VERKEN 45

` HOOFDSTUK 1: Hoe onderscheiden we stoffen van elkaar? 47

1.1 Wat betekent de term ‘stofeigenschap’? 47 1.2 Stofeigenschap: massadichtheid 50 1.3 Stofeigenschappen: kook- en smeltpunt 53 1.4 Stofeigenschap: geleidbaarheid 54 1.5 Stofeigenschap: oplosbaarheid van stoffen (in water) 55 Hoofdstuksynthese 56

` HOOFDSTUK 2: Is het een zuivere stof of een mengsel?

2.1 Onderscheid tussen zuivere stoffen en mengsels

2.2 Soorten mengsels 59 Hoofdstuksynthese 64

` HOOFDSTUK 3: Hoe kunnen we een mengsel van stoffen

scheiden? 65 3.1 Scheidingstechnieken 65 3.2 Scheidingsschema’s 77 Hoofdstuksynthese 78

` HOOFDSTUK 4: Kunnen we zuivere stoffen nog verder

onderverdelen? 79

THEMASYNTHESE 83

CHECKLIST 86 PORTFOLIO CHECK IT OUT

AAN DE SLAG

OEFEN OP DIDDIT

THEMA 03: DE ELEMENTAIRE DEELTJES CHECK IN

VERKEN 99

` HOOFDSTUK 1: Welke namen en symbolen krijgen de

elementen? 101 101 102

` HOOFDSTUK 2: Hoe evolueerde het atoommodel?

104

1.1 Globale afspraken 1.2 De namen en symbolen van de elementen

2.1 Van voorwerp tot atoom 2.2 Nog kleiner dan het atoom

` HOOFDSTUK 3: Welke elementaire deeltjes kennen we?

3.1 De elementaire deeltjes en hun lading 3.2 De massa van het atoom

104 105

113 113 115

` HOOFDSTUK 4: Atomen en hun isotopen: wat is de

gemiddelde relatieve atoommassa <Ar>? 117 4.1 Isotopen 117 4.2 De gemiddelde relatieve atoommassa <Ar> 119

` HOOFDSTUK 5: Hoe zitten elektronen verdeeld in

een atoom?

5.1 De Bohr-Rutherford elektronenverdeling 5.2 Elektronenconfiguratie 5.3 Lewisstructuren

123 123 130 131

THEMASYNTHESE 135 CHECKLIST 137

PORTFOLIO

CHECK IT OUT

138

AAN DE SLAG

139

OEFEN OP DIDDIT

THEMA 04: HET PERIODIEK SYSTEEM VAN DE ELEMENTEN (PSE) CHECK IN

144

VERKEN 145

` HOOFDSTUK 1: Wat zijn groepen en perioden in

` HOOFDSTUK 2: Wat leren we uit de plaats van

een element in het PSE?

146

het periodiek systeem?

2.1 De a-groepen en hun naam 2.2 Waarom lijken atomen graag op een edelgas? 2.3 Zijn er naast de massa en elektronenconfiguratie nog andere indelingen in het PSE?

150 150 153 159

` HOOFDSTUK 3: Welk belang en voorkomen

hebben enkelvoudige stoffen?

THEMASYNTHESE 165

CHECKLIST 167 PORTFOLIO

CHECK IT OUT

168

AAN DE SLAG

169

OEFEN OP DIDDIT

THEMA 05: CHEMISCHE BINDINGEN

CHECK IN

172

VERKEN 173

` HOOFDSTUK 1: Zijn deeltjes in een verbinding altijd op

eenzelfde manier gebonden?

1.1 Wat is het verschil tussen een binding en een verbinding? 1.2 Welke soorten bindingen bestaan er?

175 175 176

` HOOFDSTUK 2: Hoe wordt een ionbinding gevormd? 2.1 De ionbinding 2.2 De formule-eenheid van ionverbindingen 2.3 De neutraliteitsregel

178 178 180 182

` HOOFDSTUK 3: Hoe wordt een atoombinding gevormd? 184 184 187

3.1 De atoombinding 3.2 De molecuulformule van atoomverbindingen

` HOOFDSTUK 4: Hoe wordt een metaalbinding gevormd? 191 4.1 De metaalbinding 4.2 Verklaring van de eigenschappen van metalen

191 193

THEMASYNTHESE 196

CHECKLIST 197

PORTFOLIO

CHECK IT OUT

198

AAN DE SLAG

199

OEFEN OP DIDDIT

THEMA 06: KENMERKEN VAN EEN CHEMISCHE REACTIE

CHECK IN

206

VERKEN 207

` HOOFDSTUK 1: Wat is een chemische reactie?

209

` HOOFDSTUK 2: Hoe wordt een chemische reactie

genoteerd? 213 2.1 Reagentia en reactieproducten 2.2 Wet van behoud van atomen

213 214

` HOOFDSTUK 3: Welke types chemische reacties zijn er? 220 ` HOOFDSTUK 4: Wat gebeurt er met de massa’s voor

en na een chemische reactie?

224 7

` HOOFDSTUK 5: Welk nut hebben chemische reacties

als energiebron?

5.1 Chemische energie 5.2 Exo-energetische reacties 5.3 Endo-energetische reacties

228 228 230 234

THEMASYNTHESE 239

PORTFOLIO CHECK IT OUT AAN DE SLAG OEFEN OP DIDDIT

CHECKLIST 241

242

243

LABO’S 250 STEM-VAARDIGHEDEN (VADEMECUM) METROLOGIE

Grootheden en eenheden Machten van 10 en voorvoegsels Eenheden omzetten Nauwkeurig meten Afrondingsregels Formularium

•

CHEMISCHE CONVENTIES / HET PERIODIEK SYSTEEM VAN DE ELEMENTEN

• • • • •

STAPPENPLANNEN

Grafieken tekenen

• •

NW stappenplan

•

Formules omvormen Vraagstukken oplossen Grafieken lezen

OPLOSSINGSSTRATEGIE • •

• • • •

Te kennen elementen/symbolen Groepsnamen en periodenummers Index en coëfficiënt Reagentia en reactieproducten

LABO’S • • • •

Labomaterialen Labotechnieken Veiligheidsvoorschriften H- en P-zinnen

SOORTEN BINDINGEN SCHEIDINGSTECHNIEKEN

STARTEN MET GENIE Opbouw van een thema CHECK IN

CHECK IN

Safety first!

In de CHECK IN maak je kennis

Wat op school gebeurt in een labo, doet de industrie op grote

schaal. Ze gebruiken en stockeren chemische stoffen volgens de

richtlijnen die vanuit de overheid worden opgelegd. Hoewel er heel wat veiligheidsmaatregelen zijn, loopt er toch

met het onderwerp van het thema.

soms iets mis. Zo ontplofte in 1976 in Italië een

chemische fabriek en kwamen er giftige dampen in het nabijgelegen stadje Seveso terecht.

BEKIJK DE VIDEO

In de video zie je hoe de ramp kon gebeuren en welke lessen eruit getrokken werden.

In het kadertje onderaan vind

De overheid houdt een overzicht bij van alle bedrijven in België die gevaarlijke stoffen produceren, behandelen of transformeren: de Sevesobedrijven. 1

je een aantal vragen die je op

Scan de QR-code en zoek via de website op welke Sevesobedrijven bij jou in de buurt liggen. Noteer ze hier. OPEN DE WEBSITE

veiligheidspictogrammen. Welke van de onderstaande pictogrammen zijn dat?

beantwoorden.

Ga op zoek op de website en kruis aan.



OPDRACHT 1

Welke gevaren loop jij bij je thuis?

Waarom wordt er in reclame over huishoudproducten vermeld dat je ze buiten het bereik van kinderen moet houden? Waarom zijn die producten zo gevaarlijk en hoe kunnen we dat gevaar beter inschatten?

In de verkenfase zul je

` Wie of wat moet je beschermen?

` Welke veiligheidspictogrammen kun je in een labo op school terugvinden? ` Welke veiligheidsmaatregelen moet je in een labo op school respecteren?

THEMA 01

Hoe gevaarlijk zijn huishoudproducten?

VERKEN



In het labo is het ook belangrijk om op te letten tijdens het uitvoeren van een proef.

CHECK IN

597489-Genie-Ch3-Th1.indd 18

etiketten aandachtig. 2

Beantwoord de vragen. a

hebt over het onderwerp

20/05/2021 12:58

Je leerkracht laat vijf chemische producten zien die je ook thuis kunt terugvinden, bijvoorbeeld producten om te poetsen, om te wassen of af te wassen, te koken, te tuinieren of jezelf te verzorgen. Bekijk de producten en de

merken dat je al wat kennis

VERKEN

het einde van het thema kunt

De vier grootste gevaren voor de bevolking in de directe omgeving van een Sevesobedrijf zijn vastgelegd in vier



Welke pictogrammen vind je terug op de verpakkingen? Zet telkens een kruisje onder het pictogram per keer dat je het tegenkomt op een verpakking.

dat in het thema aan bod komt. Jouw voorkennis

andere

wordt hier geactiveerd.

HOOFDSTUK 1

THEMA 01

VERKEN

597489-Genie-Ch3-Th1.indd 19

Waarmee moet je rekening houden in een labo?

producteigen

pictogrammen

20/05/2021 12:58

LEERDOELEN Je kunt al:

DE HOOFDSTUKKEN

de gevaren inschatten bij het werken met chemische producten; jezelf en je omgeving beschermen voor gevaren;

bewust omgaan met stoffen en hun gevaren en zo een veilige omgeving creëren.

Na het activeren van de voorkennis volgen een aantal hoofdstukken.

Je leert nu:

de veiligheidsmaatregelen in een labo kennen en juist toepassen; de meest gebruikte labomaterialen benoemen en hun functie beschrijven;

In het labo kun je heel wat

extra (veiligheids)materialen

Een thema bestaat uit meerdere hoofdstukken. Doorheen de hoofdstukken

of voorwerpen terugvinden die

een chemisch etiket lezen en naar de betekenis handelen;

je niet in een ander klaslokaal

ziet. Ze zorgen ervoor dat je kunt

de veiligheidspictogrammen interpreteren en bespreken;

werken in een veilige omgeving.

de werking en het nut van H- en P-zinnen interpreteren en

verwerf je de nodige kennis en vaardigheden om uiteindelijk een antwoord

Raadpleeg zeker altijd het

bespreken;

reglement vóór het uitvoeren van

de onderdelen van een verslag begrijpen en toepassen.

een labo, zodat je altijd veilig te werk kunt gaan.

te geven op de centrale vraag of het probleem uit de CHECK IN.

1.1 Het gebruikte veiligheidsmateriaal

OPDRACHT 2

Hoe ziet mijn labolokaal eruit? 1

Loop rond in het labolokaal en kruis aan welke materialen je ziet. Ontbreekt er iets? Vul dan gerust het lijstje aan. EHBO-kistje

 beschermende kledij:



gaskranen

 brandblusser met



branddeken

handblusser

nooddouche oogdouche trekkast

aparte eilanden

labojas, labobril, handschoenen

label: A/B/C/D/E/F

 waterkranen  noodstop  aangepast tafelblad



THEMASYNTHESE SYNTHESE

 

       

de algemene regels CONTRACT

THEMA 01

597489-Genie-Ch3-Th1.indd 21

HOOFDSTUK 1

Als leerling verbind ik mij ertoe om de volgende regels altijd toe te passen in het labo. Bij fouten tegen deze regels weet ik dat er gevolgen zijn voor mijn veiligheid en die van anderen rondom mij.

Ik draag steeds het juiste beschermingsmateriaal op de juiste manier: labojas dichtgeknoopt, veiligheidsbril op de neus, handschoenen indien nodig. Losse haren bind ik samen.

Mijn labotafel is altijd ordelijk.

In het labo houd ik de doorgang vrij en leg ik alle onnodige materialen, zoals mijn boekentas, op de daartoe voorziene plaats.

20/05/2021 12:58

SYNTHESE EN CHECKLIST We vatten de kern van het thema voor je samen in de hoofdstuksynthese en themasynthese.

Vervolgens willen we graag dat je vorderingen

maakt en dat je reflecteert op je taken en leert

uit feedback. De checklist is een hulpmiddel om

Ik gedraag me steeds rustig, blijf zo veel mogelijk aan mijn werkbank en speel niet in het labo. Ik neem geen materialen of stoffen mee uit het labo. Eten of drinken doe ik niet in een labolokaal.

Als er iets misloopt, haal ik er meteen de leerkracht bij.

de betekenis van H- en P-zinnen

Ik giet een gebruikte stof nooit terug in de fles, maar verwerk ze als afval.

Wanneer ik aan een stof ruik, doe ik dat steeds op de correcte manier, door te wuiven.

Klaar met de proef? Dan maak ik alles schoon, berg alles correct op en was mijn handen grondig.

de naam en toepassingen van het labomateriaal

Ik kom steeds goed voorbereid naar het practicum.

Ik ken de brandprocedure en weet hoe ik moet reageren bij brand.

CHECKLIST

Als leerling van deze klas verklaar ik me tijdens een labo altijd te houden aan de bovenstaande regels. Ik respecteer de extra maatregelen die in mijn school genomen worden.

NOG OEFENEN

• •

•

• • • • • •

Datum,

H- EN P-ZINNEN

1 Begripskennis •

Naam en handtekening,

zie p. 32

Ik kan de algemene regels binnen een labo opsommen.

Ik kan de verschillende veiligheidsmaterialen in een lokaal benoemen en de

TOEPASSINGEN LABOMATERIAAL

functie bespreken.

Ik kan de verschillende onderdelen van een chemisch etiket herkennen en de informatie gebruiken om veilig te werken in een labo.

Ik herken de veiligheidspictogrammen en weet hoe ernaar te handelen.

om veilig in een labo te werken ken/kan ik:

Ik kan de H- en P-zinnen opzoeken, interpreteren en ernaar handelen. Ik weet hoe een labo verloopt.

Ik weet dat een labo afval met zich meebrengt en verwerk dat op een correcte

manier.

Ik kan de verschillende onderdelen van een bunsenbrander benoemen.

Ik kan de stappen om een bunsenbrander aan te steken in de juiste volgorde

de basishandelingen

opsommen.

Ik kan de verschillende vlammen van een bunsenbrander benoemen en de

de veiligheidspictogrammen

warmste plek aangeven.

2 Onderzoeksvaardigheden •

Ik kan een bunsenbrander aansteken.

•

Ik kan het vloeistofniveau in glaswerk correct aflezen.

• •

Ik kan een balans gebruiken.

Ik kan werken met trechter en filtreerpapier.

` Je kunt deze checklist ook op

invullen bij je Portfolio.

zelf zicht te krijgen of je de leerdoelen al dan niet onder de knie hebt.

BEKIJK DE KENNISCLIP

THEMA 01

597489-Genie-Ch3-Th1.indd 38

THEMA 01

597489-Genie-Ch3-Th1.indd 39

CHECKLIST

het laboverloop

het chemisch etiket lezen

THEMASYNTHESE

26/01/2022 10:36

STARTEN MET GENIE

CHECK IT OUT

Safety first!

In CHECK IT OUT pas je de vergaarde kennis en vaardigheden

Bekijk de tekening en geef aan wat er misloopt in het labo. Waarom is dat gevaarlijk?

toe om terug te koppelen naar de vragen uit de CHECK IN.

AAN DE SLAG

Tot welke brandklassen behoren de voorbeelden van branden die in een chemisch labo kunnen ontstaan? Welke brandblusser zou je gebruiken?

In het onderdeel Aan de slag kun je verder oefenen.

jezelf, je klasgenoten, de leerkracht, het klaslokaal, de school ... Het is dan ook belangrijk dat je je bewust bent van de gevaren. Door het stellen van regels en wetten, zoals de overheid doet voor Sevesobedrijven, blijven we mogelijke ongevallen een stapje voor. CHECK IT OUT

597489-Genie-Ch3-Th1.indd 40

Geef aan of de zinnen H- of P-zinnen zijn.

van het thema maakt of

In het labo moet je niet enkel rekening houden met de wijde omgeving, maar ook met gevaren voor

THEMA 01

milieu. In het labo houden we rekening met alle veiligheidspictogrammen.

20/05/2021 12:59

Brandblusser

olie in een oliebad

de oefeningen op het einde

de mogelijkheid tot ontploffing en brand, het vrijkomen van giftige dampen en de gevaren voor het

Brandklasse

alcohol

Je leerkracht beslist of je

In Sevesobedrijven houdt de regering vooral toezicht op de gevaren voor de wijde omgeving:

Soort brand

natrium het gas dat je gebruikt om je bunsenbrander aan te steken (aardgas)

Zin

H- of P-zin

Gevaar voor massa-explosie bij brand. Beschermende kledij dragen.

In contact met water komen ontvlambare gassen vrij die spontaan kunnen ontbranden.

doorheen de lessen.

Schadelijk bij inslikken, bij contact met de huid en bij inademing. Koel bewaren.

Explosieveilige elektrische/ventilatie-/verlichtings-/... apparatuur gebruiken.

Welke veiligheidspictogrammen kun je linken aan de H- en P-zinnen? Zin

Bijbehorend pictogram

Giftig bij inslikken, bij contact met de huid en bij inademing.

` Per thema vind je op

Kan mogelijk de vruchtbaarheid of het ongeboren kind schaden. Kan irritatie van de luchtwegen veroorzaken.

adaptieve

Giftig voor in het water levende organismen, met langdurige gevolgen.

Verwijderd houden van warmte/vonken/open vuur/ hete oppervlakken en andere ontstekingsbronnen. Niet roken.

oefenreeksen om te leerstof

Veroorzaakt ernstige brandwonden en oogletsels.

verder in te oefenen.

THEMA 01

AAN DE SLAG

LABO Naam:

ONDERZOEK

klas:

nummer:

LABO’S

De geleidbaarheid van stoffen 1

Onderzoeksvraag Welke stoffen geleiden elektrische stroom?

Hypothese

Ga zelf op onderzoek! Op het einde van het leerschrift staan een aantal labo’s om verder experimenten uit te voeren.

Kijk voor het stellen van je hypothese naar de stoffen die je gaat gebruiken in dit labo. Je kunt ze vinden bij benodigdheden.

Ik denk dat de volgende stoffen/oplossingen de stroom geleiden:

•

Ik denk dat de volgende stoffen/oplossingen de stroom niet geleiden:

•

20/05/2021 12:59

597489-Genie-Ch3-Th1.indd 41

Benodigdheden

VEILIGHEIDSVOORSCHRIFT

Check steeds goed de veiligheidsmaatregelen en gevaren van alle stoffen en materialen! Materiaal

 twee maatbekers  drie weegschuitjes  spatel  stroomkring met ledlamp en elektroden of geleidsbaarheidsmeter

 maatcilinder  pipetzuiger

Stoffen

 20 ml gedestilleerd water  20 ml kraantjeswater  grafiet     

(koolstof van potloodkern) ijzer (Fe)

koper (Cu)

suiker (sacharose)

H- en P-ZINNEN

keukenzout (NaCl) krijt (CaCO3)

Werkwijze

1 2

2.4 Hoe lees je het vloeistofniveau in glaswerk af?

Neem twee maatbekers. Meet de vloeistoffen

(kraantjeswater en gedestilleerd water) met een

Het vloeistofniveau lees je af via de meniscus. Dat is de naam van het

maatcilinder af en voeg ze toe aan de maatbekers.

grensvlak tussen de vloeistof en de lucht. Op afbeelding 9 zie je een

Herbekijk de instructievideo indien nodig.

GEBRUIK MAATCILINDER

20 ml gedestilleerd water

voorbeeld.

Het vloeistofpeil is vaak geen rechte lijn. Afhankelijk van de krachten die

20 ml kraantjeswater

ONDERZOEK 4

spelen in de vloeistof, zal het vloeistofoppervlak een kromming naar boven

of beneden maken. Je moet het vloeistofniveau steeds aflezen op de bodem van het kommetje of op de top van het bolletje. Daarbij is het belangrijk om

het glaswerk op ooghoogte te brengen. Doe je dat niet, dan maak je een fout

261

bij het aflezen.

aflees

•

In de linkermarge naast de theorie is er plaats om zelf

Afb. 9 Aflezen vloeistofniveau in glaswerk via de meniscus

notities te maken. Noteren tijdens de les helpt je om de leerstof actief te verwerken. Op

vind je alternatieve versies van de

vind je per themasynthese een kennisclip

themasynthese.

waarin we alles voor jou nog eens op een rijtje zetten.

STARTEN MET GENIE

hoogte

LEREN LEREN •

LABO

Je kunt het vloeistofniveau in glaswerk op een correcte manier aflezen door steeds op ooghoogte te werken en rekening te houden met de meniscus.  Maak oefening 5.

OPDRACHT 12 ONDERZOEK

Ontdek nu zelf enkele labotechnieken. Voer het labo uit op p. 250.

THEMA 01

HOOFDSTUK 2

Handig voor onderweg

In elk thema word je ondersteund met een aantal hulpmiddelen.

Kenniskader We zetten doorheen het thema de belangrijkste zaken op een rijtje in

VEILIGHEIDSVOORSCHRIFT

deze rode kaders.

Met GENIE ga je zelf experimenteren en op onderzoek. Daarbij moet je natuurlijk een aantal veiligheidsvoorschriften respecteren. Die vind je terug in dit kader. WEETJE

TIP

Een weetjeskader geeft extra verduidelijking of

OPDRACHT 11

In de tipkaders vind je handige tips terug bij het uitvoeren van de onderzoeken of opdrachten.

illustreert de leerstof met een extra voorbeeld. DOORDENKER

Nood aan meer uitdaging? Doorheen een thema zijn er verschillende doordenkers.

Niet altijd even makkelijk om op te lossen, maar het proberen waard!

WOORDENLIJST Moeilijke woorden worden uitgelegd in een woordenlijst op

Die woorden springen extra in het oog door de stippellijn.

Bij het onlinelesmateriaal vind je een vademecum.

Dat vademecum ̒een GENIE in STEM-vaardigheden ̓ omvat: •

stappenplannen om een grafiek te maken, opstellingen correct te bouwen, metingen uit te voeren …;

•

een overzicht van grootheden en eenheden;

stappenplannen om een goede onderzoeksvraag op te stellen, een hypothese te formuleren …;

• • • •

een overzicht van gevarensymbolen en P- en H-zinnen; een overzicht van labomateriaal en labotechnieken; …

STARTEN MET GENIE

GENIE EN DIDDIT

HET ONLINELEERPLATFORM BIJ GENIE

Een e-book is de digitale versie van het leerschrift. Je kunt erin noteren, aantekeningen maken, zelf materiaal toevoegen ... •

Je kunt vrij oefenen en de leerkracht kan ook voor jou oefeningen klaarzetten.

•

De leerstof kun je inoefenen op jouw niveau.

Hier vind je de opdrachten terug die de leerkracht

voor jou heeft klaargezet.

Hier kan de leerkracht toetsen en taken voor jou klaarzetten.

Meer info over diddit vind je op https://www.vanin.diddit.be/nl/leerling.

Benieuwd hoever je al staat met oefenen en

opdrachten? Hier vind je een helder overzicht

van je resultaten.

• •

Hier vind je het lesmateriaal per thema. Alle instructiefilmpjes, kennisclips en demovideo’s zijn ook hier verzameld.

In de uitgave bieden we bovenop het beeldmateriaal verschillende 3D-beelden aan.

Denk maar aan een 3D-voorstelling van een deeltje glucose. Zo ervaar je wetenschappen op een heel nieuwe manier! 12

GENIE EN DIDDIT

DOWNLOAD 3D-APP

INLEIDING

WAT IS CHEMIE? De begrippen ‘chemie’ en ‘scheikunde’ worden weleens door elkaar gebruikt. In huis vind je heel wat ‘chemische’ producten. Maar wat betekent ‘chemie’ nu eigenlijk?

Wanneer je Wikipedia raadpleegt, vind je voor de term chemie de volgende definitie:

‘Scheikunde of chemie is een natuurwetenschap die zich richt op de studie

van de samenstelling en bouw van stoffen, de chemische veranderingen die plaatsvinden onder bepaalde omstandigheden en de wetmatigheden die daaruit zijn af te leiden.’

Die definitie leert ons dat chemie en scheikunde eigenlijk synoniemen zijn. Al denk je bij de term scheikunde misschien eerder aan ‘de kunst van het scheiden’.

Chemie is sterk verwant met biologie en fysica. De takken van wetenschap die

biofysica

natuurwetenschappen

fysicochemie

biologie

deze domeinen verbinden, zijn respectievelijk biochemie en fysicochemie.

fysica

chemie

•

Biochemie onderzoekt onze stofwisselingsprocessen,

voornamelijk bij moleculen van levende organismen.

Fysicochemie verklaart verschillende mechanismen door onder andere de atoombouw te bestuderen.

biochemie

•

Het is dus belangrijk dat je niet te veel in termen van aparte (school)vakken denkt, maar steeds de linken tussen wetenschappen legt. natuurwetenschappen

levende materie

chemie

fysica

biologie

levenloze materie

OPDRACHT 1

Waar denk jij aan bij het woord chemie? Vul de mindmap aan.

chemie

INLEIDING

OPDRACHT 2

Welke van deze afbeeldingen sluit(en) het dichtst aan bij jouw beeld van chemie? a Zet een kruisje bij de afbeelding(en). b Bespreek je keuze daarna met je buur en tracht samen te bepalen wie gelijk heeft. 2



INLEIDING



 12



OPDRACHT 3

Scan de code en laat je meenemen in de wereld van chemie. In het filmpje kwamen in een razendsnel tempo een aantal sectoren aan bod waarbij chemie een belangrijke rol speelt. We zetten ze even op een rijtje. BEKIJK DE VIDEO

Geneeskunde De geneesmiddelen- of farmaceutische industrie heeft een grote

impact op ons dagelijks leven. Op zonnige dagen smeer je bijvoorbeeld

zonnecrème om je huid te beschermen, je neemt een aspirine bij hevige hoofdpijn of je bent misschien gevaccineerd tegen COVID-19. Landbouw en voeding

Onze voeding doorloopt heel wat processen voor ze op ons bord ligt. De opbrengst van een oogst hangt namelijk meestal voor een groot stuk af van chemische producten die de gewassen beschermen,

Bouwsector

het rijpingsproces controleren enzovoort.

Iedereen wil het tijdens de koude wintermaanden lekker warm hebben

binnen. En dat kan! De chemische industrie levert niet alleen brandstoffen om je huis te verwarmen, maar ontwikkelt ook isolatiematerialen om de

warmte binnen te houden. Energie

Wist je dat het zoeken naar hernieuwbare energiebronnen ook onderdeel is van chemisch onderzoek? Misschien rijden we straks met zijn allen op waterstof, geproduceerd via elektrolyse en gebruikt in brandstofcellen.

Verzorging en hygiëne

De cosmetica- en parfumindustrie genereert wereldwijd een enorme

omzet. Ongetwijfeld gebruik je regelmatig shampoo, zeep, tandpasta, deodorant … Ook dat zijn creaties van de chemische sector. Met de

nieuwste ‘nanotechnologie’ worden producten voortdurend verbeterd. Textiel

Draag je een jeans of een T-shirt? De kans is groot dat je in feite

kunststoffen draagt, door de mens vervaardigd uit polymeren. Polymeren zijn lange moleculen opgebouwd uit kleine bouwsteentjes. Nylon is

bijvoorbeeld een polymeer en bestaat al sinds 1938. Ook het kleuren van textiel is een chemisch proces.

INLEIDING

Kunststoffen Naast polymeren (zoals nylon of polyester) gebruiken we nog honderden andere kunststoffen voor alledaagse voorwerpen. Het recycleren van die kunststoffen is een belangrijke sector in de chemie. Vele soorten kunststoffen zijn moeilijk afbreekbaar in de natuur. Gooi flesjes en

dergelijke dus nooit zomaar weg in de natuur. Bij correcte inzameling

Milieubeheer

maakt de chemiesector er misschien nog een zitbank van.

Vandaag staat de chemiesector voor zijn grootste uitdaging: duurzame en hernieuwbare materialen ontwikkelen en zoeken naar alternatieve

bronnen van energie. Naast hernieuwbare en niet-vervuilende energie is ook zuiver water van het grootste belang voor de toekomst.

Chemie of scheikunde bracht dankzij onderzoek en ontdekkingen doorheen de tijd veel welvaart. De homo sapiens wist al dat hij met vuur voedsel kon

garen. De Egyptenaren leerden ons de kunst van het metaal bewerken. Eeuwen later zou de kunststoffenindustrie zorgen voor kwalitatieve

en goedkope oplossingen, door zeldzame materialen te vervangen en

materialen te maken met verbeterde eigenschappen: denk maar aan de

composietmaterialen die de tandarts nu gebruikt; gouden tanden zijn niet

meer van deze tijd.

Chemische bedrijven hebben soms een slechte reputatie. Toch blijven we

gretig allerlei producten van de chemiesector gebruiken voor ons comfort:

auto’s, tv’s, computers, huishoudapparaten, wegwerpartikelen … We willen

het mooiste fruit uit alle streken van de wereld, maar hebben tegelijkertijd ook een afkeer van insecticiden en bewaarmiddelen.

We worden inderdaad geconfronteerd met grote milieuproblemen. Niet alle

chemische bedrijven evolueren tot schone, duurzame ondernemingen. Maar

alleen door chemie te bestuderen, zullen we deze kwesties beter begrijpen. De wetenschap kan ons helpen om onze problemen aan te pakken en welvarend te blijven leven.

Scheikunde en chemie zijn synoniemen. Chemie speelt een belangrijke rol in ons leven en onze maatschappij. Geneeskunde, landbouw en voeding, bouw,

energie, verzorging en hygiëne, kunststoffen en milieubeheer zijn allemaal in mindere of meerdere mate chemische sectoren.

INLEIDING

HOE WERK JE VEILIG IN EEN LABO?

THEMA 01

CHECK IN

VERKEN

een labo? 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

Het gebruikte veiligheidsmateriaal Het chemisch etiket Soorten labomateriaal Waar moet je op letten bij het uitvoeren van een laboproef? De algemene veiligheidsregels binnen een labo

` HOOFDSTUK 2: Hoe pas je enkele vaak gebruikte

labotechnieken toe?

De bunsenbrander De balans De trechter en het filtreerpapier Hoe lees je het vloeistofniveau in glaswerk af?

2.1 2.2 2.3 2.4

` HOOFDSTUK 1: Waarmee moet je rekening houden in

21 24 27 31 32

33 33 35 36 37

THEMASYNTHESE

CHECKLIST

PORTFOLIO

CHECK IT OUT

AAN DE SLAG

OEFEN OP DIDDIT

CHECK IN

Safety first! Wat op school gebeurt in een labo, doet de industrie op grote

schaal. Ze gebruiken en stockeren chemische stoffen volgens de

richtlijnen die vanuit de overheid worden opgelegd. Hoewel er heel wat veiligheidsmaatregelen zijn, loopt er toch

soms iets mis. Zo ontplofte in 1976 in Italië een

chemische fabriek en kwamen er giftige dampen in het nabijgelegen stadje Seveso terecht.

In de video zie je hoe de ramp kon gebeuren

en welke lessen eruit getrokken werden.

BEKIJK DE VIDEO

De overheid houdt een overzicht bij van alle bedrijven in België die gevaarlijke stoffen produceren, behandelen of transformeren: de Sevesobedrijven. 1

Scan de QR-code en zoek via de website op welke Sevesobedrijven bij jou in de buurt liggen. Noteer ze hier.

De vier grootste gevaren voor de bevolking in de directe omgeving van een Sevesobedrijf zijn vastgelegd in vier

OPEN DE WEBSITE

veiligheidspictogrammen. Welke van de onderstaande pictogrammen zijn dat?

Ga op zoek op de website en kruis aan.



In het labo is het ook belangrijk om op te letten tijdens het uitvoeren van een proef.

` Wie of wat moet je beschermen?

` Welke veiligheidspictogrammen kun je in een labo op school terugvinden? ` Welke veiligheidsmaatregelen moet je in een labo op school respecteren?

THEMA 01

CHECK IN



VERKEN

Hoe gevaarlijk zijn huishoudproducten? OPDRACHT 1

Welke gevaren loop jij bij je thuis? Waarom wordt er in reclame over huishoudproducten vermeld dat je ze buiten het bereik van kinderen moet

houden? Waarom zijn die producten zo gevaarlijk en hoe kunnen we dat gevaar beter inschatten?

Je leerkracht laat vijf chemische producten zien die je ook thuis kunt terugvinden, bijvoorbeeld producten om te

poetsen, om te wassen of af te wassen, te koken, te tuinieren of jezelf te verzorgen. Bekijk de producten en de etiketten aandachtig.

Beantwoord de vragen. a

Welke pictogrammen vind je terug op de verpakkingen? Zet telkens een kruisje onder het pictogram per keer dat je het tegenkomt op een verpakking.

andere

producteigen

pictogrammen

THEMA 01

VERKEN

b Op het etiket lees je niet alleen de ingrediënten van het product, je vindt er ook terug wat er mis kan lopen bij fout gebruik. Geef per product één voorbeeld van wat er mis kan gaan.

3 5

TIP

Lees altijd goed de etiketten en veiligheidspictogrammen van een product. De producten die je in huis gebruikt, kunnen gevaarlijker zijn dan je denkt. Kijk maar wat er met de ontstopper gebeurt in de video.

Om het etiket leesbaar te houden, is het belangrijk om tijdens het gieten het etiket naar je handpalm te richten. Zo kunnen eventuele druppels niet op het etiket terechtkomen en het etiket onleesbaar maken.

Vaak zorgen de producenten ook voor een veilige sluiting, een kinderslot genoemd. Hoeveel van de producten die je bekijkt hebben een speciale dop of deksel?

WEETJE

BEKIJK DE VIDEO

Dikwijls lees je op een verpakking ook iets over het Antigifcentrum. Dat is een dienst die je kunt bellen

als er iets misgelopen is met een product. Zij kunnen je vertellen hoe je dan het best reageert.

Het gratis nummer voor het Antigifcentrum is 070 245 245.

Je kunt ook steeds terecht op hun website.

THEMA 01

VERKEN

GA NAAR DE WEBSITE

HOOFDSTUK 1

Waarmee moet je rekening houden in een labo? LEERDOELEN Je kunt al:

L jezelf en je omgeving beschermen voor gevaren;

L de gevaren inschatten bij het werken met chemische producten; L bewust omgaan met stoffen en hun gevaren en zo een veilige omgeving creëren.

Je leert nu:

L de veiligheidsmaatregelen in een labo kennen en juist toepassen;

In het labo kun je heel wat

L de meest gebruikte labomaterialen benoemen en hun functie beschrijven;

extra (veiligheids)materialen

of voorwerpen terugvinden die

L een chemisch etiket lezen en naar de betekenis handelen;

je niet in een ander klaslokaal

ziet. Ze zorgen ervoor dat je kunt

L de veiligheidspictogrammen interpreteren en bespreken;

werken in een veilige omgeving.

L de werking en het nut van H- en P-zinnen interpreteren en bespreken;

Raadpleeg zeker altijd het

reglement vóór het uitvoeren van

L de onderdelen van een verslag begrijpen en toepassen.

een labo, zodat je altijd veilig te

werk kunt gaan.

1.1 Het gebruikte veiligheidsmateriaal

OPDRACHT 2

Hoe ziet mijn labolokaal eruit?

Loop rond in het labolokaal en kruis aan welke materialen je ziet.

Ontbreekt er iets? Vul dan gerust het lijstje aan. EHBO-kistje

beschermende kledij:

gaskranen

brandblusser met

branddeken

handblusser

nooddouche oogdouche trekkast

aparte eilanden

labojas, labobril, handschoenen

label: A/B/C/D/E/F waterkranen noodstop

aangepast tafelblad

THEMA 01

HOOFDSTUK 1

Afb. 4 Branddeken en brandblusser

Afb. 5 Trekkast

Afb. 3 Nooddouche

Afb. 2 Oogdouche

Afb. 6 Beschermende kledij

Overloop met je leerkracht de toepassingen of het gebruik van de materialen die je hebt teruggevonden.

OPDRACHT 3

Afb. 1 EHBO-kistje

Hoe blus je veilig een brand? 1

Aan welke drie voorwaarden moet voldaan zijn opdat een brand kan ontstaan?

Overleg met je klasgenoten. Vul de branddriehoek aan.

THEMA 01

HOOFDSTUK 1

VUUR

Bekijk het filmpje over de soorten brandblussers en hun toepassingen.

BEKIJK DE VIDEO

Vul de tabel aan. Brandklasse

Brandend materiaal

Te gebruiken brandblussers

Welke aspecten van de branddriehoek neem je weg als je een brandblusser gebruikt?

VEILIGHEIDSVOORSCHRIFT

Er zijn ook foute blusmethodes. Zo kan het blussen van een vetbrand met water resulteren in vuurspatten en steekvlammen.

Denk dus goed na voor je aan het blussen gaat. Een vetbrand moet je altijd blussen met een vochtige doek.

FOUTE BLUSMETHODE

JUISTE BLUSMETHODE

Er zijn verschillende materialen in een labolokaal, elk met hun eigen

gebruiksaanwijzing. Bij twijfel over correct gebruik spreek je de leerkracht aan.

` Maak oefening 1 op p. 41.

THEMA 01

HOOFDSTUK 1

1.2 Het chemisch etiket

Op een chemisch product zit een etiket, net als bij een voedingsproduct. Op

een fles cola vind je bijvoorbeeld de hoeveelheid suikers of vetten. Voor een chemisch product hebben we meer specifieke informatie nodig. Het etiket

geeft dan de richtlijnen weer die aangeven hoe je veilig kunt werken met de stof.

Bekijk op afbeelding 7 wat er allemaal op een chemisch etiket terug te

vinden is.

Elke chemische stof heeft zowel een naam als een formule. Op het etiket kun je de beide terugvinden, evenals een referentienummer (CAS) waaronder je de stof in elke databank terugvindt.

Natriumhydroxide NaOH

Afb. 7 Chemisch etiket

Gevaar

H314 veroorzaakt ernstige brandwonden en oogletsel P 280.1+3-301+330+331-305+338 Beschermende handschoenen en oogbescherming dragen. NA INSLIKKEN: de mond spoelen. GEEN braken opwekken. BIJ CONTACT MET DE OGEN: voorzichtig afspoelen met water gedurende een aantal minuten; contactlenzen verwijderen indien mogelijk; blijven spoelen. WGK 1

Mr: 40

Op een etiket kun je ook de WGK-code terugvinden. Die geeft aan hoe gevaarlijk een stof is als je ze zou lozen in de gootsteen. ‘WGK’ is een Duitse afkorting die je in het Nederlands kunt vertalen met ‘watergevarenklassen’. In het labo moeten we gevaarlijke stoffen dus apart inzamelen.

THEMA 01

HOOFDSTUK 1

CAS

1310-73-2

Veiligheidspictogrammen zijn universeel, je vindt ze ook terug in andere landen. Dat kan omdat ze visueel zijn, je hoeft de taal niet te spreken om de symbolen te kunnen begrijpen.

Signaalwoorden geven in het kort aan wat het grootste gevaar van de stof is. H- en P-zinnen zijn zinnen die aangeven wat de gevaren zijn van het werken met een stof, of welke voorzorgsmaatregelen je moet nemen.

OPDRACHT 4

Waarvoor staan de letters H en P op een chemisch etiket? 1

Zoek op het internet op waarvoor de letter H staat in H-zinnen. a

Noteer de Engelse term:

Welke van de volgende zinnen geeft een gevaar weer en zou dus een H-zin kunnen zijn?

b Vertaal die term naar het Nederlands: Kan irritatie aan de luchtwegen veroorzaken Niet in de buurt van een vlam brengen Op een koude plaats bewaren

Zoek op het internet op waarvoor de letter P staat in P-zinnen.

Noteer de Engelse term:

Welke van de volgende zinnen geeft een veiligheidsmaatregel weer en zou dus een P-zin kunnen zijn?

b Vertaal die term naar het Nederlands: Kan irritatie aan de luchtwegen veroorzaken Niet in de buurt van een vlam brengen Op een koude plaats bewaren

Scan de QR-code en ontdek de betekenis van alle H- en P-zinnen.

OPDRACHT 5

H- EN P-ZINNEN

Wat betekenen de chemische veiligheidspictogrammen?

Vul de tabel aan door de correcte benaming te linken aan het veiligheidspictogram en de verklaring. Kies uit:

corrosieve of bijtende stof – giftige stof – houder onder druk – lange termijn gezondheidsgevaarlijk – ontplofbare of explosieve stof – ontvlambare stof – oxiderende of brand bevorderende stof – schadelijke stof – schadelijk voor het (aquatische) milieu Betekenis

Verklaring

Dit zijn explosieve stoffen. Ze kunnen op verschillende manieren tot

Betekenis

Verklaring

ontploffing gebracht worden.

Deze stoffen worden onder een verhoogde druk opgeslagen.

Betekenis

Verklaring

Deze stoffen zijn giftig, de manier van opname kan verschillen. Zo

kun je de stof via de huid binnenkrijgen, via de neus ...

THEMA 01

HOOFDSTUK 1

Betekenis 4 Verklaring

Deze stoffen bevorderen brand.

Betekenis

Verklaring

Deze stoffen zijn schadelijk voor het milieu en moeten na gebruik

Betekenis 6 Verklaring

Betekenis

op de correcte manier verwerkt worden.

Deze bijtende stof kan ernstige brandwonden veroorzaken.

Verklaring

Betekenis

Deze stoffen zullen in de nabijheid van een vlam snel ontbranden.

Verklaring

Deze stof brengt een gevaar met zich mee, bekijk de H- en P-zinnen voor verduidelijking.

Betekenis

Verklaring

Deze stoffen veroorzaken schade op lange termijn

(kankerverwekkend, giftig, beïnvloeden de vruchtbaarheid ...).

WEETJE

Let op met giftige stoffen! Het gif van sommige slangen kan je binnen een paar minuten doden, andere

gifstoffen hebben pas na maanden effect. Soms is het zelfs raadzaam om zeer kleine dosissen gif in te nemen; denk maar aan chemotherapie. Vandaar dat de graad van giftigheid vaak wordt aangeduid met afkortingen: •

•

N.E.L. L.D. T.I.

THEMA 01

 No Effect Level: de dosis die eigenlijk geen effect heeft  Lethal Dosis: de dosis die zeker dodelijk is

 Therapeutische inname: de dosis die je mag innemen op voorschrift van de arts

HOOFDSTUK 1

Het is belangrijk om een chemisch etiket te kunnen lezen. Zo kun je ook veilig omgaan met de stof.

Op het etiket kun je de volgende onderdelen terugvinden: •

naam en formule van de stof,

•

H- en P-zinnen,

•

veiligheidspictogrammen, signaalwoorden,

• •

WGK-code.

De gevarenpictogrammen moet je kunnen herkennen en je moet weten hoe

je ernaar moet handelen.

De H- en P-zinnen moet je kunnen opzoeken en ernaar handelen.

` Maak oefening 2 en 3 op p. 41.

1.3 Soorten labomateriaal

In het labo vind je heel wat soorten materialen die je nodig hebt om proeven uit te voeren. Het is belangrijk dat je weet over welk materiaal er gesproken wordt tijdens een labo. Daarom moet je de namen van de labomaterialen

goed kennen.

OPDRACHT 6

Wat zijn de namen van de meest gebruikte labomaterialen? 1

Hieronder zie je het meestgebruikte materialen in een chemielokaal. Noteer de juiste naam van het labomateriaal bij de afbeelding.

afzuigerlenmeyer – balans – büchnertrechter – bunsenbrander – buret – draadnet – driepikkel –

dubbele noot – erlenmeyer – gegradueerde pipet – horlogeglas – kookkolf – kroestang – liebigkoeler – maatbeker – maatcilinder – maatkolf – mortier en stamper – petrischaaltje – pijpaardendriehoek –

pipetzuiger – pipetteerballon – proefbuis – proefbuisborstel – proefbuisklem – scheitrechter – spatel –

spuitfles – statief – statiefklem – statiefring – thermometer – toestel van Hoffman – trechter – verbrandingskroes – verbrandingslepel – vigreuxkolom – volpipet – weegschuitje

THEMA 01

HOOFDSTUK 1

THEMA 01

HOOFDSTUK 1

THEMA 01

HOOFDSTUK 1

Ontdek via de ontdekplaat bij het onlinelesmateriaal de verschillende materialen en hun toepassing.

Een olifant weeg je niet met een keukenweegschaal, een scheutje azijn

meet je niet af met een emmer. Om een zo precies mogelijke meting te

doen, neem je een meetinstrument dat zo nauw mogelijk aansluit bij de

hoeveelheid (kwantiteit) die je nodig hebt. Net daarom zijn er maatcilinders en maatkolven beschikbaar in verschillende groottes, die telkens zeer

precies gegradueerd zijn. Om een welbepaald volume vloeistof precies te

meten gebruiken we geen maatbekers of erlenmeyers, maar wel maatkolven. Maatkolven hebben slechts één maatstreepje, maar zijn het meest precieze

glaswerk om één bepaald volume vloeistof af te meten. Het is aan jou om de juiste maatkolf te kiezen (100 mL, 250 mL, 500 mL, 1 L …).

Om een labo correct en veilig uit te voeren, moet je de namen en de

THEMA 01

HOOFDSTUK 1

toepassingen van labomaterialen kennen. Laat de keuze van het materiaal

afhangen van de hoeveelheid stof die je nodig hebt en kies het juiste materiaal.

` Maak oefening 4 op p. 42.

1.4 Waar moet je op letten bij het uitvoeren van een laboproef?

Om een labo correct uit te voeren, moet je je voldoende voorbereiden voor de start. Tijdens het labo moet je alles goed noteren, nadien schrijf je een duidelijk verslag. We zetten alles op een rijtje. Voor de start van het labo: •

Onderzoeksvraag formuleren

•

Nagaan of je alle materialen herkent

•

• • •

Hypothese stellen indien mogelijk

Veiligheid van de chemische producten bekijken/opzoeken Nalezen en de werkwijze begrijpen

Nagaan welke waarnemingen je zeker moet noteren

Tijdens het labo: •

Alle benodigdheden nemen

•

Uitvoeren werkwijze

• •

Waarnemingen noteren Opruimen

•

Proefopstelling maken indien nodig

Na het labo: •

Chemisch afval verwijderen volgens opgelegde richtlijnen

•

Besluiten trekken

• • • •

Berekeningen maken

Kijken of je besluit overeenstemt met je eventuele hypothese Reflecteren over je eigen labowerk, je resultaten en je voorbereiding

Verslag inleveren

THEMA 01

HOOFDSTUK 1

1.5 De algemene veiligheidsregels binnen een labo

OPDRACHT 7

Hoe ga je veilig te werk? 1

Waarom is een laboreglement belangrijk en wat houdt het in? Bekijk het filmpje.

Om te werken in een labo moet je vertrekken van goede afspraken. Die maak je samen regels en onderteken het voor akkoord.

BEKIJK DE VIDEO

met je leerkracht in een contract. Lees het contract na. Vul aan met de schoolgebonden

CONTRACT

Als leerling verbind ik mij ertoe om de volgende regels altijd toe te passen in het labo. Bij fouten tegen deze regels weet ik dat er gevolgen zijn voor mijn veiligheid en die van anderen rondom mij.

Ik draag steeds het juiste beschermingsmateriaal op de juiste manier: labojas dichtgeknoopt, veiligheidsbril op de neus, handschoenen indien nodig.

Losse haren bind ik samen.

Mijn labotafel is altijd ordelijk.

In het labo houd ik de doorgang vrij en leg ik alle onnodige materialen, zoals mijn boekentas, op de daartoe voorziene plaats.

Ik gedraag me steeds rustig, blijf zo veel mogelijk aan mijn werkbank en speel niet in het labo. Ik neem geen materialen of stoffen mee uit het labo. Eten of drinken doe ik niet in een labolokaal.

Als er iets misloopt, haal ik er meteen de leerkracht bij.

Ik giet een gebruikte stof nooit terug in de fles, maar verwerk ze als afval.

Wanneer ik aan een stof ruik, doe ik dat steeds op de correcte manier, door te wuiven.

Klaar met de proef? Dan maak ik alles schoon, berg alles correct op en was mijn handen grondig. Ik kom steeds goed voorbereid naar het practicum.

Ik ken de brandprocedure en weet hoe ik moet reageren bij brand.

Als leerling van deze klas verklaar ik me tijdens een labo altijd te houden aan de bovenstaande regels. Ik respecteer de extra maatregelen die in mijn school genomen worden. Datum,

THEMA 01

HOOFDSTUK 1

Naam en handtekening,

HOOFDSTUK 2

Hoe pas je enkele vaak gebruikte labotechnieken toe? LEERDOELEN Je kunt al:

L enkele toepassingen van labomaterialen in het dagelijks

leven geven; bv. een balans, een trechter , een maatkolf …

In dit hoofdstuk gaan we dieper

L het belang om veilig te werk te gaan in een labo begrijpen. Je leert nu:

L correct werken met een bunsenbrander; L correct werken met een balans;

in op enkele vaak gebruikte

labotechnieken. Die technieken ga je doorheen de jaren nodig hebben om proeven uit te voeren. Ben je tijdens het

uitvoeren vergeten hoe je een

L correct werken met een trechter en filtreerpapier;

bunsenbrander gebruikt of hoe je

L correct het vloeistofniveau in glaswerk aflezen.

een filter moet plooien? Dan kun

je dat hier terugvinden.

2.1 De bunsenbrander

OPDRACHT 8

Welke onderdelen heeft een bunsenbrander?

Op afbeelding 8 zie je een bunsenbrander. Noteer de verschillende onderdelen op de juiste plaats. Kies uit:

gasregelaar – gasslang (gastoevoer) – inkomend gas – inkomende lucht – luchtinlaat – schouw – voet

Afb. 8 Bunsenbrander

THEMA 01

HOOFDSTUK 2

OPDRACHT 9

Hoe steek je een bunsenbrander aan? De volgorde van het aansteken van een bunsenbrander is van groot belang voor de veiligheid. 1

Bekijk de instructievideo.

Rangschik de stappen in de juiste volgorde.

AANSTEKEN BUNSENBRANDER

Lucifer aansteken en bovenaan naast de schouw houden.

Hoogte van de vlam afstellen door aan de gastoevoer te draaien, of de gastoevoer volledig

Gastoevoer en luchtinlaat sluiten. Gasregelaar openen (als die aanwezig is). openzetten (volgens instructie van de leerkracht).

De lucifer voldoende hoog boven de gasmond houden, zodat hij niet wordt uitgeblazen door

de gasstroom.

Gasslang aansluiten op de gastoevoer.

Gaskraan opendraaien.

Luchtinlaat opendraaien tot de gewenste vlam bekomen wordt.

OPDRACHT 10

Welke vorm en kleur heeft de vlam van een bunsenbrander? 1

In het filmpje uit opdracht 9 zie je dat de vlam uit meerdere kleurschakeringen en vormen bestaat, afhankelijk van de luchttoevoer. Teken de vlam die je kunt zien, houd rekening met de verschillende

kleuren.

Luchttoevoer dicht

Hoe ziet de vlam eruit?

Luchttoevoer open

Hoe ziet de vlam eruit?

De ruisende vlam kun je gebruiken om stoffen te verwarmen. Wat is het warmste deel van de vlam?

Zet een kruisje op je tekening.

OPDRACHT 11

DOORDENKER

Waarom kun je een wapperende vlam het best niet gebruiken om een stof te verwarmen? Leg uit.

THEMA 01

HOOFDSTUK 2

VEILIGHEIDSVOORSCHRIFT Veilig omgaan met een bunsenbrander: • • • • •

Draag een veiligheidsbril en bind losse haren samen, zo voorkom je dat ze in de vlam terechtkomen.

Verwarm niet onder aan een proefbuis, maar op de oppervlakte van de vloeistof. Zo kun je wegspatten voorkomen.

Richt de opening van de proefbuis weg van jezelf of anderen, zo komen eventuele spatten niet op jezelf of je buur terecht.

Neem het glaswerk steeds vast met een tang of klem en niet met je hand; glaswerk wordt geleidelijk warm tijdens het verwarmen. Ben je klaar met de proef? Opgelet, het glaswerk is nog warm! Laat een bunsenbrander nooit langer branden dan nodig.

•

Je kunt de onderdelen van een bunsenbrander benoemen. Ook weet je welke

stappen je moet ondernemen om een bunsenbrander aan te steken, op welke

manier je de bunsenbrander voor welke toepassing kunt gebruiken en hoe je er

2.2 De balans WEETJE De termen ‘massa’ en

Een weegschaal kent veel toepassingen. Denk maar aan de weegschaal in

de badkamer om jezelf te wegen, of de weegschaal in de keuken waarmee

je bloem kunt afwegen. Je kunt die weegschalen natuurlijk niet zomaar door elkaar gebruiken.

‘gewicht’ worden in het

veilig mee moet omgaan.

dagelijks leven door elkaar gehaald. •

Massa is een hoeveelheid

•

Gewicht is een maat voor

stof en heeft als eenheid kilogram.

de aantrekkingskracht op een massa en heeft als eenheid newton.

Om verwarring te vermijden,

gebruiken we in de wetenschap de term ‘balans’ in plaats van ‘weegschaal’.

Elke weegschaal heeft een zeker meetbereik. Personenweegschalen kunnen

tot op 0,1 kg meten, de keukenweegschaal kan tot wel 0,0001 kg (ofwel 0,1 g). In de wetenschappen gebruiken we de term ‘balans’ in plaats van

‘weegschaal’. In het labo moeten we heel kleine hoeveelheden afwegen.

Vaak zijn er balansen met verschillende gevoeligheden aanwezig. Je kiest de balans naargelang de massa die je nodig hebt. Hoe gebruik je een balans? •

Kijk na of de balans volledig schoon is. Is dat niet het geval, verwijder dan

•

Neem een weegschuitje en leg het op de balans.

• • • •

•

• •

eerst de resten met een borsteltje. Zet de balans aan.

Breng de geregistreerde massa op nul door het weegschuitje te tarreren. Breng de af te wegen stof in het weegschuitje.

Heb je naast het schuitje gemorst? Veeg op met het

borsteltje.

Wacht tot de balans aangeeft dat de weging compleet is. Noteer de massa.

Schakel de balans uit en zorg dat je ze schoon achterlaat.

Bekijk de instructievideo.

Je kunt de balans correct gebruiken.

THEMA 01

GEBRUIK BALANS

HOOFDSTUK 2

2.3 De trechter en het filtreerpapier

Om te filtreren met filtreerpapier moet je de filter op een correcte manier gebruiken. Bekijk de instructievideo. 2

GEBRUIK FILTER

TIP Om het papier beter te hechten aan de

trechter kun je hem een beetje nat maken. Je weet hoe je een filtreerpapier vouwt en hoe je het bevestigt in een trechter. 36

THEMA 01

HOOFDSTUK 2

2.4 Hoe lees je het vloeistofniveau in glaswerk af?

Het vloeistofniveau lees je af via de meniscus. Dat is de naam van het grensvlak tussen de vloeistof en de lucht. Op afbeelding 9 zie je een voorbeeld.

Het vloeistofpeil is vaak geen rechte lijn. Afhankelijk van de krachten die

spelen in de vloeistof, zal het vloeistofoppervlak een kromming naar boven

of beneden maken. Je moet het vloeistofniveau steeds aflezen op de bodem

van het kommetje of op de top van het bolletje. Daarbij is het belangrijk om

het glaswerk op ooghoogte te brengen. Doe je dat niet, dan maak je een fout bij het aflezen.

aflees

hoogte

Afb. 9 Aflezen vloeistofniveau in glaswerk via de meniscus

Je kunt het vloeistofniveau in glaswerk op een correcte manier aflezen door steeds op ooghoogte te werken en rekening te houden met de meniscus.

` Maak oefening 5 op p. 42.

OPDRACHT 12 ONDERZOEK

Ontdek nu zelf enkele labotechnieken. Voer het labo uit op p. 251.

THEMA 01

HOOFDSTUK 2

THEMASYNTHESE SYNTHESE

de algemene regels CONTRACT Als leerling verbind ik mij ertoe om de volgende regels altijd toe te passen in het labo. Bij fouten tegen deze regels weet ik dat er gevolgen zijn voor mijn veiligheid en die van anderen rondom mij.

Ik draag steeds het juiste beschermingsmateriaal op de juiste manier: labojas dichtgeknoopt, veiligheidsbril op de neus, handschoenen indien nodig. Losse haren bind ik samen.

Mijn labotafel is altijd ordelijk.

In het labo houd ik de doorgang vrij en leg ik alle onnodige materialen, zoals mijn boekentas, op de daartoe voorziene plaats.

Ik gedraag me steeds rustig, blijf zo veel mogelijk aan mijn werkbank en speel niet in het labo. Ik neem geen materialen of stoffen mee uit het labo. Eten of drinken doe ik niet in een labolokaal.

de betekenis van H- en P-zinnen

Als er iets misloopt, haal ik er meteen de leerkracht bij.

Ik giet een gebruikte stof nooit terug in de fles, maar verwerk ze als afval.

Wanneer ik aan een stof ruik, doe ik dat steeds op de correcte manier, door te wuiven.

Klaar met de proef? Dan maak ik alles schoon, berg alles correct op en was mijn handen grondig.

de naam en toepassingen van het labomateriaal

Ik kom steeds goed voorbereid naar het practicum.

Ik ken de brandprocedure en weet hoe ik moet reageren bij brand.

Als leerling van deze klas verklaar ik me tijdens een labo altijd te houden aan de bovenstaande regels. Ik respecteer de extra maatregelen die in mijn school genomen worden. Datum,

H- EN P-ZINNEN

Naam en handtekening,

zie p. 32

TOEPASSINGEN LABOMATERIAAL

om veilig in een labo te werken ken/kan ik:

de veiligheidspictogrammen

de basishandelingen

BEKIJK DE KENNISCLIP

THEMA 01

het laboverloop

THEMASYNTHESE

het chemisch etiket lezen

CHECKLIST

NOG OEFENEN

1 Begripskennis • •

•

• • • • •

•

Ik kan de algemene regels binnen een labo opsommen.

Ik kan de verschillende veiligheidsmaterialen in een lokaal benoemen en de functie bespreken.

Ik kan de verschillende onderdelen van een chemisch etiket herkennen en de informatie gebruiken om veilig te werken in een labo.

Ik herken de veiligheidspictogrammen en weet hoe ernaar te handelen.

Ik kan de H- en P-zinnen opzoeken, interpreteren en ernaar handelen. Ik weet hoe een labo verloopt.

Ik weet dat een labo afval met zich meebrengt en verwerk dat op een correcte

•

manier.

Ik kan de verschillende onderdelen van een bunsenbrander benoemen.

Ik kan de stappen om een bunsenbrander aan te steken in de juiste volgorde opsommen.

Ik kan de verschillende vlammen van een bunsenbrander benoemen en de warmste plek aangeven.

2 Onderzoeksvaardigheden •

Ik kan een bunsenbrander aansteken.

•

Ik kan het vloeistofniveau in glaswerk correct aflezen.

•

Ik kan een balans gebruiken.

•

Ik kan werken met trechter en filtreerpapier.

invullen bij je Portfolio.

` Je kunt deze checklist ook op

THEMA 01

CHECKLIST

CHECK IT OUT

Safety first!

Bekijk de tekening en geef aan wat er misloopt in het labo. Waarom is dat gevaarlijk?

In Sevesobedrijven houdt de regering vooral toezicht op de gevaren voor de wijde omgeving:

de mogelijkheid tot ontploffing en brand, het vrijkomen van giftige dampen en de gevaren voor het milieu. In het labo houden we rekening met alle veiligheidspictogrammen.

In het labo moet je niet enkel rekening houden met de wijde omgeving, maar ook met gevaren voor jezelf, je klasgenoten, de leerkracht, het klaslokaal, de school ... Het is dan ook belangrijk dat je je bewust bent van de gevaren. Door het stellen van regels en wetten, zoals de overheid doet voor Sevesobedrijven, blijven we mogelijke ongevallen een stapje voor. 40

THEMA 01

CHECK IT OUT

AAN DE SLAG

Tot welke brandklassen behoren de voorbeelden van branden die in een chemisch labo kunnen ontstaan? Welke brandblusser zou je gebruiken? Soort brand

natrium het gas dat je gebruikt om je bunsenbrander aan te steken (aardgas) alcohol

Geef aan of de zinnen H- of P-zinnen zijn.

Brandblusser

olie in een oliebad

Brandklasse

Zin

Gevaar voor massa-explosie bij brand.

H- of P-zin

Beschermende kledij dragen.

In contact met water komen ontvlambare gassen vrij die spontaan kunnen ontbranden. Schadelijk bij inslikken, bij contact met de huid en bij inademing. Koel bewaren.

Welke veiligheidspictogrammen kun je linken aan de H- en P-zinnen? Zin

Giftig bij inslikken, bij contact met de huid en bij inademing.

Kan mogelijk de vruchtbaarheid of het ongeboren kind schaden. Kan irritatie van de luchtwegen veroorzaken. Giftig voor in het water levende organismen, met langdurige gevolgen.

Verwijderd houden van warmte/vonken/open vuur/ hete oppervlakken en andere ontstekingsbronnen. Niet roken. Veroorzaakt ernstige brandwonden en oogletsels.

Explosieveilige elektrische/ventilatie-/verlichtings-/... apparatuur gebruiken.

Bijbehorend pictogram

THEMA 01

AAN DE SLAG

Welke labomaterialen zou je gebruiken om … a

te voorkomen dat je morst tijden het mengen van vloeistoffen?

b exact 10 ml van een vloeistof te nemen? c

damp te condenseren naar een vloeistof?

d vaste fosfor te verbranden boven een bunsenbrander?

vloeistof te koken boven een bunsenbrander?

een verbrandingskroes boven een bunsenbrander te houden?

een proefbuis boven een bunsenbrander te houden?

Hoeveel water zit er in de maatcilinder? Bekijk de afbeelding, teken de stippellijn van de afleeshoogte en noteer het aantal mL in de maatcilinder.

` Verder oefenen? Ga naar

THEMA 01

AAN DE SLAG

ZUIVERE STOFFEN EN MENGSELS

THEMA 02

CHECK IN

VERKEN

` HOOFDSTUK 1: Hoe onderscheiden we stoffen van elkaar? 47 47 50 53 54 55 56

1.1 Wat betekent de term ‘stofeigenschap’? 1.2 Stofeigenschap: massadichtheid 1.3 Stofeigenschappen: kook- en smeltpunt 1.4 Stofeigenschap: geleidbaarheid 1.5 Stofeigenschap: oplosbaarheid van stoffen (in water) Hoofdstuksynthese

` HOOFDSTUK 2: Is het een zuivere stof of een mengsel?

2.1 Onderscheid tussen zuivere stoffen en mengsels 2.2 Soorten mengsels

57 59

A Homogeen versus heterogeen B Homogene mengsels of oplossingen C Heterogene mengsels

Hoofdstuksynthese

` HOOFDSTUK 3: Hoe kunnen we een mengsel van stoffen

scheiden?

3.1 Scheidingstechnieken

A B C D E F G

Sorteren, zeven en filtreren Decanteren Centrifugeren Indampen Destilleren Extraheren Andere scheidingstechnieken

3.2 Scheidingsschema’s Hoofdstuksynthese

` HOOFDSTUK 4: Kunnen we zuivere stoffen nog verder

onderverdelen?

59 60 61

65 65 66 69 70 71 72 74 76

77 78

THEMASYNTHESE

CHECKLIST

PORTFOLIO CHECK IT OUT

AAN DE SLAG

OEFEN OP DIDDIT 43

CHECK IN

Kun jij ook toveren? Uitdaging! Houd met deze reeks van experimentjes je ouders, broer of zus voor de gek. WAT HEB JE NODIG?

een glas

een handvol kiezelsteentjes een pak keukenzout

water

HOE GA JE TE WERK?

Stap 1

Neem een glas uit de kast en vul het tot aan de rand met kiezelsteentjes.

Is het glas helemaal vol? Als je die vraag stelt, krijg je als antwoord vast: ‘ja, hoor’.

Stap 2

Neem een pakje keukenzout uit de kast en probeer of je alsnog zout kunt toevoegen aan het glas.

Je zult merken dat er nog heel wat keukenzout in het glas kan toegevoegd worden. De zoutkorrels gaan de ruimte die er nog restte tussen de grotere kiezelsteentjes

immers opvullen. In het glas zit nu een mengsel van keukenzout en kiezelsteentjes. Is het glas nu helemaal vol? Opnieuw zal je publiek waarschijnlijk ‘ja’ antwoorden. Stap 3

Probeer vervolgens om water toe te voegen aan het glas met de kiezelsteentjes en het keukenzout.

Gelukt? Dan was het glas dus toch niet vol. Een deel van het keukenzout is ook opgelost in het water. Je hebt nu het glas gevuld met verschillende soorten stoffen, een mengsel van

stoffen.

Alles gelukt? Prima!

Nu komt het moeilijke werk: zou je de stoffen terug van elkaar kunnen scheiden?

Met enige kennis van mengsels en de nodige scheidingstechnieken moet dat zeker lukken.

` Welke mengsels zijn er? ` Welke scheidingstechnieken gebruiken we om de stoffen terug van elkaar te scheiden? We zoeken het uit!

THEMA 02

CHECK IN

VERKEN

Materie, voorwerp of stof? Het woord stof speelt een centrale rol in de chemie. Een chemicus maakt

dan ook een duidelijk onderscheid tussen een voorwerp en een stof. Chemie

houdt zich namelijk niet bezig met het bestuderen van voorwerpen, maar wel met de studie van stoffen waaruit alles wat leeft (mens, dier, plant …) en alles wat niet leeft (aarde, water, lucht …) is opgebouwd. Ken jij het verschil tussen een stof en een voorwerp nog?

Vul de tabel aan.

OPDRACHT 1

Het Van Dale-woordenboek geeft verschillende definities voor het woord ‘glas’. Is glas nu een stof of een voorwerp?

Betekenis 'glas' Je hebt gezocht op het woord: glas.

glas (het; o; meervoud: glazen; verkleinwoord: glaasje) doorzichtige harde stof

glazen plaat = ruit: zijn eigen glazen ingooien, zijn eigen zaak bederven

glazen beker: een glas wijn; te diep in het glaasje kijken, zich bedrinken

stof

voorwerp

stof

voorwerp

stof

voorwerp

Het woord ‘glas’ kan dus zowel verwijzen naar het voorwerp waaruit we drinken, als naar de stof waaruit dat

voorwerp is gemaakt.

Wanneer ‘glas’ duidt op een voorwerp, wordt het meestal gebruikt als een

verzamelnaam van stoffen: een raam bevat niet alleen de stof glas, maar ook een aluminium kader. Voor chemici is het raam een voorwerp en zijn glas en aluminium de stoffen of de materialen waaruit het raam is opgebouwd.

THEMA 02

VERKEN

OPDRACHT 2

Herken het verschil tussen een stof en een voorwerp. Kijk eens rond in het klaslokaal en noteer enkele voorwerpen en stoffen. Voorwerp

Stof

Een voorwerp is opgebouwd uit stoffen.

OPDRACHT 3

De verzameling van alle stoffen in de natuur wordt materie genoemd.

Wat is het verschil tussen materie, voorwerp en stof?

HUIS

Vul de begrippen in het schema aan.

materie – voorwerp – stof

BAKSTENEN

THEMA 02

VERKEN

KLEI

WATER

HOOFDSTUK 1

Hoe onderscheiden we stoffen van elkaar? LEERDOELEN

L het verschil tussen materie,

voorwerp en stof toelichten.

Je leert nu:

L uitleggen wat stofeigenschappen zijn (en ze onderscheiden van voorwerpeigenschappen);

L de begrippen aggregatietoestand, massadichtheid, smeltpunt, kookpunt, deeltjesgrootte, een stof kennen;

Stoffen kunnen verschillende eigenschappen hebben.

Zo kun je thuis een glas met azijn en een glas gevuld met water van elkaar onderscheiden door eraan te ruiken.

Suiker en zout herken je misschien door de vorm en de grootte

van de kristallen. In je eigen keuken kun je de stof zelfs proeven, als je zeker bent dat het om eetbare stoffen gaat.

Kortom, door je zintuigen te gebruiken, zijn er al heel wat

eigenschappen op basis waarvan je informatie kunt afleiden over de identiteit van de stof.

Maar wat als je je zintuigen niet mag gebruiken? Wat als het niet

geleidbaarheid, oplosbaarheid van

Je kunt al:

L stoffen onderscheiden op basis

toegestaan! Je zou een giftige stof kunnen aanraken of inslikken. Ook ruiken gebeurt op een veilige manier. Maar zo wordt het natuurlijk moeilijker om stoffen te onderscheiden.

van stofeigenschappen.

gaat over eetbare stoffen? In een chemisch labo is proeven niet

1.1 Wat betekent de term ‘stofeigenschap’?

Je kent het verschil tussen een voorwerp en een stof, maar

OPDRACHT 4

kunnen we stoffen ook onderling onderscheiden van elkaar?

Vergelijk een fles olijfolie met een fles water.

Op basis van welke eigenschappen maak je hier een onderscheid tussen de fles met olijfolie en de fles met water? • •

Meng nu beide vloeistoffen en noteer je waarneming. •

THEMA 02

HOOFDSTUK 1

Je hebt al enkele eigenschappen gebruikt om stoffen van elkaar te

onderscheiden. Zo kun je olijfolie van water onderscheiden op basis van

kleur, stroperigheid (viscositeit), oplosbaarheid in water ... Azijn onderscheidt

zich van water door zijn kenmerkende geur. OPDRACHT 5

Onderscheid de stoffen op basis van hun eigenschappen.

Noteer in de tweede kolom de stoffen die je in de eerste kolom ziet. Kies uit: bloem – goud – koper – olijfolie – plastic (pvc) – suiker – water

Noteer in de derde kolom de eigenschappen die je tot dat besluit brachten. Afbeelding 1

Stof

Op basis van deze eigenschap(pen)

THEMA 02

HOOFDSTUK 1

Om stoffen te herkennen heb je gebruikgemaakt van eigenschappen: • •

Je hebt gekeken naar de aggregatietoestand van de stof. Zo zijn sommige stoffen immers vloeibaar bij kamertemperatuur en andere stoffen vast.

Lucht bestaat voornamelijk uit gasvormige stoffen bij kamertemperatuur.

Een metaal (zoals zilver, goud) onderscheid je van glas of plastic door zijn typische glans.

Maar je hebt misschien ook gebruikgemaakt van de verdelingsgraad

(de fijnheid van de korrels) van bloem ten opzichte van de verdelingsgraad van suiker om die van elkaar te onderscheiden. 1 Afb. 10

We maken dan ook een onderscheid tussen twee soorten eigenschappen:

Eigenschappen die afhangen van het voorwerp (en dus veranderlijk zijn) = voorwerpeigenschappen

Eigenschappen die typisch (eigen) zijn aan een welbepaalde stof = stofeigenschappen

Voorwerpen kunnen uit een of meerdere stoffen bestaan.

Stoffen hebben eigenschappen of kenmerken die bij de stof horen en

niet veranderen. Dat noemen we onveranderlijke eigenschappen of stofeigenschappen. Bv. glans, verdelingsgraad, aggregatietoestand.

OPDRACHT 6

Gaat het om voorwerp- of stofeigenschappen? 1

Zet een kruisje bij het juiste type eigenschap.

Voorwerpeigenschap

Stofeigenschap

Er bestaan blauwe, groene, gele, rode, paarse … legoblokken.

Water is gasvormig boven 100 °C, vloeibaar bij kamertemperatuur en vast onder 0 °C.

Suiker lost goed op in water, maar olie blijft drijven op water.

Mijn bril heeft een ronde vorm, de zonnebril van mijn buur is eerder

hoekig.

Kun je de stofeigenschappen uit vraag 1 ook benoemen? Som op wat je weet.

THEMA 02

HOOFDSTUK 1

Voor een chemicus zijn het uiteraard de stofeigenschappen die van belang

zijn. Je maakte in de voorbije studiejaren, bij verschillende vakken, al kennis met stofeigenschappen zoals aggregatietoestand en glans.

De stofeigenschap aggregatietoestand is de vorm waarin een stof bij een

welbepaalde temperatuur voorkomt: vast, vloeibaar of gasvormig. Zo is de

aggregatietoestand van water bij kamertemperatuur (21 °C) vloeibaar, maar die van goud vast.

De stofeigenschap glans geeft weer of een stof een zachte schittering heeft als

er licht op invalt. Zo hebben metalen (goud, zilver, koper …) een typische glans. We bekijken nu nog enkele andere stofeigenschappen. Sommigen daarvan zul je ook nog in het vak fysica tegenkomen, of ben je misschien al eerder tegengekomen in de lessen natuurwetenschappen of STEM.

1.2 Stofeigenschap: massadichtheid

Twee voorwerpen met hetzelfde volume hebben niet noodzakelijk dezelfde massa: een liter water weegt immers meer dan een liter lucht. Twee

voorwerpen met dezelfde massa hebben ook niet noodzakelijk eenzelfde

volume: 1 kg pluimen en een 1 kg lood wegen evenveel, maar het volume pluimen zal natuurlijk groter zijn.

OPDRACHT 7

Ken je deze grootheden en eenheden nog?

Net als in fysica zijn er bij chemie grootheden en eenheden die je nodig hebt om berekeningen uit te voeren. Vul de tabel aan.

Grootheid

volume massa

Symbool

SI-eenheid

Symbool

Massa en volume zijn twee voorwerpeigenschappen: ze verschillen immers naargelang het voorwerp. Een goudstaaf heeft een grotere massa en een

groter volume dan een gouden ring, hoewel het bij beide over de stof goud gaat.

THEMA 02

HOOFDSTUK 1

Massadichtheid is niets anders dan de hoeveelheid massa per volume-

eenheid. Hoe meer deeltjes in hetzelfde volume voorkomen (hoe groter de massa), hoe groter de massadichtheid (zie afbeelding 11).

En dit is dan weer wél typisch voor een welbepaalde stof: het is een stofeigenschap.

kleine massadichtheid

grote massadichtheid

Afb. 11 Demonstratie van verschil in massadichtheid tussen twee voorwerpen door de massa te vergelijken voor hetzelfde volume

Deze nieuwe grootheid, massadichtheid, heeft dus ook weer haar eigen symbool en eenheid: Grootheid

massadichtheid

Symbool - formule t=

m v

SI-eenheid

Symbool

kilogram per

kg m3

kubieke meter

TIP

Denk aan je omzettingen! Zo is de eenheid

g kg = 10-3 3 cm m3

en 1 liter = 1 dm3 en 1 m3 = 1 000 dm3 = 1000 L

Wil je nog dieper ingaan op de formule? Bekijk dan de video.

BEKIJK DE VIDEO

THEMA 02

HOOFDSTUK 1

Als je olijfolie en water samenbrengt in een proefbuis, merk je dat die stoffen niet mengen, maar twee laagjes vormen. De twee stoffen lossen immers niet

op in elkaar. Maar als gevolg van een verschil in massadichtheid zal één stof gaan bovendrijven, namelijk de stof met de kleinste massadichtheid. Een mooie cocktail maken steunt volledig op de eigenschap van

massadichtheid. Verschillende dranken hebben een verschillende massadichtheid en vormen dus mooie laagjes in je glas. OPDRACHT 8

Vergelijk twee stoffen (bij kamertemperatuur) binnen één rij en vul de tabel aan.

Stof 1

t .103

water

1,0

(drankalcohol) water

0,789

1,0

kwik

13,55

1,03

aluminium

t .103

2,70

kg m3

Aluminium zinkt / drijft in water.

De knikker zinkt / drijft in

glazen knikker 2,2-2,6

olie

alcohol.

0,75-0,95

melk

glycerine

Gevolg (schrap wat niet past)

t1 ••• t2 (vul in: >, <, =)

1,03

1,260

zeewater

Stof 2

ethanol

kg m3

Massadichtheid

De olielaag zit boven / onder de waterlaag.

De kwiklaag zit boven / onder de melklaag.

De laag glycerine zit boven / onder de laag zeewater.

OPDRACHT 9 ONDERZOEK

Onderzoek nu zelf hoe je de massadichtheid van stoffen kunt bepalen.

Voer het virtueel practicum rond massadichtheid uit. Je vindt het op p. 253.

De stofeigenschap massadichtheid geeft de verhouding weer tussen de

massa van een stof en het volume dat die stof inneemt bij een bepaalde temperatuur. Ook die stofeigenschap is specifiek en eigen aan de stof. Voor de drie aggregatietoestanden worden de afkortingen v (vast),

vl (vloeistof) en g (gas) gebruikt. Vaak worden echter ook de Engelse afkortingen gebruikt.

Aggregatietoestand

Afkorting in het Nederlands

Afkorting in het Engels

vast

s (solid)

vloeistof gas

THEMA 02

HOOFDSTUK 1

vl g

l (liquid) g (gas)

1.3 Stofeigenschappen: kook- en smeltpunt

Je kunt stoffen niet alleen van elkaar

OPDRACHT 10

Vul de tabel aan.

goud ijzer kwik

1 064 1538

–38,83 1 084

zilver

water

ethanol

(drankalcohol) keukenzout

2 467

2 750

2 808 357

2 570

2 155

–114

113

445

801

1 465

zwavel

962

Aggregatietoestand bij 1 000 °C

Aggregatietoestand bij 20 °C

Aggregatietoestand bij 0 °C

koper

660

van hun kookpunt en hun smeltpunt.

aluminium

Kooktemperatuur Ɵk(°C)

Smelttemperatuur ƟS(°C)

Stof

massadichtheid, je kunt ook gebruikmaken

stollen

vast onder het smeltpunt is een stof meestal in de vaste fase.

onderscheiden op basis van hun sublimeren

SMELTPUNT

vloeibaar tussen het smeltpunt en het kookpunt is een stof meestal in de vloeibare fase.

smelten

KOOKPUNT

gasvormig boven het kookpunt is een stof meestal in de gasfase.

verdampen

condenseren

Smeltpunt en kookpunt als scheidingslijn

OPDRACHT 11 ONDERZOEK

Onderzoek nu zelf het smeltpunt van paraffine. Je vindt het achteraan op p. 257.

Het kookpunt van een stof is de temperatuur waarbij de stof overgaat van de vloeibare fase naar de gasvormige fase.

Het smeltpunt van een stof is de temperatuur waarbij de stof overgaat van de vaste fase naar de vloeibare fase.

THEMA 02

HOOFDSTUK 1

1.4 Stofeigenschap: geleidbaarheid

Al ooit op kamp geweest en zelf een vuurtje moeten maken? Superleuk om dan je eten in een gamel op te warmen. Maar let op: het is geen goed idee

om de gamel vervolgens met je blote handen vast te nemen. Of een lekkere lasagne in de oven: oppassen met het aluminium bakje. We spreken hier doorgeven.

over thermische geleidbaarheid, of hoe makkelijk een stof de warmte gaat

De thermische geleidbaarheid (of warmtegeleiding) geeft aan hoe vlot

warmte wordt doorgegeven doorheen de stof. Eigenlijk komt het hier neer op de vlotheid waarmee deeltjes kunnen bewegen door de stof.

(Elektrische) geleidbaarheid is de mogelijkheid van stoffen om, in gesmolten

of opgeloste toestand, de elektrische stroom te geleiden. Aangezien niet elke stof de stroom kan geleiden (en dus een lampje kan doen branden), kun je

op basis van die stofeigenschap stoffen van elkaar onderscheiden.

Afb. 12 Test geleidbaarheid vloeistoffen

Afb. 13 Test geleidbaarheid vaste stoffen

OPDRACHT 12 ONDERZOEK

Onderzoek nu zelf de elektrische geleidbaarheid van enkele stoffen. Voer het labo rond geleidbaarheid uit. Je vindt het op p. 261.

De elektrische geleidbaarheid geeft aan hoe gemakkelijk geladen deeltjes

door de stof kunnen bewegen. Bij bepaalde stoffen gaat dat vlotter dan bij

andere. Bij sommige stoffen lukt het helemaal niet. Ook die stofeigenschap is, bij kamertemperatuur, een constante en dus een mogelijke manier om een stof verder te identificeren. 54

THEMA 02

HOOFDSTUK 1

1.5 Stofeigenschap: oplosbaarheid van stoffen (in water)

Water is een belangrijk oplosmiddel, zowel in het dagelijks leven als in het

chemielabo. Kijk maar naar je eigen lichaam: dat bestaat voor meer dan de

helft uit water. Dat betekent dan ook dat er heel veel stoffen goed oplossen in het water in de cellen van je lichaam. Maar lossen alle stoffen even goed op in water?

Oplosbaarheid in water is een belangrijke stofeigenschap: je kijkt of de stof

al dan niet oplost in water. Water dient dan als oplosmiddel, en de stof die

je oplost wordt de opgeloste stof genoemd. We noemen de combinatie van opgeloste stof in een oplosmiddel een oplossing. OPDRACHT 13 ONDERZOEK

Onderzoek nu zelf de oplosbaarheid van enkele stoffen.

WEETJE

Voer het labo rond oplosbaarheid uit. Je vindt het op p. 265.

Je kunt ondertussen stoffen al van elkaar onderscheiden op basis van verschillende stofeigenschappen. Zo leerde je over aggregatietoestand, glans, massadichtheid, kook- en smeltpunt, geleidbaarheid en

oplosbaarheid (in water). Er zijn echter nog enkele andere stofeigenschappen die je zou kunnen gebruiken: geur

•

brandbaarheid

• • • •

smaak

giftigheid

magnetische eigenschappen

Let op: geur, smaak en giftigheid van onbekende stoffen testen in een chemielabo op school of thuis, is uiteraard geen optie. Maar brandbaarheid en magnetische eigenschappen van stoffen ga je zeker nog

tegenkomen in de lessen chemie en fysica.

Wanneer een stof oplost in een oplosmiddel, spreken we van de oplosbaarheid van die opgeloste stof. Niet alle stoffen lossen even goed op in water, hoewel het het meest gebruikte oplosmiddel is (zeker in een labo).

` Maak oefening 1 en 2 op p. 88.

THEMA 02

HOOFDSTUK 1

HOOFDSTUKSYNTHESE

Maak een mindmap over dit hoofdstuk. We komen aan het einde van dit hoofdstuk, dus wordt het tijd dat je even samenvat wat je daaruit moet kennen. Om je op weg te helpen, noteerden we alvast het basisbegrip uit dit thema: stofeigenschap.

Probeer nu zelf een mindmap rond dat begrip te maken.

STOFEIGENSCHAP

THEMA 02

SYNTHESE HOOFDSTUK 1

HOOFDSTUK 2

Is het een zuivere stof of een mengsel? LEERDOELEN Je kunt al: stofeigenschappen.

Je leert nu:

L een definitie geven voor het begrip zuivere stof; L een definitie geven voor het begrip mengsel;

L zuivere stoffen en mengsels van elkaar onderscheiden;

L het onderscheid maken tussen homogene en heterogene mengsels;

gehad over stofeigenschappen en

hoe je dus stoffen van elkaar kunt

onderscheiden. Maar eigenlijk hadden

we het daar steeds over hoe je zuivere

stoffen van elkaar kunt onderscheiden. In dit hoofdstuk gaan we nu ook mengsels van stoffen bekijken.

Sommige van die mengsels hebben

een specifieke naam, en heb je vast al horen waaien: ‘rook’, ‘schuim’ …

L mengsels classificeren als homogeen of heterogeen mengsel; L mengsels onderverdelen in rook, nevel, oplossing, schuim,

We onderzoeken eerst het onderscheid tussen zuivere stoffen en mengsels en bekijken vervolgens elk type mengsel eens van dichterbij.

suspensie of emulsie.

We hebben het in het vorige hoofdstuk

L stoffen van elkaar onderscheiden op basis van

2.1 Onderscheid tussen zuivere stoffen en mengsels

OPDRACHT 14

Markeer wat volgens een chemicus een zuivere stof is. ijzer

leidingwater

goud

lucht

zuurstofgas

Lucht bestaat eigenlijk uit een verzameling van stoffen, zoals N2 (stikstofgas), O2 (zuurstofgas), CO2 (koolstofdioxide), waterdamp, roetdeeltjes …

Ook in het leidingwater dat wij drinken, zit meer dan alleen maar (zuiver) water. Net zoals in flessenwater trouwens: kijk maar eens op het etiket (afbeelding 14). Als we het in de lessen chemie over water hebben, bedoelen we dus de zuivere stof water!

Afb. 14 Etiket flessenwater

THEMA 02

HOOFDSTUK 2

WEETJE Is het je al opgevallen dat je leerkracht tijdens een proef geen

leidingwater, maar gedemineraliseerd water gebruikt? Zoals de term al aangeeft, zijn verschillende mineralen uit het water verwijderd,

waardoor de graad van zuiverheid verhoogt. Op die manier verkleint je leerkracht het risico dat andere stoffen in het water een invloed hebben op de reactie.

Je leerkracht kan ook kiezen voor gedestilleerd water. Dat water is nog zuiverder; dankzij de scheidingstechniek destillatie zijn nog meer onzuiverheden uit het water verwijderd. Het wordt vaak gebruikt in het dagelijks leven, bv. voor het navullen

van loodaccu’s of in strijkijzers om kalkvrij stoom te produceren (alhoewel dat met gedemineraliseerd water ook prima werkt).

Wil je meer weten over het verschil tussen zuiver water en kraantjeswater? Bekijk dan de video.

BEKIJK DE VIDEO

Zoals je hebt geleerd in de eerste graad, wordt een verzameling van

verschillende stoffen een mengsel genoemd. Een mengsel bevat dus twee of

meer stoffen, die we bestanddelen of componenten noemen.

Een (zuivere) stof wordt gekenmerkt door welbepaalde waarden voor een hele reeks stofeigenschappen (smeltpunt, kookpunt, massadichtheid …) Bij een zuivere stof zijn die waarden constant en karakteristiek (typisch voor de stof).

Bij een mengsel van zuivere stoffen zullen de eigenschappen zoals kookpunt,

smeltpunt, massadichtheid ... afhankelijk zijn van de samenstelling van het mengsel.

` Maak oefening 3 op p. 88.

WEETJE

Kookpunt versus kooktraject

Een zuivere stof heeft een constant, vast kookpunt: tijdens het koken blijft de temperatuur constant.

Een mengsel wordt gekenmerkt door een kooktraject: tijdens het koken verandert de temperatuur. temperatuur (°C)

g vl + g kookpunt vl

tijd (s)

HOOFDSTUK 2

kooktraject

vl + g

mengsel (bv. zout + water)

Grafiek 1 Zuivere stof met vaste kooktemperatuur

THEMA 02

vl zuivere stof (bv. demiwater)

temperatuur (°C)

Grafiek 2 Mengsel met kooktraject

tijd (s)

WEETJE Kook- of smeltpunt verhogen of verlagen? Van een witte kerst kunnen we in België niet elk jaar

genieten, maar een sneeuwbui tijdens het jaar komt weleens voor. Om dan veilig naar

school te komen, wordt er op

de wegen zout gestrooid. Daardoor verlaagt het smeltpunt van het ijs-zoutmengsel, waardoor

de sneeuw en het ijs zelfs bij vriestemperaturen (= temperatuur onder 0 °C) zullen smelten.

Meer weten over het verlagen van het smeltpunt? Bekijk dan de video.

2.2 Soorten mengsels

BEKIJK DE VIDEO

Soms zie je aan een mengsel dat het bestaat uit meerdere componenten:

we spreken dan over een heterogeen mengsel. Soms kun je de componenten niet meer onderscheiden: we spreken dan over een homogeen mengsel.

Homogeen versus heterogeen

OPDRACHT 15 DEMO

Welke soorten mengsels worden gevormd?

Je leerkracht plaatst vier erlenmeyers op tafel. In elke erlenmeyer zit 20 mL zuiver water. Aan erlenmeyer 1 wordt zand toegevoegd, aan erlenmeyer 2 zout, aan erlenmeyer 3 olijfolie en aan erlenmeyer 4 alcohol. De twee stoffen worden lichtjes gemengd, waarna ze op de tafel geplaatst worden. 1

Noteer je waarnemingen. Schrap wat niet past. Erlenmeyer 1: water + zand

Erlenmeyer 2: water + zout

Lost op / Lost niet op

Ik kan de twee stoffen onderscheiden: Ja / Nee Erlenmeyer 3: water + olijfolie

Ik kan de twee stoffen onderscheiden: Ja / Nee

Breng de vier mengsels onder in de juiste groep.

Ik kan de twee stoffen onderscheiden: Ja / Nee Erlenmeyer 4: water + alcohol

Ik kan de twee stoffen onderscheiden: Ja / Nee

Homogeen mengsel Voorbeeld

Heterogeen mengsel

THEMA 02

HOOFDSTUK 2

Uit opdracht 15 kunnen we besluiten dat je na het mengen soms nog steeds de verschillende componenten van het mengsel ziet, maar soms ook niet.

Op basis van je waarnemingen kun je de mengsels in twee groepen indelen: homogene mengsels: slechts één soort component te zien; heterogene mengsels: verschillende soorten componenten te zien.

Homogene mengsels of oplossingen

OPDRACHT 16

Geef enkele voorbeelden van homogene mengsels Vul de tabel aan.

Homogene mengsels kunnen onderverdeeld worden naar de aggregatietoestand van hun componenten. Probeer van elke combinatie een voorbeeld te geven. Aggregatietoestand component 1

Aggregatietoestand component 2

brons (een mengsel van koper en tin)

vl vl

vl g

Voorbeeld

Een ander woord voor homogene mengsels is oplossingen (waarbij nog het

onderscheid vaste, vloeibare en gasvormige oplossingen wordt gemaakt). Een homogeen mengsel van twee metalen heeft nog een specifiekere naam: dat

noemen we een legering.

THEMA 02

HOOFDSTUK 2

Homogene mengsels of oplossingen zijn mengsels waarin je de verschillende componenten niet meer van elkaar kunt onderscheiden met het blote oog. Een homogeen mengsel van twee vaste metalen wordt een legering genoemd.

Heterogene mengsels

Heterogene mengsels zijn mengsels waarin je de verschillende componenten met het blote oog kunt onderscheiden. In tegenstelling tot homogene

mengsels, hebben de heterogene mengsels allemaal een specifieke naam.

Bij die naamgeving hangt de indeling samen met de aggregatietoestand van de opgeloste stof in het oplosmiddel (= stof die overheerst). OPDRACHT 17

Voorbeeld

Specifieke naam van het heterogene mengsel rook

Vul de tabel aan. Aggregatietoestand opgeloste stof

roetdeeltjes boven een kampvuur 1

mist boven een weide

nevel

Aggregatietoestand oplosmiddel (= stof die overheerst)

opgeklopt eiwit om chocomousse

schuim

te maken 3

suspensie

een aardbeiensmoothie

emulsie

een lekkere vinaigrette (van olie en azijn) voor op een slaatje 5

THEMA 02

HOOFDSTUK 2

In opdracht 17 merk je dat verschillende soorten heterogene mengsels bestaan die we in een volgend schema kunnen weergeven: 

nevel



schuim



suspensie



emulsie



Oplosmiddel

vl g

in:

rook

Opgeloste stof

Heterogene mengsels zijn mengsels waarin je de verschillende componenten kunt onderscheiden met het blote oog. • •

uit vaste deeltjes, verdeeld in een oplosmiddel in de gasfase.

Nevel is de specifieke naam voor een heterogeen mengsel van

vloeistofdeeltjes in een gasfase. Net als bij rook is de gasfase hier het oplosmiddel.

Schuim is de naam voor een heterogeen mengsel van gasdeeltjes in een

vloeistoffase. We zien hier het tegenovergestelde van een nevel: bij schuim is de vloeistoffase het oplosmiddel, terwijl bij een nevel de gasfase het

•

Rook is een heterogeen mengsel dat ontstaat bij verbranding. Rook bestaat

•

Je spreekt van een suspensie als vaste deeltjes te onderscheiden zijn in

een vloeistof.

Een emulsie ten slotte, is een combinatie van twee te onderscheiden vloeistoffen.

•

oplosmiddel is.

` Maak oefening 4 t/m 7 op p. 89-90.

WEETJE

Om een mengsel van vloeistoffen (die moeilijk in elkaar oplossen)

om te zetten in een meer

homogeen geheel, wordt een emulgator toegevoegd.

Zonder emulgator gaat het

mengsel spontaan ontmengen. Zo wordt bijvoorbeeld eigeel

toegevoegd als emulgator voor de bereiding van mayonaise (water in olie).

Meer weten over emulsies? Bekijk dan de video. BEKIJK DE VIDEO

THEMA 02

HOOFDSTUK 2

Nu wordt het moeilijker: je hebt vast al weleens het woord aerosol horen

vallen. Was je als kind vaak verkouden of moest je vaak hoesten? Dan zou het kunnen dat je ‘aan de aerosol’ moest. Ook mensen met astma moeten vaak hun puffer bovenhalen.

Een aerosol is een heterogeen mengsel waarin de opgeloste fase een vaste stof, vloeistof of combinatie van beide is en het oplosmiddel een gas (meestal lucht).

Afb. 15 Aerosol

OPDRACHT 18

DOORDENKER

Opgeloste stof 

nevel



schuim



suspensie



emulsie



WEETJE

v of vl vl g

Oplosmiddel

in:

g g

vl vl

rook

Bekijk opnieuw het schema op p. 62 en markeer wat onder de noemer ‘aerosol’ valt.

Smog in India en het effect van de maatregelen tegen

COVID-19 in maart 2020

Door de grote hoeveelheid voertuigen (die vaak nog erg vervuilend zijn) in

India, zitten er ongelooflijk veel microscopisch

kleine deeltjes fijn stof

Afb. 16 oktober 2019 vs. april 2020, New Delhi

in de lucht. Men noemt dat ‘smog’ (smoke + fog), wat voor ons valt onder de noemer ‘rook’ (vaste deeltjes of

vloeistofdeeltjes in een gasfase als resultaat van verbrandingsreacties). Dat is niet alleen heel vervelend als

je de monumenten in New Delhi wilt bekijken, maar vooral erg schadelijk voor de gezondheid. De stofdeeltjes

kunnen zich immers in de longen en andere organen nestelen en schade toebrengen.

De maatregelen die India in maart 2020 invoerde om de verspreiding van het coronavirus tegen te gaan (sluiten van markten, fabrieken en winkels; stilleggen van het openbaar vervoer), hadden een enorme

positieve impact op de luchtkwaliteit van het land. Uit metingen bleek dat de hoeveelheid fijn stof in de lucht met maar liefst 71 % was gedaald.

Het begrip aerosol is een verzamelnaam voor heterogene mengsels van vaste stoffen of vloeistoffen in een gas. De begrippen rook en nevel zijn dus beide voorbeelden van aerosols.

THEMA 02

HOOFDSTUK 2

HOOFDSTUKSYNTHESE

Maak een mindmap over dit hoofdstuk. Om je op weg te helpen, noteerden we alvast enkele begrippen uit dit thema. Probeer nu zelf een mindmap rond die begrippen aan te vullen.

MATERIE

MENGSEL

ZUIVERE STOF

homogeen mengsel

THEMA 02

SYNTHESE HOOFDSTUK 2

heterogeen mengsel

HOOFDSTUK 3

Hoe kunnen we een mengsel van stoffen scheiden? LEERDOELEN

L mengsels onderscheiden van zuivere stoffen;

Je kunt al:

L mengsels onderverdelen in heterogeen/homogeen;

L een verdere onderverdeling maken binnen de homogene en heterogene mengsels.

Je leert nu:

L voor een mengsel een geschikte scheidingstechniek voorstellen;

L voor de geschikte scheidingstechniek verklaren op welke

eigenschap de scheiding gebaseerd is;

L een scheidingsschema voorstellen voor een mengsel;

Het vak dat je nu volgt is chemie, of

L uitleggen op welke stofeigenschap de scheidingstechniek

om te scheiden’. De leerstof voor

L uitleggen wat een scheidingstechniek is; gebaseerd is;

L de principes zeven, filtreren, decanteren, centrifugeren, indampen en destilleren beschrijven;

L een geschikte scheidingstechniek kiezen om twee stoffen van elkaar te scheiden;

L een geschikt scheidingsschema opstellen om een mengsel te scheiden.

in een oudere benaming: scheikunde. Dat betekent letterlijk: ‘de kunst

dit vak omvat uiteraard veel meer, maar we beginnen met inzoomen

op het scheiden. We bekijken welke

scheidingstechnieken er zijn, waarop ze gebaseerd zijn en wanneer je ze kunt toepassen. We eindigen dit

hoofdstuk met het opstellen van

scheidingsschema’s voor mengsels van meer dan twee stoffen.

3.1. Scheidingstechnieken

Elk soort mengsel heeft een eigen scheidingstechniek. Als je thuis pasta hebt gekookt en die afgiet door een vergiet, dan ben je aan het scheiden: via het vergiet scheid je de pasta van het water.

Scheiden is het tegenovergestelde van mengen. De methodes die we gebruiken om mengsels te scheiden in hun afzonderlijke componenten steunen op verschillen in stofeigenschappen.

THEMA 02

HOOFDSTUK 3

We gaan dieper in op enkele scheidingstechnieken: sorteren, zeven, filtreren, decanteren, indampen, destilleren, centrifugeren en extraheren.

Uiteraard bestaan er nog meer scheidingstechnieken, die mogelijk tijdens een ander labo met je leerkracht verder aan bod komen. OPDRACHT 19 ONDERZOEK Voer het labo rond scheidingstechnieken uit. Je vindt het op p. 269.

Sorteren, zeven en filtreren

Even terug naar je prille jeugdjaren! Je hebt als kind vermoedelijk wel met zand en water gespeeld. Zonder dat je het besefte, was je als toekomstig scheikundige mengsels aan het scheiden op het strand. Je gebruikte eenvoudige methodes die de stoffen niet veranderden.

Allereerst liet je het emmertje even staan; op die manier zonken het zand

en de schelpen naar de bodem en kon je het water al grotendeels afgieten. Je liet het zand en de schelpen dus bezinken.

De schelpjes uit het zand halen kon je met je handen. Je kon ze opzij leggen

en sorteren per soort, door het verschillend uitzicht. De schelpjes waren

ook merkelijk groter dan de rest en je maakte gebruik van dat verschil in deeltjesgrootte om ze er makkelijk uit te pikken.

Maar eens je alle schelpjes eruit gehaald had, merkte je ongetwijfeld dat er

nog onzuiverheden in het zand zaten. Omdat het verschil in deeltjesgrootte

tussen de componenten van je mengsel nu kleiner was, was het niet meer zo eenvoudig om die kleine dingetjes met de hand van het zand te scheiden. Je

speelgoedsetje zorgde waarschijnlijk voor de oplossing: door het mengsel te zeven was je in staat om uiteindelijk zand in je emmertje te verkrijgen.

Zeven is een eenvoudige techniek om een heterogeen mengsel te scheiden. Die techniek steunt op een verschil in deeltjesgrootte tussen de twee

componenten. De grotere korrels kunnen niet door de zeef, maar de kleinere

THEMA 02

HOOFDSTUK 3

component(en) wel.

WEETJE Meer weten over grote zeven in de industrie? Bekijk dan de video.

BEKIJK DE VIDEO

WEETJE In de lessen aardrijkskunde heb je het vast al gehad over verschillende soorten bodems: kleibodems, zandbodems, leembodems, of een

combinatie daarvan. Om de bodemsamenstelling te bepalen, maakt

een bodemkundige onder andere gebruik van een set zeven met een

verschillende zeefopening. Zo zijn kleikorrels kleiner dan 2 µm, leem zit tussen 2 en 50 µm en zandkorrels zijn groter dan 50 µm.

In veel gevallen moeten we echter componenten scheiden met een nog veel

kleiner verschil in deeltjesgrootte. We kiezen dan voor de techniek van

filtreren. Een goed gekozen filter heeft net de juiste structuur om de ene component, het filtraat, wel door te laten en de andere component, het residu, tegen te houden.

mengsel van een vaste stof en een vloeistof

staaf

filtreerpapier trechter residu

filtraat

Afb. 17 Filtreren

Filtreren of filtratie is een eenvoudige scheidingstechniek om een heterogeen mengsel te scheiden. Die techniek steunt op het verschil in deeltjesgrootte:

vaste korrels zijn immers groter dan vloeistof- of gasdeeltjes. De vaste korrels kunnen niet door de poriën van de filter, maar de vloeistof of het gas wel. De

vaste deeltjes die achterblijven, worden het residu genoemd. Wat door de filter gaat, is het filtraat.

THEMA 02

HOOFDSTUK 3

WEETJE Filtreren met mondmaskers (vl-g) Filtreren of filteren gebeurt met vaste stoffen en vloeistoffen, maar ook met gassen. Denk maar aan het dragen van mondmaskers om

vochtdeeltjes die mogelijke virussen meedragen, te

scheiden van de ingeademde lucht. Tegen het zeer besmettelijke coronavirus beschermden mensen overal ter wereld

zich met een dergelijk ‘filtermasker’.

VOORFILTER Afb. 18

KOOLSTOFFILTER

HEPA-FILTER

Ook het regelmatig reinigen van bv. de filters in

je huis (dampkap, droogkast, ventilatiesysteem ...)

is uiteraard erg belangrijk; zo blijven de filters hun werk doen en ongewenste deeltjes scheiden van

de rest.

Meer weten over filtratie in de industrie? Bekijk dan de video.

BEKIJK DE VIDEO

Als de deeltjes in je suspensie erg fijn verdeeld zijn, merk je dat het filtreren al snel moeizamer gaat: het filtreerpapier wordt bedekt met een laagje van het residu (een filterkoek). In dat geval maakt men gebruik van een büchnertrechter. Die trechter wordt aangesloten op een

waterstraalpomp, waardoor een vacuüm gecreëerd wordt in de afzuigerlenmeyer.

Wil je weten hoe dat werkt? Bekijk dan de video.

BEKIJK DE VIDEO

Afb. 19 Filteren met een büchnertrechter

THEMA 02

HOOFDSTUK 3

Decanteren

Tijdens een filtratie bekom je zowel de vloeistof als de vaste stof uit het

heterogene mengsel. Een variant daarop is het decanteren (of afschenken). Bij die techniek gebruik je geen filter. Door de vloeistof voorzichtig af te

gieten, worden beide fasen van elkaar gescheiden. Dat er twee (of meer)

lagen gevormd worden, die je van elkaar kunt scheiden door af te gieten, komt door het verschil in massadichtheid van de componenten.

De afzonderlijke componenten (of fasen) zullen niet even zuiver zijn als bij filtratie achteraf is nog altijd een mogelijkheid.

Afb. 20 Decanteren van wijn

een filtratie, maar misschien volstaat het resultaat wel voor jou. Een extra Misschien heb je al van deze techniek gehoord bij het schenken van rode

wijn? De vaste deeltjes zinken naar de bodem en door de wijn voorzichtig te schenken (decanteren) blijven de vaste deeltjes achter in de wijnfles. Decanteren is een scheidingstechniek om een heterogeen mengsel

(vast-vloeibaar of vloeibaar-vloeibaar) te scheiden. De techniek steunt op het feit dat elke stof zijn eigen massadichtheid heeft en daardoor afzonderlijke

lagen zal vormen (eventueel na verloop van tijd). Die lagen kunnen, min of meer,

van elkaar gescheiden worden door het afgieten van de bovenste laag. WEETJE

Wanneer men twee vloeistoffen met

een verschillende massadichtheid van

elkaar wil scheiden (in een heterogeen mengsel), maakt men gebruik van een scheitrechter. Door tijdig het kraantje te sluiten na het doorlopen van een

van de vloeistoffen van het heterogene mengsel, kun je betere resultaten

verkrijgen dan door gewoon afgieten of decanteren.

Wil je weten hoe dat werkt? Bekijk dan de video.

BEKIJK DE VIDEO

Afb. 21 Decanteren met een scheitrechter

THEMA 02

HOOFDSTUK 3

Centrifugeren

Decanteren hangt onder andere af van de handigheid van de gebruiker

(snel genoeg de kraan van de scheitrechter dichtdraaien, de fles rode wijn niet te snel uitgieten en onder de juiste hoek ...). Maar ook het geduld van

de wetenschapper wordt soms op de proef gesteld: je mengsel moet immers lang genoeg in rust blijven om voldoende scheiding van de verschillende componenten te krijgen. De zwaartekracht moet zijn werk kunnen doen.

Het is daarom soms interessant om de scheiding van de componenten te

versnellen. We helpen de zwaartekracht dan een beetje door het mengsel snelle cirkelvormige bewegingen te laten maken. Bij een slazwierder

scheiden we zo de sla van het waswater. Ook de droogkast bij je thuis gaat de inhoud van de machine zeer snel ronddraaien, zodat het linnen wordt gedroogd doordat het water uit je kleren wordt gezwierd.

Die speciale techniek om componenten te scheiden op basis van

massadichtheid noemen we centrifugeren. De deeltjes met de grootste massadichtheid worden bij de draaibeweging naar de bodem geduwd.

Met speciale apparaten, centrifuges, kan men zo in een labo componenten met een gering verschil in dichtheid scheiden. Die techniek wordt onder

andere gebruikt om bloedcellen en bloedplasma van elkaar te scheiden.

Afb. 22

plasma bloedplaatjes + witte bloedcellen rode bloedcellen

Afb. 23

WEETJE

Wil je meer weten over deze scheidingstechniek in

de industrie? Bekijk dan de video.

BEKIJK DE VIDEO

Centrifugeren of centrifugatie is een scheidingstechniek om een heterogeen mengsel (vast-vloeibaar of vloeibaar-vloeibaar) te scheiden (net zoals decanteren).

Ze steunt op het feit dat elke stof zijn eigen massadichtheid heeft en er daardoor afzonderlijke lagen gevormd zullen worden. Met behulp van

machines (die het effect van de zwaartekracht versterken) zullen die lagen

beter en sneller van elkaar gescheiden kunnen worden dan via decanteren alleen. 70

THEMA 02

HOOFDSTUK 3

Indampen

Het is mogelijk dat je door filtreren of decanteren een helder filtraat bekomt. Hoewel het lijkt alsof dat een zuivere stof is, kan dat filtraat nog steeds

andere opgeloste stoffen bevatten. Het filtraat kan immers zelf nog een

oplossing zijn (= homogeen mengsel van een vaste en vloeibare fase of twee vloeibare fasen). Als de opgeloste stof en het oplosmiddel een voldoende

groot verschil in kookpunt hebben, is dat echter geen probleem. Door op te warmen tot de temperatuur van de fase met het laagste kookpunt

(‘de meest vluchtige stof’), kun je beide fasen van elkaar scheiden.

Zo verdampt water veel sneller dan keukenzout. Door een zoutoplossing op te warmen tot 100 °C, zal enkel het water verdampen en het zout

Afb. 24 Opwarmen van zoutoplossing

(als kristallen) achterblijven. Op die manier kunnen oplossingen dus ook gescheiden worden in de opgeloste stof en het oplosmiddel. WEETJE

De techniek van indampen wordt onder meer gebruikt voor het

scheiden van zout uit zeewater. Daardoor ontstaan de bekende zoutbanken, die je vaak ziet in

de Vendée-streek aan de

Franse kust, of in Bolivia.

Wil je de indamping van zout (NaCl) zien gebeuren

onder een microscoop? Bekijk dan de video.

BEKIJK DE VIDEO

Indampen is een scheidingstechniek die gebruikt wordt om een mengsel

(vast-vloeistof of vloeistof-vloeistof) te scheiden. Door het opwarmen van het mengsel en het verschil in kookpunt, verdampt de vloeistof (met het laagste kookpunt) en blijven enkel de vaste deeltjes of de vloeistof met het hogere kookpunt over.

THEMA 02

HOOFDSTUK 3

Destilleren

De techniek van indampen maakt gebruik van het verschil in kookpunt tussen de componenten om een oplossing te scheiden. De ene stof is veel vluchtiger dan de andere omdat ze een groot verschil in kookpunt hebben. Dat is bijvoorbeeld het geval bij een zoutoplossing in water.

Bovendien focus je bij indampen slechts op een van beide componenten.

Bij het indampen van zoutoplossing in water, houd je alleen de zoutoplossing over. Daarnaast geldt een groot verschil in kookpunt niet voor alle

oplossingen. Als de kookpunten van de componenten dichter bij elkaar

liggen, maar ook als je beide componenten later apart wilt gebruiken, gaan we onze techniek moeten verfijnen. We maken opnieuw gebruik van het

verschil in kookpunt van de componenten, maar gaan nu destilleren.

Destilleren is het mengsel verhitten tot boven het kookpunt van een van de componenten, maar we blijven onder het kookpunt van de andere

component. Het component dat uit het mengsel gekookt wordt en apart OPDRACHT 20 DEMO

wordt opgevangen, wordt het destillaat genoemd.

Wijn destilleren

thermometer

Wijn is een mengsel van vele componenten.

uitlaat koelwater

Om het niet te moeilijk te maken, houden we het nu even op een mengsel van water (druivensap) en drinkalcohol

(ethanol C2H5OH). Je leerkracht bouwt de

proefopstelling zoals op de tekening.

80 °C. Dat is net boven het kookpunt van

ethanol (78 °C), maar onder het kookpunt continu gekoeld met kraantjeswater.

liebigkoeler

vigreuxkolom

De wijn wordt verwarmd tot ongeveer

van water (100 °C). De liebigkoeler wordt

klem

destilleerkolf met mengsel

bunsenbrander

inlaat koelwater

erlenmeyer met destillaat

Afb. 25

Wat neem je waar?

Besluit

Uit de wijn verdampt enkel de alcohol, die vervolgens condenseert omdat het koude stromende water in de liebigkoeler de alcoholdampen afkoelt. De verkregen heldere vloeistof die we opnieuw opvangen, noemen we het destillaat.

Destilleren is een scheidingstechniek die gebruikt wordt om homogene

mengsels van vloeistoffen of vloeistof en vaste stof, van elkaar te scheiden. Daarbij wordt gebruikgemaakt van het verschil in kookpunt tussen de

aanwezige stoffen. Wanneer het mengsel aan de kook wordt gebracht, zal

de component met het laagste kookpunt eerst verdampen. De gassen die zo ontstaan worden door een liebigkoeler geleid, zodat ze terug condenseren. 72

THEMA 02

HOOFDSTUK 3

Zo verkrijg je het destillaat.

OPDRACHT 21

DOORDENKER

Gefractioneerde destillatie van aardolie: wat is dat precies? 1

Bekijk de video over gefractioneerde destillatie van aardolie.

Aardolie wordt ook wel het ‘zwarte goud’ genoemd.

BEKIJK DE VIDEO

Het is een mengsel dat bestaat uit vele componenten, die allemaal een nuttige toepassing hebben. De meeste componenten gebruiken we als brandstoffen. Na de destillatie worden verschillende

dalende dichtheid en kookpunt

chemicaliën 70 °C

Waarom spreken we hier van fracties?

diesel 270 °C

smeerolie, glansen boenproducten

brandstof voor schepen, industrie en centrale verwarming 600 °C

kerosine voor vliegtuigen paraffine voor verlichting en verwarming 170 °C

ruwe olie

petroleum voor auto’s 120 °C

oplopende dichtheid en kookpunt

‘fracties’ gevormd.

Vul de tekst aan. Schrap wat niet past.

De ruwe aardolie wordt verhit tot ongeveer 400 °C,

Afb. 26

zodat een groot gedeelte

asfaltfractie voor wegen

De dampen stijgen op in de toren, koelen daarbij geleidelijk af en

opnieuw.

Fracties met een laag / hoog kookpunt worden al snel gasvormig en stijgen hoog in de toren op alvorens te condenseren. Fracties met een laag / hoog kookpunt condenseren al onderaan in de toren. Om de

verschillende fracties op te vangen, zijn op verschillende hoogten in de toren borrelkappen aangebracht. De bouw ervan zorgt ervoor dat opstijgende dampen door de openingen kunnen en de neerstromende vloeistof opgevangen wordt. Op verschillende plaatsen in de toren kan men dan de gewenste fracties aftappen.

Hoe lager / hoger een fractie in de toren wordt afgetapt, hoe lager het kookpunt van de verbindingen

is en hoe korter / langer de koolstofketens zijn. Hoe lager / hoger in de toren afgetapt, hoe hoger het kookpunt van de verbindingen is en hoe korter / langer de koolstofketens zijn.

WEETJE

Wil je meer weten over de destillatie van aardolie en het principe van gefractioneerde destillatie? Bekijk dan de video.

BEKIJK DE VIDEO

THEMA 02

HOOFDSTUK 3

Extraheren

Een andere veelgebruikte scheidingstechniek is extraheren of extractie: geur-, kleuren smaakstoffen (het extract) kunnen worden onttrokken

(geëxtraheerd) met behulp van een oplosmiddel (het extractiemiddel) waarin ze beter oplossen. We maken gebruik van het verschil in oplosbaarheid in verschillende oplosmiddelen.

Je hebt vast en zeker al op het etiket van een yoghurt- of frisdrankverpakking of andere voedingswaren deze zin gelezen: ‘met natuurlijke extracten’.

De producent heeft dan een natuurlijke kleur-, geur- of smaakstof aan het product toegevoegd.

Maar hoe krijgt bv. Fanta die mooie oranje kleur? De producent voegt

caroteen als kleurstof toe. Caroteen is een oranje kleurstof die in veel

natuurlijke producten voorkomt, zoals in wortelen. Kunnen we dergelijke kleurstoffen dan uit die producten halen? Zeker en vast!

OPDRACHT 22

Extraheer de geur- en kleurstoffen uit een sinaasappel.

Neem de schil van een sinaasappel en snijd ze in stukjes in een mortier.

Voeg nog wat sap van de sinaasappel toe en stamp alles verder fijn met de vijzel.

Voeg nu de alcohol toe die je destilleerde uit wijn in de vorige opdracht.

Wat neem je waar?

Door extractie met alcohol van de geur-, smaak en kleurstoffen uit de sinaasappel heb je nu een basis

voor likeur gemaakt.

Ook bij het koffiezetten worden op die manier met behulp van heet water

geur, kleur en smaak uit de koffiebonen in je koffie gebracht. Je past hier dus

twee scheidingstechnieken tegelijkertijd toe: extractie en filtratie.

Afb. 27 Koffiezetten: extractie en filtratie

Geur-, kleuren smaakstoffen (het extract) kunnen worden onttrokken

(geëxtraheerd) met behulp van een oplosmiddel (het extractiemiddel) waarin ze beter oplossen. We maken gebruik van het verschil in oplosbaarheid in verschillende oplosmiddelen.

` Maak oefening 8 t/m 13 op p. 91-92.

THEMA 02

HOOFDSTUK 3

WEETJE De techniek van extractie wordt vaak ook

gebruikt in de parfumindustrie, waarbij de geur van bloemen zoals rozen als extract

wordt toegevoegd aan het parfum. Let op! Niet alle kleurstoffen zijn van natuurlijke

oorsprong. Waar Fanta bijvoorbeeld wel met het natuurlijke caroteen wordt gekleurd, is dat voor Coca-Cola niet het geval. Cola dankt zijn zwarte kleur aan karamellisatie. De gebruikte kleurstof wordt bij

voedingsmiddelen aangegeven op het etiket met een zogenaamde

E-code. Op het etiket van een fles Fanta zul je zo E160a terugvinden,

de code voor caroteen.

Je hebt nu meerdere scheidingstechnieken leren kennen, en misschien zelfs enkele technieken uitgeprobeerd. De componenten werden

gescheiden op basis van verschillende stofeigenschappen, maar de

componenten zelf bleven onveranderd. We maakten gebruik van verschillen in fysische eigenschappen van de stoffen en spreken over fysische

OPDRACHT 23

Herhaal even. 1

Vul de tekst aan.

scheidingstechnieken.

Een eerste scheidingstechniek die we zagen, was zeven. Die techniek is gebaseerd op een verschil in . Een voorbeeld is schelpjes en zand scheiden. Een tweede

scheidingstechniek, ook gebaseerd op het verschil in , is .

Zo kun je bijvoorbeeld kalk uit kalkwater halen met behulp van .

Daarnaast is er ook , gebaseerd op een verschil in massadichtheid.

Op die manier kun je olie van water scheiden. Indampen steunt dan weer op het verschil in

, waardoor je bijvoorbeeld zout uit zeewater haalt. Het water zelf

verdampt uiteraard. Wil je toch beide componenten behouden, dan maak je gebruik van de

scheidingstechniek . Op die manier kun je

Ten slotte weet je nu ook wat

is: het onttrekken van geur-,

en smaakstoffen met behulp van een techniek steunt dus op het verschil in

uit wijn halen.

waarin ze goed oplossen. Die

in verschillende oplosmiddelen.

Zo kun je bijvoorbeeld olie uit pindanoten halen, vetten uit chips of de lekkere geur uit bloemen.

Welke scheidingstechniek kun je gebruiken voor welk soort mengsel en hoe doen ze dat in de industrie?

Ontdek het via de ontdekplaat bij het onlinelesmateriaal.

THEMA 02

HOOFDSTUK 3

ANDERE SCHEIDINGSTECHNIEKEN

Uiteraard zijn er nog veel meer scheidingstechnieken. Zo is er adsorptie. Met die techniek kunnen bv. de blauwe inktmoleculen uit water gehaald

worden, doordat ze beter hechten aan de actieve kool (het adsorptiemiddel) dan watermoleculen. Bij die scheidingstechniek maken we gebruik van het verschil in hechting aan een oppervlak.

WEETJE Gasmaskers bestaan al sinds het einde van de negentiende eeuw. Ze sturen de ingeademde lucht eerst door een filter met actieve

koolstof, die de giftige stoffen adsorbeert. Tijdens de Eerste

Wereldoorlog gebruikten het Duitse leger en de geallieerden

mosterdgas, een giftig chloorgas dat door verontreinigingen in het

mengsel de kleur en geur van mosterd kreeg. Dat gas was ook bekend onder de naam yperiet (naar de stad Ieper). Gasmaskers redden toen de levens van duizenden soldaten.

moleculen

actieve koolstof

Let op! Verwar de termen adsorptie en absorptie niet met elkaar. Absorptie is het opnemen van een stof in een andere stof. Zo kun je gemorst water

opkuisen met een spons. De spons kan heel wat water absorberen.

adsorptie

absorptie

Afb. 28

We vermelden ook nog chromatografie, waarbij we ons baseren op het

verschil in adsorptiesnelheid van componenten van een adsorptiemiddel enerzijds en anderzijds het verschil in oplosbaarheid in het oplosmiddel. Chromatografie wordt heel vaak toegepast in de industrie. De douane

en politie kan met de techniek drugs zoals cocaïne en heroïne opsporen.

Voedingsanalisten kunnen met die techniek dan weer de samenstelling van 76

THEMA 02

HOOFDSTUK 3

voedingswaren analyseren.

3.2 Scheidingsschema’s

Je hebt nu kennisgemaakt met enkele belangrijke scheidingstechnieken.

In de industrie, maar ook in het dagelijkse leven, worden vaak meerdere

OPDRACHT 24

scheidingstechnieken tegelijkertijd of na elkaar uitgevoerd.

Scheid het mengsel olie – water – krijt met behulp van een scheidingsschema. 1

Beantwoord de vragen. a

Welk soort mengsel ontstaat als je olie, water en krijt bij elkaar voegt en roert?

Wat gebeurt er met het water en de olie?

b Wat gebeurt er met het krijt?

d Welke scheidingstechniek zou je (op school) toepassen om de volgende mengsels te scheiden: •

krijt en water:

•

olie en water:

Stel het scheidingsschema op.

OPDRACHT 25 ONDERZOEK We proberen eerst theoretisch een scheidingsschema op te stellen, waarna we het schema uittesten in een

labo. Je kunt kiezen uit deze scheidingstechnieken: zeven – filtreren – decanteren – indampen – destilleren. Voer het labo rond scheidingsschema's uit. Je vindt het op p 273.

THEMA 02

HOOFDSTUK 3

HOOFDSTUKSYNTHESE

Maak een mindmap over dit hoofdstuk. Om je op weg te helpen, noteerden we alvast het basisbegrip uit dit thema: scheidingstechniek.

Probeer nu zelf een mindmap rond dat begrip te maken.

Scheidingstechniek

` Maak oefening 14 op p. 93. 78

THEMA 02

SYNTHESE HOOFDSTUK 3

HOOFDSTUK 4

Kunnen we zuivere stoffen nog verder onderverdelen? LEERDOELEN Je kunt al:

L het verschil tussen materie, voorwerp en stof toelichten;

L aggregatietoestanden toelichten met behulp van het deeltjesmodel;

L het onderscheid maken tussen een zuivere stof (of kortweg stof) en een mengsel;

L mengsels onderverdelen in homogene en heterogene mengsels. Je leert nu:

stoffen.

L zuivere stoffen verder onderverdelen in enkelvoudige en samengestelde

Vorig jaar leerde je het onderscheid tussen een voorwerp en stof definiëren. Je

weet dus dat een voorwerp is opgebouwd uit stoffen. Bovendien is er een verschil tussen een zuivere stof en een mengsel. Mengsels hebben we ondertussen verder

leren onderverdelen in homogene en heterogene mengsels. Vervolgens hebben we

geleerd hoe mengsels in zuivere stoffen kunnen gescheiden worden. Kunnen we ook de zuivere stoffen verder onderverdelen? STOF

MENGSEL

HOMOGEEN

HETEROGEEN

We zoeken het uit aan de hand van een experiment.

THEMA 02

HOOFDSTUK 4

OPDRACHT 26 DEMO

Ontleding van water (H2O) 1

Onderzoeksvraag Is water nog verder te ontleden in andere stoffen? Hypothese

Benodigdheden toestel van Hofmann + gelijkstroombron kraantjeswater

twee proefbuizen lucifers

houtspaander (of satéstokje) 4

Werkwijze

vloeistoftrechter

Ik denk dat water wel / niet verder ontleed kan worden in andere stoffen, want ...

Waarnemingen

Je leerkracht vult het toestel van Hofmann met water

Er wordt gedurende enkele minuten een gelijkstroom

met behulp van de vloeistoftrechter.

door de vloeistof gestuurd.

Aan beide polen wordt gas gevormd, maar hoe zit het

positieve pool Afb. 29 Opstelling proef van Hofmann

met de hoeveelheid gas?

4 5

Je leerkracht vangt het gevormde gas aan de positieve pool op in een proefbuis. Hij/zij brengt een gloeiende houtspaander in die proefbuis. Wat neem je waar?

7 9

Het gas ter hoogte van de positieve pool:

Je leerkracht vangt nu het gas aan de negatieve pool op in een proefbuis. Hij/zij brengt een brandende lucifer in die proefbuis.

10 Wat neem je waar?

Het gas ter hoogte van de negatieve pool:

THEMA 02

HOOFDSTUK 4

negatieve pool

Verwerking Het gas dat aan de positieve pool gevormd wordt, is zuurstofgas. Zuurstofgas bevordert de verbranding

en kan op die manier geïdentificeerd worden. Een smeulende houtspaander begint terug te branden als je er zuurstofgas aan toevoegt.

Het gas dat aan de negatieve pool gevormd wordt, is waterstofgas. In combinatie met zuurstofgas en een brandende lucifer geeft dat een luide knal. Vandaar dat waterstofgas ook wel knalgas genoemd wordt. Besluit

Er wordt water gevormd.

Formuleer een antwoord op de onderzoeksvraag.

Stoffen die nog verder ontleed kunnen worden, noemen we samengestelde stoffen. Water is dus een voorbeeld van een samengestelde stof.

Wetenschappelijk onderzoek heeft aangetoond dat waterstofgas en

zuurstofgas niet meer verder ontleed kunnen worden. Stoffen die niet meer verder ontleed kunnen worden, noemen we enkelvoudige stoffen. Een enkelvoudige stof bestaat uit één atoomsoort of element.

Een reactie waarbij een samengestelde stof wordt omgezet in meer

eenvoudige (al dan niet enkelvoudige) stoffen, heet een ontleding of analyse.

In opdracht 26 heb je gebruikgemaakt van elektrische energie om water te splitsen in waterstofgas en zuurstofgas. Dat proces wordt elektrolyse genoemd (elektro: elektriciteit; lysis: stukmaken). Ook voor andere energiebronnen bestaan specifieke termen. • •

warmte: thermolyse (stukmaken met warmte) licht: fotolyse (stukmaken met licht)

Stoffen kunnen dus (naar analogie van homogene en heterogene mengsels) verder opgedeeld worden in enkelvoudige en samengestelde stoffen.

Om het verhaal volledig te maken: waterstofgas en zuurstofgas zijn niet meer te ontleden (omdat het enkelvoudige stoffen zijn), maar het is wel mogelijk om waterstofgas en zuurstofgas te combineren en zo opnieuw water te

bekomen. Daardoor heeft zich waterdamp in de proefbuis gevormd na de

knal bij het aansteken van het waterstofgas. Die chemische reactie waarbij

stoffen zich met elkaar verbinden tot een (complexere) samengestelde stof,

noemen we een synthese. Analyse en synthese zijn tegengestelde chemische

reacties. In thema 6 gaan we verder in op de analyse en synthese van stoffen.

THEMA 02

HOOFDSTUK 4

STOF

ENKELVOUDIG

•

• •

•

SAMENGESTELD

stoffen.

Stoffen die niet meer verder ontleed kunnen worden, noemen we enkelvoudige stoffen.

Een reactie waarbij een samengestelde stof wordt omgezet in meer

eenvoudige (al dan niet enkelvoudige) stoffen, heet een ontleding of analyse.

Een ontleding met behulp van elektrische energie, wordt een elektrolyse genoemd.

Een ontleding met warmte heeft de specifieke naam thermolyse, terwijl fotolyse een ontleding met behulp van licht is.

N VA

HOOFDSTUK 4

HETEROGEEN

Stoffen die nog verder ontleed kunnen worden, noemen we samengestelde

` Maak oefening 15, 16 en 17 op p. 93-95.

HOMOGEEN

•

MENGSEL

THEMASYNTHESE

ZUIVERE STOFFEN EN MENGSELS Kernbegrippen

Notities

Kernvragen

HOOFDSTUK 1: Hoe onderscheiden we stoffen van elkaar?

- massadichtheid

elkaar kunt onderscheiden, noemt men stofeigenschappen. -

massadichtheid: geeft de verhouding weer tussen de massa van een stof en het volume dat die stof inneemt bij een bepaalde temperatuur.

Soorten stofeigenschappen:

Eigenschappen, die specifiek zijn voor een stof en waarmee je stoffen van

Als gevolg van een verschil in massadichtheid zal één stof gaan bovendrijven.

kookpunt van een vloeistof: de temperatuur waarbij een vloeistof

- kookpunt

- smeltpunt

smeltpunt van een vaste stof: de temperatuur waarbij de stof overgaat

- geleidbaarheid

(elektrische) geleidbaarheid: de mogelijkheid van stoffen om, in

van de vaste fase naar de vloeibare fase

gesmolten of opgeloste toestand, de elektrische stroom te geleiden.

N -

thermische geleidbaarheid: de mogelijkheid van stoffen om warmte te transporteren

oplosbaarheid: je kijkt of de stof al dan niet oplost in water. Water dient dan als oplosmiddel en de stof die je oplost wordt de opgeloste stof

- oplosbaarheid

overgaat van de vloeibare fase naar de gasvormige fase

genoemd. Samen vormen ze dan een oplossing.

HOOFDSTUK 2: Is het een zuivere stof of een mengsel?

(zuivere) stof

mengsel van zuivere stoffen

homogene mengsels

heterogene mengsels

Een zuivere stof wordt gekenmerkt door welbepaalde waarden voor een

Een mengsel van stoffen bevat meerdere stoffen. Als we naar kookpunt

hele reeks stofeigenschappen (smeltpunt, kookpunt, massadichtheid …).

Die waarden zijn constant en karakteristiek (typisch voor de stof).

enz. kijken, zijn de waarden voor die grootheden afhankelijk van de samenstelling van het mengsel.

Homogene mengsels = mengsels waarin je de verschillende componenten met het blote oog niet meer van elkaar kunt onderscheiden (oplossingen).

Heterogene mengsels = mengsels waarin je ten minste een van de componenten kunt onderscheiden

THEMA 02

THEMASYNTHESE

Op basis van de aggregatietoestand van de twee componenten krijgen sommige heterogene mengsels nog een specifieke naam:

- rook

vast in gasfase = rook

- nevel

vloeistof in gasfase = nevel

- schuim

gas in vloeistoffase = schuim

- suspensie

vast in vloeistoffase = suspensie

- emulsie

vloeistof in vloeistoffase = emulsie

aerosol

Vast of vloeistof in gasfase = aerosol (bv. rook, nevel)

op basis van: verschil in deeltjesgrootte

Zeven: scheiding op basis van deeltjesgrootte

zeven

De grotere korrels kunnen niet door de zeef, maar de kleinere

filtreren - filtratie

Filteren, filtratie: scheiding op basis van deeltjesgrootte

filtraat, residu

component(en) wel.

Gebruikt voor: heterogene mengsels (v + v, v + vl)

Vaste korrels zijn groter dan vloeistof- of gasdeeltjes. De vaste korrels

kunnen niet door de poriën van de filter, maar de vloeistof of het gas wel.

De vaste deeltjes die achterblijven, worden het residu genoemd. Wat door

HOOFDSTUK 3: Hoe kunnen we een mengsel aan stoffen scheiden?

Scheidingstechnieken

de filter gaat, is het filtraat.

verschil in massadichtheid decanteren

Decanteren: scheiding op basis van verschil in massadichtheid Elke stof heeft zijn eigen massadichtheid, waardoor zich afzonderlijke

Gebruikt voor: heterogene mengsels (v + vl, vl + g, v + g)

lagen zullen vormen (eventueel na verloop van tijd). Die lagen kunnen, min of meer, van elkaar gescheiden worden door het afgieten van de

bovenste laag. Decanteren kan ook met behulp van een scheitrechter.

centrifugeren - centrifugatie

Gebruikt voor: heterogene mengsels (v + vl, vl + vl)

Centrifugeren: scheiding op basis van verschil in massadichtheid Met behulp van machines (die het effect van de zwaartekracht versterken) zullen die lagen beter van elkaar gescheiden kunnen worden dan via

decanteren.

verschil in kookpunt indampen

destilleren - destillatie destillaat

Gebruikt voor: heterogene mengsels (v + vl, vl + vl)

Indampen: scheiding op basis van verschil in kookpunt Door het opwarmen van het mengsel en het verschil in kookpunt, verdampt de vloeistof en blijven enkel de vaste deeltjes (of de vloeistof met het hogere kookpunt) over.

Gebruikt voor: homogene mengsels (v + vl, vl + vl)

Destilleren: scheiding op basis van verschil in kookpunt Wanneer het mengsel aan de kook wordt gebracht, zal de component met

het laagste kookpunt eerst verdampen. De gassen die zo ontstaan worden door een liebigkoeler geleid, zodat ze terug condenseren. Zo verkrijg je

een destillaat. In tegenstelling tot indampen, worden beide componenten opgevangen. 84

THEMA 02

THEMASYNTHESE

Gebruikt voor: homogene mengsels (v + vl, vl + vl)

THEMASYNTHESE

extraheren - extractie

Extraheren scheiding op basis van verschil in oplosbaarheid

extract en extractiemiddel

Geur-, kleuren/of smaakstoffen kunnen onttrokken worden aan een stof omdat ze beter oplossen in een ander oplosmiddel. Gebruikt voor: homogene mengsels (v + vl, vl + vl)

HOOFDSTUK 4: Kunnen we zuivere stoffen nog verder indelen?

thermolyse fotolyse

enkelvoudige stof samengestelde stof

omgezet in eenvoudigere stoffen -

met elektrische energie = elektrolyse met warmte = thermolyse

elektrolyse

ontleding of analyse = chemische reactie waarbij een complexe stof wordt

met licht = fotolyse

Zuivere stoffen worden verder onderverdeeld in: -

enkelvoudige stoffen  kunnen niet meer verder ontleed worden; samengestelde stoffen  kunnen verder ontleed worden.

BEKIJK KENNISCLIP

analyse of ontleding

Mijn samenvatting

THEMA 02

THEMASYNTHESE

CHECKLIST

NOG OEFENEN

1 Begripskennis Ik kan de volgende begrippen uitleggen: •

voorwerp

•

homogeen mengsel

• • • • • • • • • • • • • • •

•

• • •

heterogeen mengsel zuivere stof kookpunt

smeltpunt

massadichtheid

scheidingstechniek zeven

filtreren

decanteren

centrifugeren indampen

destilleren oplossing rook

nevel

schuim

suspensie emulsie aerosol

analyse

•

stofeigenschap

•

stof

•

• •

enkelvoudige stoffen

samengestelde stoffen

2 Onderzoeksvaardigheden •

Ik kan stoffen onderscheiden op basis van stofeigenschappen.

•

Ik kan typische voorbeelden van homogene en heterogene mengsels herkennen

•

soorten deeltjes.

en benoemen als oplossing, emulsie of suspensie.

Ik kan specifieke soorten mengsels benoemen zoals rook, nevel, schuim, aerosol ... Ik kan voor een mengsel een geschikte scheidingstechniek voorstellen.

•

Ik kan zuivere stoffen onderscheiden van mengsels op basis van het aantal

•

Ik kan voor de geschikte scheidingstechniek verklaren op welke eigenschap de

scheiding gebaseerd is.

Ik kan een scheidingsschema voorstellen voor een mengsel.

Ik kan zuivere stoffen onderverdelen in enkelvoudige of samengestelde stoffen.

` Je kunt deze checklist ook op

THEMA 02

CHECKLIST

invullen bij je Portfolio.

CHECK IT OUT

Kun jij ook toveren? Je maakte tijdens de CHECK IN een mengsel van kiezelsteentjes, zout en water.

Je hebt in de CHECK IN weliswaar niet echt getoverd, maar wel gebruikgemaakt van chemische mengsels en scheidingstechnieken. Benoem de mengsels. Schrap wat niet past. • •

•

Het mengsel kiezelsteentjes-zout is een homogeen / heterogeen mengsel.

Het mengsel kiezelsteentjes-water is een homogeen/ heterogeen mengsel. Het mengsel zout-water is een homogeen/ heterogeen mengsel. We noemen dat ook een oplossing.

Bovendien ben je nu ook in staat om dit mengsel te scheiden in zijn

afzonderlijke (zuivere) stoffen volgens het juiste scheidingsschema.

Vul het scheidingsschema verder aan. Misschien vind je meer dan een oplossing?

KIEZELSTENEN + ZOUT + WATER

Op basis van:

Scheidingstechniek:

Op basis van:

Scheidingstechniek:

Er zijn homogene en heterogene mengsels.

We gebruiken verschillende scheidingstechnieken om de stoffen terug van elkaar te scheiden: zeven, filtreren, decanteren, centrifugeren, indampen en destilleren.

THEMA 02

CHECK IT OUT

AAN DE SLAG

In de tabel vind je in elk vak twee stoffen. Geef voor elk duo: een stofeigenschap die ze gemeenschappelijk hebben;

•

een stofeigenschap die verschillend is voor beide stoffen.

glas en diamant

goud en koper

- gemeenschappelijk:

- verschillend:

bloemsuiker en kristalsuiker

water en ether

- gemeenschappelijk:

- verschillend:

- gemeenschappelijk:

- verschillend:

Stel: je hebt een voorwerp dat gemaakt is van een voor jou onbekende stof. Je onderzoekt het voorwerp en stelt de volgende eigenschappen vast: Het voorwerp zinkt in water.

b Het voorwerp wordt niet aangetrokken door een magneet. c

Het voorwerp is 12 cm lang.

d De massa van het voorwerp is 150 g. e

Het voorwerp geleidt de stroom.

Beantwoord nu de vragen. 1

Welke gegevens bieden geen nuttige informatie als je wilt weten uit welke stof het voorwerp is

Welke gegevens zijn stofeigenschappen?

Welke belangrijke stofeigenschap zouden we kunnen afleiden als we in plaats van de lengte van het voorwerp het volume hadden bepaald?

Gaat het hier om mengsels of zuivere stoffen? a

brons:

zandstorm:

gefilterd zeewater:

Zn + water:

vervaardigd?

b goud:

d zuurstofgas:

f gedestilleerd water:

THEMA 02

AAN DE SLAG

Bekijk de voorstellingen van stoffen of mengsels. Omcirkel het juiste antwoord.

1 a

Welke voorstelling stelt een homogeen mengsel voor?

1-2-3-4

b Welke voorstelling stelt een heterogeen mengsel voor?

1-2-3-4

Welke voorstelling stelt een zuivere stof voor?

1-2-3-4

d Welke overgang stelt het oplossen van zout in water voor? 3 + 4  1

3+42

3 + 4  1

3+42

Welke overgang stelt het mengen van zand in water voor?

Koppel het juiste mengsel aan de juiste naam. Vul de tabel aan. B

antibioticumoplossing: het antibioticumpoeder wordt gemengd met het water

een bronzen beeld: een mengsel van tin en koper

nevel

legering schuim

suspensie

zeepbellen: lucht gevangen in zeepoplossing D

de stoom die ontstaat in een sauna als je water over hete stenen giet

THEMA 02

AAN DE SLAG

Schrap in de tabel wat niet past en vul aan. Mengsel

homogeen

vast

heterogeen

graffitispray: vloeibare

verfdeeltjes in gas onder druk 2

heterogeen

gas

vast

vloeistof gas

homogeen

heterogeen

vast

vloeistof gas

vloeistof

een goed glas wijn: de

combinatie van water en drankalcohol

Omcirkel de vreemde eend in de bijt en verklaar bondig. geldmunt – zilver – halsketting – oorring – bankbiljet

•

kwik – schroef – goud – koolstof – zink

volume – massa – vorm – kookpunt – grootte

THEMA 02

AAN DE SLAG

vast

vloeistof gas

vast

vloeistof gas

schuimkraag op een frisse pint bier

homogeen

Aggregatietoestand verdeelde stof

Aggregatietoestand overheersende stof

Homogeen of heterogeen?

Specifieke naam

vast

vloeistof gas

•

zout – zink – zuurstofgas – brons – heliumgas

suikerwater – messing – mayonaise – vinaigrette – ethanol

CO2-gas in water – leidingwater – modder – wijn – gedestilleerd water

suikerwater – soep – sangria – champagne – vinaigrette

zoutwater – water en alcohol – brons – lucht – mayonaise

Op welke stofeigenschap steunen de volgende scheidingstechnieken?

•

geleidbaarheid – kookpunt – aggregatietoestand – massadichtheid – massa

•

destillatie:

b filtratie:

Noteer een gepaste scheidingstechniek om de bestanddelen van deze mengsels te isoleren. a

olie en azijn:

goud en zand:

b bezinksel in wijn:

d bier (alcohol en water):

THEMA 02

AAN DE SLAG

In het schema zie je verschillende soorten mengsels. Geef voor elk mengsel één voorbeeld.

Geef daarnaast ook weer met welke algemene scheidingsmethode de afzonderlijke componenten bekomen kunnen worden.

Vermeld in de laatste kolom aan de hand van welk kenmerk die scheiding gebeurt. Type mengsel

heterogeen

Scheidingsmethode

vast-vloeibaar homogeen

vloeibaar-vloeibaar

Met welke scheidingsmethodes kunnen homogene en heterogene mengsels gescheiden worden?

Plaats telkens een kruisje in de juiste kolom. Scheidingsmethode

Heterogeen

destillatie

Soort mengsel

Homogeen

filtratie

homogeen

Steunt op verschil in …

vast-vloeibaar

Voorbeeld

Markeer de juiste scheidingstechniek.

Welke techniek gebruik je om de volgende mengsels te scheiden? Kies telkens voor de meest eenvoudige

techniek.

Mengsel

Een mengsel van stof A (smeltpunt –10 °C; kookpunt 80 °C)

zeven – filtreren –

Een oplossing van kopersulfaat (smeltpunt: 200 °C; kookpunt: 650 °C)

zeven – filtreren –

en stof B (smeltpunt 420 °C; kookpunt 1 280 °C).

Stof B is goed oplosbaar in stof A. Je wilt stof B verder onderzoeken. in ethanol (smeltpunt: –117 °C ; kookpunt 78 °C). Beide vloeistoffen heb je nodig voor verder onderzoek.

Een mengsel van looddichloride (smeltpunt: 501 °C; kookpunt: 950 °C)

en water. Looddichloride lost niet op in water.

filtratie:

b destillatie:

THEMA 02

decanteren – centrifugeren – indampen – destilleren

decanteren – centrifugeren – indampen – destilleren zeven – filtreren –

decanteren – centrifugeren – indampen – destilleren

Met welke methodes zijn de volgende mengsels te scheiden in hun bestanddelen? azijn en water – jenever – kleideeltjes die zweven in water – zand en water

Scheidingstechniek (markeer)

AAN DE SLAG

Stel een logisch scheidingsschema op voor deze heterogene mengsels, zodat je de samenstellende

componenten overhoudt. Water moet je bekomen als een vloeistof! Vermeld bij elke techniek die je gebruikt het kenmerk (bv. deeltjesgrootte) dat gebruikt wordt om de bestanddelen te scheiden. een mengsel van water, zand, benzine en zout

b een mengsel van water, een witte vaste stof en een groene vaste stof (geen van beide stoffen lost op

in water en enkel de witte stof lost op in olie)

Duid aan: enkelvoudige stof of samengestelde stof. waterstofgas (H2) zuiver water

Bij de verbranding van suiker wordt koolstof, water en CO2 gevormd. Suiker is een …

Na een kampvuur blijft er van de houtblokken enkel nog as (koolstof) over. Koolstof is een …

enkelvoudige stof

samengestelde stof enkelvoudige stof

samengestelde stof

THEMA 02

AAN DE SLAG

Plaats in de juiste kolom:

gedestilleerd water – kraantjeswater – koolstof – waterstofgas – zuurstofgas – wijn – zand in een glas water – zout in een glas water Enkelvoudige stof

Homogeen mengsel

Heterogeen mengsel

Samengestelde stof

Bij de elektrolyse van water, heb je ontdekt dat water een samengestelde stof is, terwijl waterstofgas en stoffen.

Symbolische voorstelling

Naam

H2O

zuurstofgas

O2 H2

VA a

enkelvoudige stof bestaat uit één soort / meerdere soorten deeltjes (schrap wat niet past).

CH4 of methaangas is het gas in de scheetjes

van koeien en mensen. Omdat dat gas zorgt

voor opwarming van de aarde, wordt er al eens inventief mee omgegaan. Zo vangen

Nederlandse boeren het gas van de koeien op om later de stallen mee te verwarmen.

Jaarlijks sterven honderd Belgen aan CO-vergiftiging THEMA 02

Het valt op dat een samengestelde stof bestaat uit één soort / meerdere soorten deeltjes, terwijl een

b Vul nu de tabel verder aan.

Visuele voorstelling

water

waterstofgas

zuurstofgas enkelvoudige stoffen zijn. Hieronder zie je de symbolische en visuele voorstelling van deze

AAN DE SLAG

samengestelde stof enkelvoudige stof

samengestelde stof

Chloorgas of Cl2 is een geel gas dat tijdens de

enkelvoudige stof

Eerste Wereldoorlog werd ingezet als giftig wapen: het tastte de slijmvliezen aan, waardoor

verstikking optrad. Omdat het zwaarder is dan lucht, bleef het in de loopgraven hangen.

Zwavel (S8) herken je aan zijn specifieke geur. Je treft het vooral aan in

samengestelde stof

verjaardagsfeestje, vul je hem best met helium

enkelvoudige stof

Als je graag een ballon laat zweven op je (He).

samengestelde stof

` Verder oefenen? Ga naar

enkelvoudige stof

actieve vulkanische gebieden.

THEMA 02

AAN DE SLAG

Notities

THEMA 02

DE ELEMENTAIRE DEELTJES

THEMA 03

CHECK IN

VERKEN

elementen?

101

` HOOFDSTUK 1: Welke namen en symbolen krijgen de 1.1 Globale afspraken 1.2 De namen en symbolen van de elementen

101 102

` HOOFDSTUK 2: Hoe evolueerde het atoommodel?

104

2.1 Van voorwerp tot atoom 2.2 Nog kleiner dan het atoom

` HOOFDSTUK 3: Welke elementaire deeltjes kennen we? 3.1 De elementaire deeltjes en hun lading 3.2 De massa van het atoom

` HOOFDSTUK 4: Atomen en hun isotopen: wat is de

gemiddelde relatieve atoommassa <Ar>?

4.1 Isotopen 4.2 De gemiddelde relatieve atoommassa <Ar>

` HOOFDSTUK 5: Hoe zitten elektronen verdeeld in

een atoom?

5.1 De Bohr-Rutherford elektronenverdeling

A Schillen rond de nucleus B Elektronen op een schil

5.2 Elektronenconfiguratie 5.3 Lewisstructuren

104 105

113 113 115

117 117 119

123 123 123 124

130 131

THEMASYNTHESE

135

CHECKLIST

137

PORTFOLIO CHECK IT OUT

138

AAN DE SLAG

139

OEFEN OP DIDDIT 97

CHECK IN

Ik zie, ik zie wat jij niet ziet! De wetenschap is continu op zoek naar een ruimer beeld van het heelal. Sinds 2018 wordt ‘de planetenjager’ TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) gebruikt om op zoek te gaan naar leven en bewoonbare planeten buiten ons zonnestelsel. Het is de

krachtigste telescoop tot nog toe. In januari 2020 werd voor het

eerst een bewoonbare planeet ontdekt buiten ons zonnestelsel. 100 lichtjaar van onze aarde verwijderd.

De planeet kreeg voorlopig de naam ‘TOI700d’ en is meer dan

Met preciezere apparatuur slagen wetenschappers er ook in om steeds kleinere deeltjes te bekijken. In de lessen natuurwetenschappen heb je vast al gehoord of gebruikgemaakt van een microscoop.

Raad wat je hier uitvergroot ziet!

Afb. 31

Afb. 32

Afb. 30

Atomen zijn voor de mens niet zichtbaar met het blote oog, maar ondertussen zijn we in staat steeds kleinere deeltjes te bekijken. Organismen, onderdelen van planten … die je normaal niet kunt zien met het blote oog, worden plots zichtbaar.

In 1931 werd de eerste elektronenmicroscoop gebouwd. We zijn daardoor nu in staat om kleine cellulaire onderdelen tot een paar miljoen keer of meer

groter te zien.

Afb. 33 De elektronenmicroscoop bij de Vrije Universiteit Brussel

? ` Hoever hebben we stoffen al kunnen ontleden? ` Zijn we al beland bij het kleinste deeltje? We zoeken het uit!

THEMA 03

CHECK IN

VERKEN

Zuivere stof of mengsel? OPDRACHT 1

Bekijk enkele voorstellingen van zuivere stoffen en mengsels in de tabel. Kruis bij elke voorstelling aan of het gaat om een zuivere stof of om een mengsel.

mengsel 2

zuivere stof

mengsel

zuivere stof

mengsel

zuivere stof

Leg in je eigen woorden het verschil uit tussen een zuivere stof en een mengsel.

OPDRACHT 2

zuivere stof

mengsel

Maak bij zuivere stoffen het onderscheid tussen enkelvoudige en samengestelde stoffen. Kruis bij elke voorstelling aan of het gaat om een enkelvoudige of een samengestelde stof.

enkelvoudige stof

samengestelde stof

enkelvoudige stof

samengestelde stof

enkelvoudige stof

samengestelde stof

Leg in je eigen woorden het verschil uit tussen een enkelvoudige stof en een samengestelde stof.

Een deeltje water bestaat uit waterstof en zuurstof. Teken zelf een voorstelling van de stof water.

THEMA 03

VERKEN

Teken twee voorstellingen die je buurman of buurvrouw maakte.

Wat stel je vast op basis van de antwoorden bij vraag 3 en 4?

Staan er in de onderstaande figuur deeltjes waarvan jij misschien al gehoord hebt en waarvan je denkt dat ze in

een atoom aanwezig zijn? Schrap de deeltjes waarvan je denkt dat ze niet in een atoom voorkomen.

chips

molecule virus

quarks ozon neutrino

proton elektron zout

aerosol hemoglobine neten

hadronen neutron

stuifmeel

Je hebt nu eigenlijk al kleinere deeltjes getekend dan dat je met de microscoop kunt waarnemen. Vanuit je

algemene kennis heb je een molecule water getekend, zuurstofatomen en waterstofatomen. Gaandeweg zullen we de betekenis van al die deeltjes verduidelijken en op zoek gaan naar nog kleinere deeltjes.

100

THEMA 03

VERKEN

HOOFDSTUK 1

Welke namen en symbolen krijgen de elementen? LEERDOELEN

Je kunt al: L toelichten dat mengsels gescheiden kunnen worden in zuivere stoffen;

Tenzij je hebt samengewerkt met je buurman

L zuivere stoffen indelen in enkelvoudige en

of buurvrouw, zijn er verschillen in jullie

samengestelde stoffen;

voorstellingen van de stof water bij opdracht 2. Dat maakt het natuurlijk een beetje moeilijk:

L toelichten dat een enkelvoudige stof bestaat uit

hoe kan iemand anders jouw voorstellingen

één atoomsoort of element.

Je leert nu:

probleemloos interpreteren? Daar moeten we dus afspraken over maken. Wetenschappers over de hele wereld moeten namelijk met

L de namen en de symbolen van veelvoorkomende

elkaar communiceren op een eenduidige,

elementen.

ondubbelzinnige manier.

1.1 Globale afspraken

IVa

VIa

VIIa 0/VIIIa

IIIa

OPDRACHT 3

Vergelijk de webpagina’s.

Bekijk deze webpagina’s voor ‘koolstof’ in het Nederlands, Italiaans en Fins. helium

Koolstof/ Carbonium

2,0

2,5 7

3,0

koolstof

stikstof

zuurstof

1,6

gallium

1,6

2,1 14 1,8 15 16 Algemeen Naam: koolstof / carbonium Symbool: C Atoomnummer: 6 silicium koolstofgroep fosfor zwavel Groep: 28,09 30,972 32,07 Periode: periode Blok: 32 p-blok 1,8 2,0 33 34 Reeks: niet-metaal Kleur: kleurloos of zwart

germanium

arseen

seleen

1,7

1,8

74,92

2,5

4,0

Ne Ar

chloor

argon

39,95

35,45 2,4

Nome: carbonio Symbolo: C Carbonio Numero: 6 ﬂuor neon Serie: non metalli 20,18 19,00 Durezza: 0,5 (grafite), 10 (diamante) 17 p 3,0 18 Blocco: Serie: non metalli Colore: /

Cl-

2,8

broom

krypton

diamante

grafite

Afb. 35 Pagina in het Italiaans

78,96

1,9

9 Generale

Ge 72,64

3,5

16,00

Afb. 34 Pagina in het Nederlands

69,72 1,7

14,01

aluminium

dmium

1,5

26,98

12,01

Al-

,38

boor

IIb

4,00 Carbonio

10,81

Periodiek systeem van

83,80

79,90 2,1

2,5

indium

tin

antimoon

telluur

jood

xenon

Hiili

timantti

grafiitti

Yleinen Nimi: hiili Tunnus: C Järjestysluku: 6 Luokka: epämetalli Lohko: p Jakso: 2 Ryhmä: 14 Kovuus: 0,5 (grafiitti), 10,0 (timantti) Väri: musta (grafiitti), väritön (timantti)

Afb. 36 Pagina in het Fins

THEMA 03

HOOFDSTUK 1

101

0 18

Wat valt je op als je de drie pagina’s vergelijkt?

EMENTEN

IIIa IVa Va VIa VIIa 2 0 13 Het symbool 14voor een element 15 is in de16 17 hele wereld identiek. Het 18 uniforme

aarde

MENTEN

gebruik van dezelfde symbolen voor eenzelfde element maakt uitwisseling van informatie makkelijker.

IIIa 2,0 IVa 6 2,5 7Va 13 14 15

rde

3,0

1.2 De namen en symbolen van de elementen 5 13

1,9

Ni VIlIb nikkel 1058,69

Ib 11 29

1,9

Cu Ib koper 11 63,55

1,92,2 2947

IIb 12

Zn IIb zink 12 65,38

1,91,9 3048

12,01

2,01,5 6 14

BAl-

boor aluminium

CSi

koolstof silicium

fluor

16,00

19,00

3,02,1 8 16

3,52,5 9 17

gallium aluminium

germanium silicium

Spaans 72,64 28,09

69,72 26,98

1,61,7 3149

Latijn

1,61,7 3250

Afb. 37a

neon helium

4,03,0 1018

Ar FCl- Ne

stikstof fosfor

zuurstof zwavel

fluor chloor

neon argon

30,97 14,01

32,07 16,00

35,45 19,00

39,95 20,18

AlGa SiGe PAs Duits

4,00 20,18

zuurstof

carbon

Engels

He Ne

stikstof

1,51,6Nederlands 1432 1,81,8 koolstof 1533 2,12,0 1634 Frans

2 10

14,01

2,51,8 7 15

12,01 28,09

26,98 10,81

1,6 1331

koolstof

35 3,02,8 18chloor 36 2,52,4 17 Nederlands

VIlIb 10

boor

10,81

4,00

VIa 8 3,5 VIIa 9 4,0 16 17

helium

carbon

kohlenstoff

arseen fosfor

carbono 74,92 30,97 carbonium

1,81,8 3351

SSe ClBr ArKr -

seleen zwavel

78,96 32,07

2,01,9 3452

Frans

chlore

Engels

chlorine

Duits

chlor

broom chloor

krypton argon

Spaans 79,90 35,45 Latijn

2,42,1 3553

Afb. 37b

cloro 83,80 39,95 chlorum

2,82,5 3654

Ag Zn Cd GaIn Ge Sn As Sb Se Te BrI NiPd Cu palladium nikkel

zilver koper

106,4 58,69

107,9 63,55

2,22,2 4779

cadmium zink

112,4 65,38

1,92,2 4880

indium dat germanium tin element antimoon telluurheeft een jood en een xenon gallium arseen seleen broom krypton type. Elk (of elke atoomsoort) naam symbool.

114,8 Die symbolen 118,7 zijn in 74,92 121,8 127,6 126,9 131,3 69,72 72,64 78,96 83,80 alle talen hetzelfde. De naam 79,90 van het element verschilt 1,8 83 1,9 84 2,0 85 2,2 86 1,71,9 4981 1,71,8volgens 5082 de1,8 51 1,9 52 2,1 53 2,5 54 taal, maar is meestal afgeleid van de oorspronkelijke Latijnse benaming.

Pt Ag Au Cd Hg InTl- Sn Pb SbBi Pd goud zilver

195,1 106,4

197,0 107,9

kwik cadmium

200,6 112,4

thallium indium

110 2,2

79 111 2,2

80 112 1,9

platina alladium

Rg Hg Cn PtDs Au

darmstadtium platina

röntgenium goud

copernicium kwik

281 195,1

272 197,0

285 200,6

063

11164

Xe Kr

Een element is een type of een atoomsoort. Een atoom is een deeltje van

204,4 • 114,8

81113 1,8

•

tinlood

bismut antimoon

polonium telluur

Rn IAt Xe

astaat jood

sommige elementen één hoofdletter als symbool hebben;

207,2 118,7

209,0 121,8

82114 1,8

83115 1,9

209 127,6

210 126,9

sommige elementen twee letters als symbool hebben.

TlNh PbFl-

84116 2,0

85117 2,2

radon xenon

222 131,3 86118

Mc Po Lv AtTs Rn Og Bi

In het tweede geval, hier op afbeelding 8b, bestaat het symbool uit een

nihonium thallium

287 204,4

1,2 11366

112 65

Po Te

Bekijk afbeelding 37a en 37b in de tabel. Je ziet dat:

hoofdletter gevolgd door een kleine letter. flerovium lood

•

289 207,2

moscovium bismut

288 209,0

livermorium polonium

209289

tennessine astaat

210289

ganesson radon

222289

Een element is synoniem voor een atoomsoort. Het is de verzamelnaam

11568die dezelfde 117 118 voor atomen chemische (1,2) 114 67 alle 1,2 1,2 116 69 1,2eigenschappen 70 1,1hebben. 71

1,2

Mc DsEu Rg Yb OgLu Gd CnTb Nh Dy FlHo Er Lv Tm Ts

mstadtium europium

281 151,9

röntgenium gadolinium

272 157,3

1,3 6496

copernicium terbium

285 158,9

65 97

1,2

•

nihonium dysprosium

287 162,5

66 98 (1,2)

Een atoom is het kleinste deeltje van een element dat nog steeds alle eigenschappen van het element heeft. flerovium holmium

289 164,9

67 99

1,2

Am Gd Cm Tb Bk Dy Cf Ho Es Eu

americium uropium 102

243 151,9

curium03 gadolinium THEMA

247 157,3

berkelium 1 dysprosium californium terbium HOOFDSTUK

247 158,9

251 162,5

einsteinium holmium

252 164,9

moscovium erbium

livermorium thulium

68 100 1,2

69 101 1,2

288 167,3

289 168,9

tennessine ytterbium

289 173,0

70 102

1,1

ganesson lutetium

289 175,0

71 103

1,2

Fm Tm Md Yb No LuLr Er

fermium erbium

257 167,3

mendelevium thulium

258 168,9

nobelium ytterbium

173,0 259

lawrencium lutetium

175,0 262

WEETJE Sommige elementen zijn genoemd naar een land (polonium, francium), een stad (dubnium: Dubna in Rusland; strontium: Strontian in Schotland), een wetenschapper (einsteinium: Albert Einstein; curium: Marie Curie), Romeinse goden

(neptunium, plutonium) of een eigenschap (broom: Gr. bromos = stank; chloor: Gr. chloros = groen).

NAAMGEVING ELEMENTEN

Meer weten? Bekijk het overzicht via de QR-code.

De onderstaande tabel bevat de voor ons belangrijkste elementen en hun

symbolen. Voor een goed begrip van de rest van de leerstof chemie is het

belangrijk dat je de namen en symbolische voorstelling van deze elementen onthoudt en kunt toepassen. Symbool H

waterstof

helium

lithium

beryllium

boor

Symbool

Naam

silicium

fosfor

zwavel

chloor

argon

Naam

stikstof

zuurstof

fluor

neon

koolstof

natrium

magnesium

aluminium

` Maak oefening 1 op p. 139.

kalium

calcium

ijzer

koper

zink

broom

zilver

goud

Symbool

Naam

kwik

lood

cobalt

jood

nikkel

platina

cadmium

uraan

tin

chroom

mangaan

arseen

barium

Met elk nieuw element dat ontdekt werd, begonnen wetenschappers te

beseffen dat er verbanden waren tussen de elementen. Zo kwam het idee om ze allemaal in een tabel te plaatsen (de tabel van Mendelejev). Welke verbanden dat precies zijn, kom je te weten in thema 4.

OPDRACHT 4

Oefen je kennis van de symbolen. Oefen met behulp van flashcards de namen van de elementen en hun symbolen. OEFEN MET FLASHCARDS

TIP Je kunt ook ezelsbruggetjes maken om de elementen te onthouden, bv. ‘Au’ hoor je in ‘goud’. Verzin er zelf nog een paar!

THEMA 03

HOOFDSTUK 1

103

HOOFDSTUK 2

Hoe evolueerde het atoommodel? LEERDOELEN Je kunt al: L begrijpen dat wetenschappelijke kennis het resultaat is van voortdurend onderzoek.

Je leert nu:

L de historische evolutie van de atoommodellen van Dalton tot en met Bohr begrijpen en de evolutie chronologisch weergeven;

L de bouw van een atoom (volgens het

gecombineerde atoommodel van BohrRutherford) toelichten;

deeltjes ontleden. De kennis die we vandaag

hebben, is te danken aan eeuwen van voortbouwend onderzoek en wetenschappelijke proeven. Een

ontdekking is vaak het werk van één wetenschapper of één team, maar een wetenschappelijke theorie is het resultaat van vele bijdragen.

L het atoommodel met een tekening weergeven.

Net als wij willen wetenschappers steeds kleinere

2.1 Van voorwerp tot atoom

Elk mengsel bestaat uit een of meerdere soorten stoffen. In het voorbeeld van spuitwater (afbeelding 38) zien we dat stoffen – of materie – bestaan

uit nog kleinere verbindingen. En ook die verbindingen kunnen nog verder opgedeeld worden tot we uiteindelijk bij atomen uitkomen.

CO2

CO2 O

spuitwater

mengsel

zuivere stof

H H2O O verbindingen

atomen

Afb. 38 Spuitwater

We maken een onderscheid tussen een voorwerp, materie, stof, verbinding en elementen.

Een voorwerp is opgebouwd uit een bepaalde materie. Materie is opgebouwd uit stoffen.

Stoffen zijn verbindingen van deeltjes of atomen.

Atoomsoorten of elementen zijn de verschillende atomen waaruit een verbinding bestaat. 104

THEMA 03

HOOFDSTUK 2

2.2 Nog kleiner dan het atoom

OPDRACHT 5

Bekijk de afbeeldingen en vul de tabel aan.

Afb. 39

Begrip

Afb. 40

Afbeelding 39

voorwerp

materie

stoffen

C12H22O11

verbindingen van onder meer …

Afbeelding 40

atoomsoorten of elementen

Er bestaan dus verschillende soorten elementen. Van een handvol daarvan

ken je intussen het symbool en de naam. Elke verbinding is opgebouwd uit

OPDRACHT 6

bouwstenen: de atomen. Maar hoe is zo’n atoom zelf opgebouwd?

Teken hoe jij denkt dat een atoom eruitziet en beschrijf aan je buur.

Onze wetenschappelijke kennis is er in de loop der tijd sterk op

vooruitgegaan. Nieuwe technologieën zorgden ervoor dat onze inzichten in de bouw van het atoom veranderden doorheen de eeuwen. Bijgevolg moesten de modellen die we gebruiken om een atoom voor te stellen,

aangepast worden. Er is ondertussen al een hele weg afgelegd, waarbij

wetenschappers steeds verder bouwden op de kennis van hun voorgangers.

Bekijk de chemische tijdlijn waarbij de belangrijkste mijlpalen in de evolutie van het atoommodel worden aangestipt. Maar denk eraan: met nieuwe

technieken komen nieuwe inzichten. Deze tijdlijn kan dus in de toekomst (of in komende schooljaren) nog verder aangevuld worden. Scan de QR-code voor een meer uitgebreide versie van de tijdlijn.

THEMA 03

HOOFDSTUK 2

105

1869 410 V.C.

Ia 1 1

De Griekse filosofen

IIa 2

2,1

atoomnummer (Z)

1,0

Democritus en

1,5

natrium

24,31

0,8

1,3

Vb 5

1,5

VIb 6

1,6

1,5

1,8

VIlIb 10

1,9

Ib 11 29

1,9

IIb 12 30

1,6

1,8

3,0

stikstof

1,8

2,0

2,4

Ga gallium

germanium

Se seleen

broom

54,94

55,85

58,93

58,69

63,55

65,38

69,72

72,64

74,92

78,96

79,90

83,80

0,8

1,2

cesium

223

1,1

radium

261

actiniden

1,5

iridium

1,3

kwik

tin

1,8

thallium

287 1,2

2,1

164,9 99

2,0

167,3

168,9

protactinium

uraan

neptunium

plutonium

americium

Cm curium

berkelium

californium

einsteinium

fermium

mendelevium

nobelium

lawrencium

231,0

238,0

237

244

243

247

251

252

257

258

259

262

Ia 1

1,0

24,31

lithium

De Belg

magnesium

22,99

1,3

scandium

44,96 39

1,2

1,5

titaan

vanadium

47,87

1,4

1,6

50,94

1,6

zirkonium

niobium

91,22

92,91

IVb 4

Vb 5

88,91

1,1

lanthaan

138,9

1,1

1,3

1,5

hafnium

tantaal

178,5

104

rutherfordium

noemt 1,6

227

261

24,31

0,8

1,0

1,3

1,5

1,6

cerium

1,3

1,8

titaan

vanadium

chroom

mangaan

ijzer

44,96

47,87

50,94

52,00

54,94

55,85

0,8

1,0

strontium

85,47

87,62

54,94

0,7

1,2

0,9

88,91

barium

lanthaan

132,9

137,3 ijzer

138,9

0,7

0,9

55,85

1,4

zirkonium

91,22

1,1

1,6

1,9 niobium28

Hf Co

1,1

cesium

1,8 yttrium27

1,3

92,91

tantaal

180,9

104

58,93

technetium

1,7

francium

radium

actinium

rutherfordium

223

226,0

227

261

Ru {

Rh6

lanthaniden

ruthenium groepen

rhodium

101,1 actiniden

102,9

106

58,69

dubnium

bohrium

praseodymium

1,5

1,2

neodymium

140,9

2,2

ruthenium

101,1

renium

186,2

107

VIlIb 10

1,9

2,2

102,9

iridium

192,2

108

63,55

106,4

Pr Pd

144,2 92

1,4

2,2

65,38

277

268

Pm Sm 1,3

darmstadtium

268

1,9

1,6

1,7

26,98

107,9

cadmium

promethium

samarium

(145) zilver

144,2

1,4

1,3

107,9

1,2

europium

151,9 cadmium

150,4

1,3

112,4

thorium

protactinium

uraan

232,0

231,0

238,0

samarium

1,3

plutonium

237

244

platina

112,4

goud

111

1,9

1,7

darmstadtium

285

1,2

terbium

158,9 indium

157,3

1,8

Sn tin

281

114,8

europium

1,3

curium

243

247

copernicium

118,7

1,8

114

72,64

Fl-

flerovium

287

289

dysprosium

1,2

terbium

6,94

9,01

0,9

1,0 12

3 Na

californium

247

251

einsteinium

(1,2)

dysprosium

natrium

0,8

24,31

1,0

6,94

kalium

0,8

9,01

40,08

44,96

39 0,9 1,0 12

strontium

87,62

0,9

127,6

2,0

116

74,92

32,07

126,9

Tm Sb

erbium

167,3

1,2

radon

78,96

289

121,8

ganesson

289

ytterbium

mendelevium

nobelium

258

259

257

lood

bismut

207,2

Fl-

moscovium

holmium

164,9

erbium

167,3 100

uraan

neptunium

plutonium

americium

Cm curium

berkelium

californium

einsteinium

232,0

231,0

238,0

237

244

243

247

251

252

Tm thulium

168,9 101

1,9

1,7

Ag zilver

cadmium

indium

106,4

107,9

112,4

114,8

1,3

137,3

138,9

178,5

1,1

1,0

104

IIIb

1,5

1,7

Ta3 W

tantaal

180,9

105 21

183,9

1,3

106

IVb 1,9

2,2

renium

190,2

1,5

108

2,2

iridium

2,2

195,1

1,9

111 24

200,6

1,6

112

tennessine

ganesson

289 1,1

1,2

ytterbium

lutetium

173,0

175,0 103

fermium

mendelevium

nobelium

lawrencium

257

258

259

262

19,00

20,18

2,1

silicium

1,8

2,5

P fosfor

2,4

72,64

1,8

1,9

2,1

83,80

2,5

jood

127,6

126,9

xenon

VIIb VIlIb VIlIb Tl 7 Pb Bi 8 Po At9 Rn 1,8

1,8

1,9

2,0

131,3

2,2

lood

204,4

bismut

207,2

113 25

1,5

114

209,0

209

116

astaat

radon

210

1,8

115

Fl-

polonium

222

117

seaborgium

bohrium

hassium

meitnerium

darmstadtium

röntgenium

copernicium

nihonium

flerovium

moscovium

livermorium

tennessine

262

266

264

277

268

281

272

285

287

289

288

289

{ 5 Rb

0,8

1850

actiniden

1,1

1,0

1,1

scandium Ce Pr 44,96

1,2

titaan vanadium Nd47,87 Pm Sm Eu 50,94

1,2

chroom Gd Tb 52,00

1860

(1,2)

1,2

mangaan Dy Ho 54,94

1,2

promethium

samarium

europium

gadolinium

terbium

dysprosium

holmium

erbium

140,1

140,9

144,2

(145)

150,4

151,9

157,3

158,9

162,5

164,9

167,3

1,3

92 1,2 1,5 40

1,4

94 1,4 1,3 41

1,3

96 1,6 1,3 42

1,8

1,9

plutonium

americium

Cm curium

berkelium

californium

einsteinium

fermium

237

244

243

247

251

252

257

1,2

1,1

1870 168,9

173,0

2,2

289

102 45

175,0

2,2

103

mendelevium

nobelium

lawrencium

258

259

262

rubidium

strontium

yttrium

zirkonium

niobium

molybdeen

technetium

ruthenium

rhodium

85,47

87,62

88,91

91,22

92,91

95,94

101,1

102,9

0,7

6 Cs

cesium

0,7

7 Fr 223

lanthaan

137,3 88

0,9

1,1

barium

132,9 87

0,9

138,9 89

1,1

1,3

hafnium

1,7

2,2

actinium

rutherfordium

dubnium

seaborgium

bohrium

hassium

226,0

227

261

262

266

264

277

{

lanthaniden

cerium

praseodymium

140,1

actiniden

1,1

1,5

1,2

neodymium

140,9

1,3

1,4

268

1,2

Pm Sm

promethium

144,2 92

meitnerium

samarium

(145) 93

1,3

150,4 94

1,3

thorium

protactinium

uraan

neptunium

plutonium

232,0

231,0

238,0

237

244

1886 In navolging van de Engelsman

Crookes gebruikt de Duitser Eugen

Goldstein fluorescerende lampen om negatief geladen en positief geladen deeltjes te onderscheiden. Met de Crookes-buis bewijst hij dat de

positief geladen deeltjes vastzitten in een kern, terwijl de negatief geladen deeltjes vrij kunnen bewegen.

192,2 109

radium

1,1

iridium

190,2 108

2,2

osmium

186,2 107

renium

183,9 106

1,9

wolfraam

180,9 105

groepen

tantaal

178,5 104

1,5

58,93lutetium

ytterbium

ganesson

Ybkobalt Lu

thulium

101

neptunium

238,0

100 44

uraan

231,0

98 43

protactinium

232,0

thorium

ijzer Er55,85 Tm

neodymium

90 39

praseodymium

dubnium

cerium

1,9

118

261 58

thallium

rutherfordium

telluur

121,8

227

40,08

krypton

antimoon

actinium

calcium

79,90 53

tin

118,7

226,0

lanthaniden

broom

78,96

argon

39,95

2,8

seleen

74,92

35,45 35

arseen

chloor

32,07

2,0

neon

3,0

Cl-

zwavel

30,97 33

radium

xenon

222

kwik

197,0

1,6

goud

110

16,00

Au6 Hg

platina

192,2

109 23

VIb

Ir 5 Pt

osmium

186,2

107 22

Re4 Os

wolfraam

14,01

germanium

1,7

radon

palladium

102,9

1,1

12,01

69,72

65,38

rhodium

101,1

24,31 hafnium

28,09

ruthenium

4,0

fluor

26,98

1,6

zuurstof

1,8

3,5

stikstof

Si 24,31

gallium

koolstof

technetium

Xe Rn

aluminium

zink

83,80

118

102

Crookesbuis Fm Md

63,55

2,2

1,6

relatieve atoommassa (Ar)

krypton

289 1,2

58,69

210

289 1,2

koper

argon

astaat

117

2,2

1,9

95,94

VIIa

3,0

magnesium

molybdeen

lanthaan

VIa

elektronegatieve 16 17 4,00

1,27

2,5

1,5

Al-

92,91

131,3

2,2

209

livermorium

58,93

nikkel

39,95

polonium

288 68

262

116

289 1,2

2,0

2,2

1,9

126,9

209,0 115

flerovium

lawrencium

55,85

kobalt

van waterstof. 2,5

jood

127,6

1,9

Bratoommassa Kr

lutetium

103

54,94

ijzer

dan de 2,8

175,0 telluur

173,0

102

1,8

Cl-groter Ar is I

1,2

52,00

79,90

Lu Te

1,1

Fm Md 1,9No84 Lr 1,8 83 fermium

2,1

3,0

broom

118

1,6

1,5

mangaan

IIb 12

niobium

neon

35,45

222 seleen

117

thulium

101

131,3

2,4

210

168,9 antimoon

100

xenon

Rn Se

2,2

astaat

289

1,2

50,94

Ib 11

20,18

chloor

288

252

krypton

1,6

chroom

naam

VIlIb 10

91,22

kalium

groepen

47,87

1,2 1,4

VIlIb VIlIb 8 9

zirkonium

39,10

1,2

1,6

vanadium

VIIb 7

10,81

twaalfmaal

2,5

polonium

fluor

83,80 zwavel

19,00

2,0 jood 34

209 arseen

115

2,8

79,90

4,00

F vanNe koolstof

20,18 zuurstof 18

helium

VIb 6

boor

88,91

89 0,8 0,9 20

223

symbool

yttrium

francium

1,5

titaan

magnesium

barium

7 Fr

scandium

85,47

0,7

1,3

Vb 5

beryllium

calcium

rubidium

0,7

Klithium Ca

IVb 4

Va 15

helium

2,0 12

relatieve atoommassa (Ar)

1,5

IIIb 3

IVa 14

1,2

magnesium

24,31

magnesium

22,99

1,2

francium

ontdekt

atoommassa

4,0

neon

3,0

2,1

telluur

Ne O

fluor

broom

Po As

1,9

2,4

30,97

209,0

162,5 98

PSe

bismut

114

nihonium

Stas,

naam

39,10

1840

datHe de

19,00

seleen

121,8

protactinium

HOOFDSTUK 2

helium

2,5

78,96 fosfor

1,9

tin

118,7

berkelium

164,9

204,4

158,9 97

holmium

162,5

thallium

2,0

74,92

thorium

THEMA 03

He 3,5

4,0

zuurstof

1,8moscovium51 livermorium 1,9tennessine52

Ho Sn

(1,2)

287 1,2

lood

Tl-

285

157,3 96

16,00 stikstof

2,1

207,2 germanium

113

gadolinium

151,9 95

americium

200,6

272

stikstof

14,01

1,8antimoon33

Pb Ge

1,8

Tl-

1,7nihonium50

Tb In

gadolinium

112

röntgenium

beryllium

VIIaProut, 2 17

4,00

3,5

arseen

28,09

114,8

204,4

thallium

69,72

kwik

197,0 111

lithium

elektronegatieve waarde

symbool

1,5

3 Na

0 Jean-Servais 18

VIa 0 16 18

VIIa 17 3,0 8

72,64 silicium

kwik

272

1,8

germanium

69,72

copernicium

gallium

200,6 gallium 112

röntgenium

goud

195,1

150,4

neptunium

3,0

1,8

Ge Si

1,6

1,6 indium 32

Hg Ga

2,2

281

Pm Sm Cd Eu Ag 61

VIa 16

koolstof

12,01 koolstof

1,5

zink

197,0

110

meitnerium

277

1,2

neodymium

110

(145)

1,5

106,4

192,2

61 62 1,2 John Dalton 93

hassium

264

140,9 palladium

1,3

iridium

meitnerium

promethium

1,1

praseodymium

140,1

109

bohrium

boor

65,38 aluminium

platina

195,1 zink

109

koper

63,55

1,6 zilver 31

Pt Zn

2,2

osmium

2,2

palladium

2,5

10,81

Zn Al

1,9

58,69

190,2 koper

nikkel

58,93

1,9

Ni IIb 12

kobalt

1,9rhodium30

Os Cu

1,9

266

1,1

cerium

hassium

264

1,1

seaborgium

262

190,2

108

seaborgium

1,7

wolfraam

183,9 nikkel

105

1,9

2,0

Va 15

2,5

72,2 Th78 Pa 2,2 U 79 Np 2,2 Pu80 Am 1,9Cm81 Bk 1,8 Cf 82 Es

osmium

186,2

107

2,2

renium

183,9

wolfraam

1,9

Va 15

12,01 10,81 14,01 16,00 Ib 13 IIb 1,5 Al- 14 Si 1,8 P 15 S 2,1 Cl- 16 Ar 2,5 aluminium silicium fosfor zwavel chloor argon 11 12 26,98 28,09 30,97 32,07 35,45 39,95

71,9 Fr 44 Ra 2,2 Ac45 Rf 2,2 Db46 Sg 2,2 Bh47 Hs 1,9 Mt48 Ds 1,7 Rg 49 Cn

95,94

1,9technetium29

W Ni

1,5

hafnium

178,5 kobalt

1,8

molybdeen

UITGEBREIDE TIJDLIJN 106

1,5

scandium

molybdeen

140,1 90

VIlIb VIlIb 8 9

40,08

Ba Mn6 Cs Fe

atomen. 1,8

266

1,1

1,6

VIIb 7

calcium

rubidium

mangaan

52,00

262

VIb 6

boor

kalium

51,5 Rb26 Sr

ook hij chroom

106

dubnium

24,31

39,10

180,9

105

actinium

niden

den

magnesium

Ca Sc VIlIb Ti V VIlIb Cr Mn Ib Fe 4 K VIlIb VIb VIIb van bezitten, 6 de stof 7 8 9 10 11

yttrium

IIIb 3

nog alle eigenschappen 19

Vb 5

1,2

Mgr

Li1,01 Be

37 11

steunend op het werk van

IVa 14

2,0

relatieve atoommassa (Ar)

9,01

0,9

natrium

IVb 4

1,2

beryllium

6,94

3 Na

IIIb 3

naam

‘bollen’. Deze bollen, die relatieve atoommassa (A ) 11

IIIa 13

symbool

1,5

1,0

5 Rb

1830

IVa 14

elektronegatieve waarde

N 1820

PERIODIEK SYSTEEM VAN DE ELEMENTEN atoomnummer (Z)

1,01

IIIa 13

atoomnummer (Z)

waterstof

IIa 2

waterstof

PERIODIEK SYSTEEM VAN DE ELEMENTEN

IIa 2,1 2

132,9

IIIa 13

elektronegatieve van de filosofen uit waarde

0 PERIODIEK SYSTEEM VAN DE EL

28/01/2022 09:35

2,1

87 19

Dalton stelt in navolging 1,01 magnesium

cesium

PERIODIEK SYSTEEM VAN DE ELEMENTEN

naam bestaat uit kleine stof

natrium Ba 6 Cs 22,99

De Engelsman John

elementen.

175,0

232,0

1840

1808

waterstof

1,2

Lu lutetium

103

thorium

het de naam ‘protyle’ mee.

1810

IIa 2

173,0

De Engelsman William Prout stelt dat waterstof

Democritus, afgebeeld door Hendrik ter Brugghen

2,1

289 1,1

Yb ytterbium

het lichtste element is en dat de

1800

het periodiek systeem der

oganesson

102

het elementaire deeltje is en geeft

222 118

289 1,2

thulium

waterstof is. Hij stelt dat waterstof

Mg 1 H

radon

210

tennessine

de elementen onder elkaar:

xenon

131,3

117

101

Xe 86

astaat

209

livermorium

289 1,2

erbium

2,2

polonium

116

100

2,5

126,9 85

die gegevens plaatste hij

krypton

jood

127,6

209,0

telluur

288 1,2

holmium

162,5

bismut

moscovium

289

(1,2)

dysprosium

1,9

115

Fl-

flerovium

121,8

207,2 114

1,9

antimoon

lood

204,4

158,9

118,7 82

nihonium

285

terbium

arseen

113

1,8

Tl-

157,3

114,8

200,6

1,7

indium

copernicium

gadolinium

151,9

1,9

112

europium

112,4

272

1,3

1,7

cadmium

goud

röntgenium

281 1,2

150,4

197,0 111

darmstadtium

samarium

2,2

195,1 110

Pm Sm

promethium

1,9

zilver

107,9 79

platina

192,2

(145)

1,4

2,2

zink

106,4

268

144,2

meitnerium

277 1,2

2,2

koper

palladium

2,2

109

hassium

neodymium

102,9

190,2 108

2,2

rhodium

osmium

186,2

nikkel

1815

renium

140,9

1,3

2,2

264 1,1

praseodymium

140,1

ruthenium

bohrium

266 1,1

2,2

kobalt

101,1 1,9

107

cerium

seaborgium

262 58

1,9

183,9 106

dubnium

ijzer

technetium

wolfraam

180,9

227

lanthaniden

1,7

105

95,94 74

tantaal

178,5 104

rutherfordium

1,8

molybdeen

1,5

actinium

226,0

92,91 73

hafnium

138,9

0,9

1,6

niobium

1,3

lanthaan

137,3

0,7

francium

91,22 72

barium

132,9

1,1

1,4

zirkonium

88,91

0,9

7 Fr

yttrium

87,62 56

0,7

1,0

strontium

85,47

een veelvoud van de massa van

PSE.indd 274

de Oudheid dat een symbool

39,95

2,8

mangaan

52,00

massa van alle andere elementen

Ia 1 1,2

argon

35,45 35

chroom

50,94

eigenschappen. Op basis van

vanadium

opgebouwd uit ontelbare

atoomnummer (Z)

neon

20,18

chloor

32,07 34

Ne 18

titaan

groepen met soortgelijke

3,0

Cl-

47,87

stelt dat alle stoffen zijn

400 v.C.

4,0

fluor

zwavel

30,97 33

19,00 2,5

fosfor

28,09

1,6

3,5

zuurstof

16,00 2,1

silicium

26,98

14,01 15

aluminium

12,01 1,5

Al-

44,96

rubidium

atomos = ondeelbaar).

2,5

C koolstof

10,81 13

VIlIb VIlIb 8 9

scandium

blokjes: atomen (Grieks:

VIIb 7

40,08

minuscule en ondeelbare

1,6

calcium

rangschikt de elementen in

kalium

6 Cs

atomisme, de leer die

1,0

IVb 4

VIIa 17

39,10

5 Rb

grondbeginselen van het

2,0

boor

IIIb 3

magnesium

22,99 19

magnesium

gemiddelde relatieve atoommassa (<Ar>)

1,2

VIa 16

4,00

24,31

9,01 0,9

Va 15

helium

beryllium

6,94

Leucippus formuleren de

naam

lithium

3 Na

IVa 14

1,2

symbool

1,01

IIIa 13

elektronegatieve waarde (EN) 12

waterstof

De Rus Dimitri Mendelejev

0 18

PERIODIEK SYSTEEM VAN DE ELEMENTEN

1898

1902 Joseph John Thomson is de eerste om

Pierre en Marie Curie

het elektron te ‘meten’. De Brit beschrijft

zetten het werk van

een atoom als een licht positief geladen

Becquerel verder. Ze

bol met binnenin zeer kleine elektronen.

bestuderen uranium

Voortbouwend op de experimenten van

en ontdekken

Crookes en Goldstein heeft hij het over vrij

polonium en radium.

bewegende elektronen.

Bovendien stellen ze vast dat dergelijke

Het krentenbolmodel

1913

zware atomen

in staat zijn om

De Deen Niels Bohr stelt dat

zenden als straling.

maar dat ze zich op zogenaamde

positieve deeltjes

elektronen niet willekeurig rond

uit de kern weg te

de positieve kern bewegen,

elektronenschillen bevinden,

die groter worden naarmate ze verder van de kern verwijderd

zijn. En hoe verder van de kern, hoe meer elektronen de schil

Een schematische voorstelling van het atoommodel van Bohr

kan bevatten. Het aantal elektronen op de

1890

van het atoom.

1880

Pierre en Marie Curie

buitenste schil bepaalt de eigenschappen 1900

1910

1920

1930

1911

De Nieuw-Zeelander

1896

De Fransman Antoine Henri Becquerel

ontdekt dat sommige elementen een

zeer sterke straling

afgeven en spontaan vervallen in andere elementen. Hij is

een pionier in het

onderzoeksdomein

radioactiviteit. Tot op vandaag is de SI-eenheid voor

radioactiviteit nog

steeds de ‘becquerel’.

Ernest Rutherford

verenigt alle voorgaande theorieën in het idee

dat een atoom bestaat uit een centrale

positief geladen kern, omgeven door een elektronenmantel

met negatief geladen elektronen. Hij komt

tot dat besluit aan de

hand van het beroemde

1932

1940

Sir James Chadwick ontdekt

het neutron, een elementair

deeltje zonder elektrische lading dat zich in de kernen van alle

atomen bevindt (uitgezonderd waterstof). De massa van een neutron is ongeveer gelijk aan de massa van een proton. In tegenstelling tot

een proton, is een neutron echter ongeladen.

bladergoudexperiment.

Rutherfords experiment Antoine Henri Becquerel

Zing je deze tijdlijn graag uit volle borst mee? Scan dan de QR-code.

THEMA 03

James Chadwick

ATOMOS ATOMOS HOOFDSTUK 2

107

Zoals je ziet in de tijdlijn, komen wetenschappers steeds tot een besluit op basis van waarnemingen. Met behulp van proeven en opzoekwerk krijgen ze inzicht in hun onderzoeksvragen en hypotheses, om zo een denkbeeld of model te vormen. Een model is een voorstelling van de werkelijkheid, gebaseerd op wetenschappelijke waarnemingen. Het is geen letterlijke

weergave van de werkelijkheid. Zolang experimenten verklaard kunnen

worden met het bestaande model, blijft dat model gelden. Maar omdat er

steeds nieuwe inzichten ontstaan (en meer nauwkeurige meetapparatuur),

worden de bestaande modellen voortdurend aangepast en verfijnd. Modellen

zijn dan ook dynamisch.

In de wetenschappen gebruiken we modellen die een voorstelling van de werkelijkheid bieden op basis van wetenschappelijke waarnemingen.

Een atoommodel is op die manier een voorstelling van een atoom, op basis van de wetenschappelijke waarnemingen van dat moment.

Omdat de wetenschappelijke kennis toeneemt, is er steeds nood aan nieuwe modellen. Het atoommodel is dus dynamisch: het wordt aangepast aan

nieuwe inzichten.

108

THEMA 03

HOOFDSTUK 2

Laten we nu enkele belangrijke waarnemingen en experimenten nader

bekijken. Die waarnemingen zorgden er immers voor dat eerst Thomson, dan Rutherford en ten slotte Bohr met een nieuwe voorstelling van het atoommodel kwamen.

OPDRACHT 7 DEMO

Bekijk de proeven die tot de huidige voorstelling van het atoommodel hebben geleid. Proef 1 – Elektrostatica 1

Je leerkracht neemt een pvc-buis en brengt ze in de buurt van enkele materialen. Noteer wat je waarneemt in de tabel.

pvc-buis

Kersenpit aan een touw

Waterstraal

Papier

Je leerkracht wrijft vervolgens snel met de pvc-buis over een wollen lap en brengt de buis opnieuw in de buurt van de materialen. Noteer opnieuw wat je waarneemt. Papier

wrijven Besluit

Waterstraal

pvc-buis na

Kersenpit aan een touw

Afb. 41 Elektrostatica

Op deze manier toon je zoals Thomson aan dat het atoommodel van Dalton moest aangepast worden. Je

kunt neutrale atomen immers opeens toch positief of negatief geladen maken: er komen deeltjes vrij uit de atomen. Met andere woorden: atomen zijn deelbaar. Die deeltjes die makkelijk vrijkomen, kregen de naam elektronen. Thomson herdefinieert zo het atoommodel: Atomen zijn massief en elektrisch neutraal.

VA 1 2 3

Aan de buitenzijde van het atoom bevinden zich negatief geladen elektronen.

Het atoom bevat een positieve, geleiachtige massa die het hele atoom omvat.

Proef 2 – Goudfolie-experiment van Rutherford 1

Bekijk het filmpje met de uitleg in verband met het goudfolie-experiment van Rutherford.

Beantwoord de vragen.

Wat verwachtte Rutherford op basis van het

atoommodel van Thomson dat er met de stralen

ging gebeuren?

BEKIJK VIDEO

THEMA 03

HOOFDSTUK 2

109

b Waarom ketsen sommige stralen af en keren ze zelfs terug?

Bekijk nu de applet. De atoommodellen van Thomson en Rutherford worden daar vergeleken.

d Pas eventueel je antwoorden bij vraag a en b aan. Je kunt de aanpassingen hier noteren.

b Besluit

OPEN APPLET

Rutherford toonde aan dat de geleiachtige positieve massa waarover Thomson het had, eigenlijk een rondzweefden).

centrale positieve, massieve kern was met daarrond een grote ijle ruimte (waarin de elektronen vrij

Proef 3 – Vlamproeven van Bohr 1

Je leerkracht brengt enkele zouten (in poedervorm) aan op een ijzeren nagel en houdt ze in de vlam van

de bunsenbrander. 2

Noteer je waarnemingen in de tabel. NaCl

zout

vlamkleur

Besluit

LiCl

CuCl2

BaCl2

De vlam voegt aan de atomen extra energie toe waardoor de elektronen naar een hoger energieniveau springen. Wanneer ze terugvallen naar

hun oorspronkelijk energieniveau, sturen de elektronen lichtstralen (energie) uit met een welbepaalde kleur. Door het waarnemen van

verschillende kleuren, en dus verschillende energieniveaus, kon Bohr

besluiten dat elektronen zich op welbepaalde energieniveaus bevinden.

Je ontdekt hier, net zoals Bohr, dat die kleur specifiek is voor een welbepaalde stof. Daaruit besloot Bohr

dat elektronen niet zomaar willekeurig rondzweefden in de ijle ruimte rond de kern, maar op welbepaalde afstanden (energieniveaus) van de kern: de schillen.

110

THEMA 03

HOOFDSTUK 2

OPDRACHT 8

Vul de tabel aan op basis van de chemische tijdlijn en de drie anker-experimenten. 1

Vul in de tweede kolom aan welke kennis de wetenschapper toevoegde aan het model van zijn voorganger. Haal de gegevens eventueel uit de uitgebreide tijdlijn, die je terugvindt achter de QR-code op p. 106. Wetenschapper •

Stoffen bestaan uit onzichtbaar kleine,

•

Een atoom is massief en ondeelbaar.

• •

Voorstelling atoom

ondeelbare deeltjes: atomen. Een atoom is bolvormig.

Dalton

Kennis

Een atoom is een element met een massa en grootte die specifiek is voor elk deeltje.

Model aanpassen omdat uit experimenten bleek dat

Thomson

elektron positieve massa

Model aanpassen omdat uit experimenten bleek dat

Rutherford

elektron kern

elektronenmantel

Model aanpassen omdat uit experimenten bleek dat

THEMA 03

HOOFDSTUK 2

111

Wetenschapper Bohr

Kennis

Voorstelling atoom

elektronenschillen

elektronen

Het model van Bohr werd verder verfijnd door Chadwick, die

aantoonde dat de kern van een atoom niet alleen positieve deeltjes (protonen) bevat, maar ook ongeladen deeltjes (neutronen). Chadwick

TIP

protonen en neutronen

Je kunt het gecombineerd atoommodel van Bohr-Rutherford in 3D 2

bekijken via de app.

Ga naar het onlinelesmateriaal en ontdek in de ontdekplaat nog meer over de geschiedenis van het

atoom.

Een atoom bevat positief geladen protonen en ongeladen neutronen in de kern, elektronen zijn verdeeld op schillen rond die kern.

` Maak oefening 2 op p. 139.

112

THEMA 03

HOOFDSTUK 2

HOOFDSTUK 3

Welke elementaire deeltjes kennen we?

LEERDOELEN

L toelichten dat wetenschappers van oudsher geïnteresseerd zijn in de samenstelling en opbouw van materie;

L uitleggen dat atomen bestaan uit protonen, neutronen en elektronen.

Je leert nu:

L de samenstelling van atomen afleiden uit het

Je kunt al:

en proberen het atoom zelf te ontleden. Dat kan al lang niet meer met voor ons

beschikbaar materiaal, maar gelukkig zoeken wetenschappers voor ons uit hoe het zit!

atoomnummer en het massagetal.

We gaan op zoek naar nog kleinere deeltjes

3.1 De elementaire deeltjes en hun lading

Het atoom is de bouwsteen van materie. Het is niet meer deelbaar via

chemische processen. Toch is een atoom opgebouwd uit nog kleinere deeltjes. In de negentiende eeuw maakt de kennis over het atoom en zijn structuur

grote sprongen. We bouwen hierbij verder op het gecombineerd atoommodel van Bohr-Rutherford.

De kern of nucleus van een atoom is opgebouwd uit protonen en neutronen. De protonen en neutronen worden samen de nucleonen genoemd: • •

de protonen zijn positief geladen deeltjes; de neutronen hebben geen lading.

Rond de nucleus bevinden zich negatief geladen elektronen. De elektronen bewegen zich op

vaste afstanden rond de atoomkern of nucleus. Op afbeelding 42 zie je dat ze zich voortbewegen op zogenaamde schillen.

Een atoom bevat trouwens evenveel elektronen rond de kern als

protonen in de kern. Een atoom is bijgevolg ongeladen.

proton

neutron schil nucleus elektron Afb. 42

THEMA 03

HOOFDSTUK 3

113

Protonen, elektronen en neutronen

neutron

vormen samen een atoom. Een

atoom in zijn geheel heeft geen lading.

0 Als een atoom ongeladen is, 18 moet het evenveel negatieve als

2,5

Va 15 7

3,0

de kern gelijk moet zijn aan VIIarond 2 het aantal protonen in de kern. 17

3,5

4,00 Z. Je vindt het atoomnummer Z links bovenaan bij elk element in atoomnummer

4,0 10 het periodiek systeem der elementen (PSE).

Op een periodiek systeem worden alle bekende atoomsoorten weergegeven

stikstof

zuurstof

fluor

14,01

16,00

19,00

2,1

2,5

fosfor

zwavel

28,09

30,97

32,07

1,8

Een element met bijvoorbeeld atoomnummer Z = 8 heeft enerzijds dus altijd

20,18

8 protonen.

3,0

•

Anderzijds zijn atomen met 8 protonen in de atoomkern altijd

chloor

zuurstofatomen.

Aangezien het aantal elektronen rond de kern gelijk moet zijn aan het

•

aantal argon protonen in de kern, is het aantal elektronen bijgevolg ook gelijk aan het atoomnummer Z. In ons voorbeeld heeft zuurstof dus ook 8 elektronen. 39,95

35,45

2,4

2,8

2,0

neon

•

Cl-

silicium

door hun symbool:

1,8

germanium

arseen

72,64

1,8

Sn tin

1,9

78,96

kalium

0,8

0,7

7 Fr

francium

223

1,5

1,2

titaan

Vb 5

1,4

1,1

85 La Ba barium

137,3 0,9

Ra 226,0

1,3

niobium

1,5

2,2 Ta Hf

hafnium

tantaal

138,9

178,5

180,9

1,1

104

actinium

rutherfordium

227

261

105

astaat 6

lanthaniden

cerium

1,9

2,2

technetium

95,94

86 W

2,2

seaborgium

bohrium

hassium

264

1,1

praseodymium

140,9

1,2

radon neodymium

1,3

1,5

1,4

1,3

copernicium

europium

gadolinium

1,3

151,9

1,3

tin

114,8 1,8

1,8

Tl-

nihonium

terbium

(1,2)

dysprosium

158,9

Fl-

holmium

164,9 99

moscovium

erbium

167,3 100

xenon

131,3

2,2

astaat

radon

210

222

117

livermorium

209

118

tennessine

oganesson

289 1,2

Tm thulium

168,9 101

jood

289 1,2

126,9 85

polonium

116

288 1,2

krypton

83,80

2,5

127,6

209,0

289 67

162,5 98

bismut

115

flerovium

287 1,2

lood

207,2 114

79,90

telluur

2,0

argon

39,95

2,8

broom

78,96 2,1

chloor

seleen

121,8

35,45 35

antimoon

1,9

2,4

204,4

1,9

neon

20,18 3,0

Cl-

zwavel

74,92

32,07 34

arseen

118,7 82

thallium

285

157,3

indium

113

1,8

2,0

72,64

kwik

272

fluor

19,00 2,5

fosfor

289 1,1

1,2

ytterbium

lutetium

173,0 102

175,0 103

uraan

neptunium

plutonium

americium

curium

berkelium

californium

einsteinium

fermium

mendelevium

nobelium

lawrencium

237

244

243

247

251

252

257

258

259

262

In een periodiek systeem zijn alle bekende atoomsoorten weergegeven door hun symbool.

Atomen met hetzelfde aantal protonen zijn atomen van hetzelfde chemische element.

Het aantal elektronen rond de kern van een atoom moet gelijk zijn aan het aantal protonen in de kern. tennessine

ganesson

289

164,9

He 10

zuurstof

30,97 33

germanium

P 1,8

4,0

16,00 2,1

Si 28,09

238,0

289

holmium 114

1,7

3,5

14,01 15

silicium

69,72

200,6 112

röntgenium

gallium

goud

197,0

150,4

1,9

stikstof

231,0

livermorium

protactinium

288

VIIa 17

232,0

moscovium

1,2

VIa 16

thorium

289 67

darmstadtium

Ga 49

112,4

Au 111

1,6

cadmium

actiniden

flerovium

•

samarium

(145)

281 1,2

Pm Sm

144,2

2,2

Al-

107,9 79

195,1

268

promethium

zilver

1,7

1,8

26,98

zink

12,01 14

aluminium

65,38 48

210 7 Th Pa 222 U Np Pu Am Cm Bk 117 118

116

Mc •

meitnerium

platina

110

1,9

3,0

koolstof

1,5

koper

106,4 2,2

1,6

63,55 47

palladium

277

2,2

IIb 12 30

nikkel

58,69

192,2 109

1,9

iridium

190,2

108

2,2

Ib 11 29

102,9

osmium

186,2

107

140,1

renium

183,9

rhodium

101,1

1,9

wolfraam

ruthenium

1,7

2,2

1,9

boor

VIlIb 10

58,93

2,5

10,81 13

kobalt

55,85

1,9

ijzer

54,94

xenon

molybdeen

266

1,8

Mo 131,3 Tc Ru

262 1,1

VIlIb VIlIb 8 9

1,8

106

dubnium

1,5

mangaan

52,00

92,91

lanthaan

radium

91,22

chroom

50,94

1,6

Xe VIIb 7

24,31

1,6

Va 15

4,00 2,0

magnesium

VIb 6

vanadium

zirkonium

88,91

0,9

1,6

IVa 14

helium

gemiddelde relatieve atoommassa (<Ar>)

47,87

IIIa 13

elektronegatieve waarde (EN)

1,2

83,80 Mg

IVb 4

jood

yttrium

87,62

naam

Y Zr 126,9

strontium

132,9

symbool

44,96

1,0

1,3

scandium

40,08

cesium

calcium

IIIb 3

24,31

1,0

2,5

1,2

magnesium

39,10

62,0Cs

209

•

0,8

85,47

209,0

Fl-

beryllium

22,99

rubidium

207,2

•

natrium

polonium

•

krypton

atoomnummer (Z)

79,90

1,5

9,01

0,9

127,65 Rb

bismut

115

lood

114

6,94

1,0

lithium

telluur

broom

1,01

22,1

121,8

IIa 2

2,1

waterstof

3 Na

antimoon

1,9

0 18

PERIODIEK SYSTEEM VAN DE ELEMENTEN

Ia 1

74,92

118,7

1,8

seleen

Afb. 43

helium Om te weten hoeveel protonen er in de atoomkern zitten, kijken we naar het

12,01

VIa 16 Z

elektron

betekent dat het aantal elektronen

koolstof

positieve ladingen hebben. Dat

IVa 14

proton

Elk element heeft een uniek atoomnummer (Z). Dat getal geeft het aantal protonen weer in de kern.

Het aantal elektronen is bijgevolg ook gelijk aan het atoomnummer Z, het getal linksboven in elk vakje van

1,2 het PSE. 69

erbium THEMA 03

167,3

1,2

thulium 3 HOOFDSTUK

168,9

1,1

1,2

ytterbium

lutetium

173,0

175,0

3.2 De massa van het atoom

Hoe klein een atoom ook is, het heeft wel degelijk een massa. Om het

rekenen te vergemakkelijken werd de unit gedefinieerd: 1/12 van de massa

van het koolstofatoom. De eenheidsmassa of atomaire massa eenheid wordt uitgedrukt als 1 unit.

Zowel protonen als neutronen hebben een massa van 1 unit (1 u).

De massa van een elektron is verwaarloosbaar klein (slechts 1/2 000 van de

massa van een proton).

De massa van het atoom (massagetal A) is dus de som van het aantal protonen (Z) en van het aantal neutronen (N).

We vergelijken de totale massa van een atoom steeds met de eenheidsmassa.

De verhouding tussen de massa van een atoom en die eenheidsmassa

noemen we de relatieve atoommassa Ar, een getal zonder eenheid. Als 1 unit gelijk is aan 1/12 van de massa van het koolstofatoom; en als het massagetal A van koolstof 12 is;

dan is 1 unit gelijk aan de massa van 1 waterstofatoom of 1 proton. proton

neutron

elektron

proton

elektron

neutron

We kunnen dus stellen dat:

A (massagetal) = Z (aantal protonen) + N (aantal neutronen) Als we de formule omvormen, kunnen we ook steeds het aantal neutronen in de kern berekenen als A gekend is. N=A–Z

Atoomdeeltjes nucleonen �

Lading

Massa

protonen

elektronen

–1

verwaarloosbaar

neutronen

` Maak oefening 3, 4 en 5 op p. 139-140.

THEMA 03

HOOFDSTUK 3

115

OPDRACHT 9

Ga met het periodiek systeem aan de slag. Zoek het juiste atoomnummer op voor de volgende elementen. •

•

natrium:

•

magnesium:

•

Bereken het aantal neutronen in de kern van de atomen met het gegeven massagetal.

• • • •

een broomatoom met massagetal 79

een natriumatoom met massagetal 23

een heliumatoom met massagetal 4

een magnesiumatoom met massagetal 24

Vul de zinnen aan. a

Een atoom met Z = 6 is altijd een .

Een atoom met 7 protonen is een

helium:

broom:

b Een chlooratoom heeft altijd

protonen in de kern.

met als symbool .

d Een atoom met 11 elektronen is een atoom van het element .

116

THEMA 03

HOOFDSTUK 3

HOOFDSTUK 4

Atomen en hun isotopen: wat is de gemiddelde relatieve atoommassa 0 <Ar>? Je kunt al:

Va 15

VIa VIIa 2 element hetzelfde aantal protonen en elektronen hebben; 16 17

L toelichten dat atomen van eenzelfde

L toelichten dat protonen en neutronen helium

zich in de kern bevinden en samen

4,00

3,0

stikstof

zorgen voor de massa van het atoom.

3,5

Je leert nu:

2,1

isotopen afleiden uit het atoomnummer

zuurstof

fluor

16,00

19,00

en het massagetal.

2,5

4.1 Isotopen

neon

20,18

3,0

Cl-

fosfor

zwavel

chloor

argon

32,07

35,45

39,95

2,0

2,4

74,92

1,9

is net iets zwaarder dan Alessandra, want de wip blijft niet goed in evenwicht. Waar dat verschil in massa

tussen de meisjes precies zit, weten we niet. Anouck weegt 38,9 kg, Alessandra 38,1 kg. Hun gemiddelde massa is dan 38,5 kg.

Als je het massagetal bij elk element in het periodiek

systeem (PSE) bekijkt, zie je dat het geen gehele getallen zijn. Hoe kunnen we dat verklaren? Zijn atomen van

hetzelfde element dan ook niet allemaal even zwaar?

2,8

seleen

broom

78,96

79,90

83,80 kern (N = A – Z). Deze twee broomatomen met verschillende massa worden

2,1

2,5

121,8

127,6

126,9

2,0

35 protonen hebben. Er bestaan echter ook broomatomen met A = 81. Die

krypton broomatomen hebben eveneens 35 protonen, maar dus 46 neutronen in hun

isotopen genoemd.

jood

Je berekende dat broomatomen met A = 79, in de kern 44 neutronen en

telluur

1,9

staat een relatieve massa van 79,9 aangeduid. Hoe zit dat?

antimoon

In opdracht 9 rekenen we met massagetal A = 79 voor broom, maar in het PSE

Atomen van hetzelfde chemische element, dus met hetzelfde aantal protonen,

2,2

xenon kunnen een verschillend aantal neutronen in de kern hebben.

131,3 We spreken dan over isotopen.

bismut

polonium

209,0

209

210

222

115

116

117

livermorium

tennessine

289

1,2

vaak op de volgende manier voor:

radon

118

288 1,2

Om duidelijk te maken over welke isotoop het gaat, stelt men een atoom

astaat

moscovium

30,97

arseen

identieke tweeling. Maar zijn ze wel zo identiek? Anouck

4,0

L de samenstelling van atomen en hun

14,01 15

Dit zijn Alessandra (links) en Anouck (rechts), een vrolijke

LEERDOELEN

Og Z

het symbool voor het element

A Z

het atoomnummer dat het aantal protonen en elektronen weergeeft

A het massagetal waaruit het aantal neutronen afgeleid kan worden

ganesson (N = A – Z)

289 1,1

1,2

THEMA 03

HOOFDSTUK 4

117

Voor broom bestaan er twee veelvoorkomende isotopen:

Br 81 35Br

79 35

OPDRACHT 10

Geef voor de beide isotopen van een element het aantal elementaire deeltjes. Vul de tabel aan voor de isotopen van broom. Naam elementair deeltje

Aantal voor 79Br

b Vul de tabel aan voor de isotopen van chloor. Naam elementair deeltje

Aantal voor 37Cl

OPDRACHT 11

Aantal voor 35Cl

Aantal voor 81Br

Oefen het verschil tussen isotopen. a

Geef aan wat het verschil is tussen een chlooratoom met relatieve atoommassa 35 en een chlooratoom

met relatieve atoommassa 37.

b Geef aan wat het verschil is tussen een broomatoom met relatieve atoommassa 79 en een broomatoom met relatieve atoommassa 81.

Heel uitzonderlijk krijgen isotopen van hetzelfde element een andere naam. Dat is het geval voor tritium,

een isotoop van waterstof met twee neutronen in de kern. Hoe zou je dat isotoop voorstellen?

WEETJE

Wil je meer weten over de zeldzame isotopen van waterstof? Scan dan snel de QR-code. ISOTOPEN WATERSTOF

118

THEMA 03

HOOFDSTUK 4

4.2 De gemiddelde relatieve atoommassa <Ar> Om het begrip ‘gemiddelde relatieve atoommassa’ te begrijpen, maken we de vergelijking met een zak knikkers.

Als je de massa van een zak knikkers hebt, kun je ook de massa van één

knikker berekenen. Dat doe je door de totale massa van de zak te delen door het aantal knikkers. massa 1 knikker =

massa zak knikkers aantal knikkers

Afb. 44

Wat doe je als niet alle knikkers dezelfde massa hebben? Wat als er een

aantal grote, zware knikkers in de zak zitten? Je kunt dan niet zomaar de

massa van één knikker bepalen door de totale massa van de zak te delen door het aantal knikkers.

Afb. 45

OPDRACHT 12

massa zak knikkers aantal knikkers

massa 1 knikker ≠

Reken mee aan de hand van het voorbeeld met de knikkers. Stel: je hebt een zak met ... •

10 kleine knikkers met massa 5 g,

Wat is de totale massa van de zak knikkers?

•

10 grote knikkers met massa 8 g.

b Hoeveel knikkers zitten er in de zak?

Wat is de gemiddelde massa van 1 knikker?

THEMA 03

HOOFDSTUK 4

119

Laat ons dat even doortrekken naar de elementaire deeltjes. Je weet dat voor eenzelfde atoomsoort het aantal neutronen kan verschillen. We spreken dan over isotopen. Heel veel elementen komen voor met verschillende isotopen. De massa van een atoom van eenzelfde element kan variëren door het verschil in aantal neutronen.

Als er meerdere isotopen bestaan van eenzelfde element, kunnen we de atoommassa van een element niet zomaar gelijkstellen aan die van één bepaalde isotoop.

We moeten de atoommassa van een element dan bepalen door rekening te houden met het procentueel voorkomen van elke isotoop. We spreken dan

over de gemiddelde relatieve atoommassa (symbool <Ar>).

De gemiddelde relatieve atoommassa is dan het ‘gewogen gemiddelde’ van

alle relatieve atoommassa’s van de voorkomende isotopen. In het PSE wordt bij elk element <Ar> vermeld. We ronden in berekeningen de gemiddelde

Ia 1

relatieve atoommassa <Ar> steeds af op één cijfer na de komma.

` Maak oefening 6 en 7 op p. 140.

IIa 2

2,1

waterstof

<Ar>

1,01

1,0

PERIO

1,5

Elk element heeft meerdere isotopen. Gelukkig komt 1 isotoop vaak

6,94

9,01

uitsluitend voor en zijn de andere eerder zeldzaam. Daarom kan de

gemiddelde relatieve atoommassa <Ar> vaak afgerond worden naar een

afronden op één cijfer na geheel getal. In berekeningen zullenlithium we <Ar> steeds beryllium de komma.

0,9

1,2

In het voorbeeld met het element broom is het voorkomen van beide

3 Na

isotopen bijna gelijk. De gemiddelde relatieve atoommassa van broom ligt

HOOFDSTUK 4

magnesium

22,99

24,31

0,8

1,0

5 Rb

55 %

81 35

kalium

45 % calcium

39,10

0,8

1,5

scandium

titaan

44,96

47,87

40,08 1,0

1,3

IVb 4

1,2

1,4

rubidium

strontium

yttrium

zirkonium

85,47

87,62

88,91

91,22

55 THEMA 03

natrium

Br Br

79 35

120

IIIb 3

dus mooi tussen de twee massagetallen 79 en 81, in dit geval 79,9.

0,7

6 Cs

cesium

0,9

Ba barium

1,1

lanthaan

1,3

hafnium

OPDRACHT 13

Oefen met behulp van het periodiek systeem op de samenstelling van een isotoop. Vul de tabel aan. <Ar>

Isotoop

OPDRACHT 14

Aantal elektronen

Al F

DOORDENKER

Wat kunnen we nog meer afleiden uit <Ar>? Beantwoord de vragen.

Welke van de beide isotopen van chloor (35Cl en 37Cl) denk je dat het meest voorkomt? Verklaar.

Aantal neutronen

Aantal protonen

Naam van het element

Symbool van het element

b Kruis de juiste antwoorden aan.

De gemiddelde relatieve atoommassa <Ar> van broom zal groter zijn dan 80.

De gemiddelde relatieve atoommassa <Ar> van broom zal kleiner zijn dan 80. De 79Br isotoop heeft 44 neutronen in de kern.

De 81Br isotoop heeft 46 elektronen rond de kern.

THEMA 03

HOOFDSTUK 4

121

OPDRACHT 15

DOORDENKER

Bereken het voorkomen van elke isotoop. Laten we nog eens kijken naar het element chloor: het atoomnummer Z leert ons dat een chlooratoom altijd 17 protonen in zijn kern heeft. De gemiddelde relatieve atoommassa is 35,5. Je zou dus kunnen denken dat er 18,5 neutronen in de kern zitten, maar halve neutronen bestaan niet. Net zoals bij broom, bestaan er 2 isotopen van chloor: •

een isotoop met 18 neutronen in de kern (75 %), een isotoop met 20 neutronen in de kern (25 %). 18 neutronen

Cl 37 17Cl

35 17

75 %

•

25 %

20 neutronen

Kun je nu zelf berekenen hoe men weet dat het voorkomen van de 37Cl isotoop slechts 25 % is?

We helpen je op weg.

Stap 1: De beide isotopen samen vormen 100 % of 1 (100 % = 100/100 = 1). Als je het voorkomen van de

ene isotoop X noemt, wat is dan het voorkomen van de andere isotoop?

Stap 2: We tellen nu het voorkomen van elke isotoop samen; dan moet dat 100 % of 1 vormen.

Stap 3: Los de wiskundige vergelijking op naar X en leid nu het voorkomen van de beide isotopen af.

122

THEMA 03

HOOFDSTUK 4

HOOFDSTUK 5

Hoe zitten elektronen verdeeld in een atoom? LEERDOELEN Je kunt al: L toelichten dat een atoom ongeladen is, het heeft evenveel

elektronen als protonen;

L toelichten dat het aantal elektronen dus ook wordt gegeven door het atoomnummer Z;

L toelichten dat elektronen niet in de kern zitten, maar errond; L toelichten dat de massa van de elektronen verwaarloosbaar klein is;

L toelichten dat elektronen een negatieve lading hebben. Je leert nu:

L het gecombineerd atoommodel van Bohr-Rutherford tekenen; L de elektronenconfiguratie van de eerste twintig elementen

schrijven.

elektronen een specifiek atoom heeft. Maar waar zitten die

elektronen nu precies? Zit er een

L de regels voor elektronenverdeling toepassen;

In hoofdstuk 4 leerde je al hoeveel

patroon achter, of mogen ze gaan en staan waar ze willen? Ook dat

namen wetenschappers al onder de loep.

5.1 De Bohr-Rutherford elektronenverdeling

Schillen rond de nucleus

We zagen dat Niels Bohr, een Deense fysicus, de theorie van Rutherford

uitdiepte door te stellen dat elektronen op cirkelvormige schillen rond de atoomkern of nucleus bewegen. Elektronen bewegen dus niet willekeurig rond de kern.

Afhankelijk van het aantal elektronen, kan een atoom tot 7 schillen bevatten. Die schillen worden aangeduid met een letter.

nucleus

K L M N O P Q

Afb. 46

THEMA 03

HOOFDSTUK 5

123

De eerste schil, die zich dus het dichtst bij de kern bevindt, wordt aangeduid met de letter K. De tweede schil met de letter L, de derde met de letter M enzovoort.

WEETJE

Bohr duidde zijn eerste schil niet aan met de letter A, omdat een logische volgorde verloren zou gaan als later nog extra schillen dichter bij de

kern zouden worden ontdekt. Door te beginnen met de letter K, kon hij

eventuele nieuwe schillen dichter bij de kern aanduiden met J, L enzovoort, waarbij een logische volgorde van opeenvolgende letters behouden blijft.

Uiteindelijk bleek dat er geen schillen dichter bij de kern bestaan.

Elektronen bevinden zich op schillen, maar het maximale aantal elektronen per schil is beperkt. Dat maximumaantal vind je in deze tabel: Schilnummer n

Letter

Maximumaantal elektronen op de schil

2 3 4

6 7

18 32

� 2n2

32 18 8

TIP

Je kunt het aantal elektronen voor de eerste 4 schillen onthouden aan de hand van de formule 2n² (waarbij n het schilnummer is).

Elektronen op een schil

Elektronen verspreiden zich niet willekeurig over bepaalde schillen.

De opvulling van de schillen volgt een bepaald patroon.

Met de onderstaande ‘regels’ kun je de opvulling van de schillen voor heel wat elementen opstellen. Later zul je zien dat er afwijkingen of uitzonderingen op bestaan. 1

Elektronen plaatsen zich zo veel mogelijk op de schillen het dichtst bij de

Op de voorlaatste schil bevinden zich maximaal 18 elektronen.

2 4

124

THEMA 03

HOOFDSTUK 5

nucleus. Dus eerst de K-schil, pas daarna de L-schil enzovoort. Op de buitenste schil bevinden zich maximaal 8 elektronen.

Bij de andere schillen gaan de eerste 4 elektronen zich zo ver mogelijk van elkaar plaatsen. De volgende 4 elektronen vormen steeds met een ander elektron een elektronenpaar.

schil 7, n = 7 schil 6, n = 6

schil 5, n = 5

schil 4, n = 4

schil 3, n = 3 il 2, n = 2 sch hil 1, n =

Als de buitenste schil volledig is opgevuld, bevat ze twee (voor de eerste

schil) of acht elektronen. Wanneer een atoom een volledig gevulde buitenste

OPDRACHT 16

schil heeft, spreken we van de edelgasconfiguratie.

Oefen de plaatsing van elektronen.

Teken het schillenmodel voor de eerste twintig elementen uit het PSE, oefen nog eens de juiste symbolen en vul de tekst aan. Element: waterstof

Symbool: Z =

•

Aantal elektronen = , het elektron bevindt zich op de .

Element: helium

•

Symbool: Z =

•

Element: lithium

Aantal elektronen = , de elektronen bevinden zich op de .

Merk op dat er een elektronenpaar gevormd wordt. Helium heeft een volledig gevulde buitenste schil: het bezit de . Symbool: Z =

Aantal elektronen = . De eerste schil (K) bevat , het derde elektron bevindt zich op de .

THEMA 03

HOOFDSTUK 5

125

•

Element: beryllium

Symbool: Z =

Aantal elektronen = . De eerste schil (K) bevat , de andere elektronen bevinden zich op de .

Element: boor Symbool:

Z =

•

Aantal elektronen = . De eerste schil (K) bevat , de andere elektronen bevinden zich op de .

•

Element: koolstof

Symbool: Z =

Aantal elektronen = . De eerste schil (K) bevat , de

andere elektronen bevinden zich op de . Ze vormen geen paren en

plaatsen zich zo ver mogelijk van elkaar (als het ware elk kwartier van een klok).

Element: stikstof

Symbool: Z =

•

Stikstof heeft 5 elektronen op de L-schil. De eerste 4 elektronen plaatsen zich

zo ver mogelijk van elkaar, vanaf het vijfde elektron zal er een elektronenpaar gevormd worden. Stikstof heeft nog

Element: zuurstof

126

THEMA 03

Symbool: Z =

•

HOOFDSTUK 5

ongepaarde elektronen.

Zuurstof heeft

elektronen op de L-schil. De eerste 4 elektronen

plaatsen zich zo ver mogelijk van elkaar, vanaf het vijfde elektron zullen er elektronenparen gevormd worden. Zuurstof heeft op de L-schil

elektronenparen en nog

ongepaarde elektronen.

•

Element: fluor

Symbool: Z =

Fluor heeft

elektronen op de L-schil. De eerste 4 elektronen

plaatsen zich zo ver mogelijk van elkaar, vanaf het vijfde elektron zullen er elektronenparen gevormd worden. Fluor heeft nog

Element: neon

Symbool: Z =

Neon heeft

•

ongepaard elektron.

elektronen op de L-schil. De eerste 4 elektronen

plaatsen zich zo ver mogelijk van elkaar, vanaf het vijfde elektron zullen er elektronenparen gevormd worden. Neon heeft

enkel Element: natrium

elektronenparen of doubletten op de L-schil. Elementen met een

volledig gevulde buitenste schil bezitten .

Symbool: Z =

•

ongepaarde elektronen,

Aantal elektronen = . De eerste schil (K) bevat 2 elektronen, ook de

tweede schil is volledig en bevat 8 elektronen. Het laatste elektron bevindt zich op de .

Element: magnesium Symbool:

•

Z =

Aantal elektronen = . De eerste schil (K) bevat 2 elektronen, ook de

tweede schil is volledig en bevat 8 elektronen. De laatste 2 elektronen bevinden zich op de , zij vormen geen elektronpaar.

Element: aluminium

•

Symbool: Z =

Aantal elektronen = . De eerste schil (K) bevat 2 elektronen, ook de

tweede schil is volledig en bevat 8 elektronen. De laatste 3 elektronen bevinden zich op de . Het zijn 3 ongepaarde elektronen.

THEMA 03

HOOFDSTUK 5

127

•

Element: silicium

Symbool: Z =

Aantal elektronen = . De eerste schil (K) bevat 2 elektronen, ook de

tweede schil is volledig en bevat 8 elektronen. De laatste 4 elektronen bevinden

zich op de , er zijn geen elektronenparen gevormd op de buitenste

Element: fosfor

Symbool: Z =

•

schil.

Aantal elektronen = . De eerste schil (K) bevat 2 elektronen, ook de

tweede schil is volledig en bevat 8 elektronen. De laatste 5 elektronen bevinden

zich op de , er wordt nu opnieuw een elektronenpaar gevormd op

•

Element: zwavel

de buitenste schil. Fosfor heeft nog

Symbool: Z =

ongepaarde elektronen.

Aantal elektronen = . De eerste schil (K) bevat 2 elektronen, ook de

tweede schil is volledig en bevat 8 elektronen. De laatste 6 elektronen bevinden zich op de , er worden

Element: chloor

Symbool:

•

buitenste schil. Zwavel heeft nog

elektronenparen gevormd op de

ongepaarde elektronen.

Z =

Aantal elektronen = . De eerste schil (K) bevat 2 elektronen, ook de

tweede schil is volledig en bevat 8 elektronen. De laatste 7 elektronen bevinden zich op de , er worden

Element: argon

•

128

THEMA 03

HOOFDSTUK 5

buitenste schil. Chloor heeft nog

Symbool:

elektronenparen gevormd op de

ongepaard elektron.

Z =

Aantal elektronen = . De eerste schil (K) bevat 2 elektronen, ook de tweede schil is volledig en bevat 8 elektronen. Ook de derde schil (M) is nu volledig en bevat 8 elektronen. Argon heeft opnieuw

•

Element: kalium

Symbool: Z =

Aantal elektronen = . De eerste schil (K) bevat 2 elektronen, ook de tweede schil is volledig en bevat 8 elektronen. De derde schil (M) is

eveneens volledig en bevat 8 elektronen. Het laatste elektron komt terecht op Element: calcium

Symbool:

Z =

ongepaard elektron.

•

de . Kalium heeft

Aantal elektronen = . De eerste schil (K) bevat 2 elektronen, ook de

tweede schil is volledig en bevat 8 elektronen. De derde schil (M) is eveneens

OPDRACHT 17

ongepaarde elektronen.

volledig en bevat 8 elektronen. Calcium bevat

Bekijk de elementen van opdracht 16 opnieuw aandachtig en beantwoord de vragen. 1

In het periodiek systeem staan de elementen H, Li, Na en K onder elkaar. Ook C en Si staan onder elkaar. Wat stel je vast als je de verdeling van de elektronen van H-Li-Na-K met elkaar vergelijkt?

b En C en Si? c

Geldt dat ook voor N en P?

De elementen Li-Be-B-C-N-O-F-Ne staan naast elkaar op de tweede rij van het periodiek systeem. a

Wat stel je vast als je de verdeling van de elektronen van die elementen met elkaar vergelijkt?

b Geldt dat ook voor Na-Mg-Al-Si-P-S-Cl-Ar?

Uit opdracht 17 blijkt dat er een duidelijk verband bestaat tussen: • •

de verdeling van de elektronen op de schillen,

de plaats van de elementen in het periodiek systeem.

THEMA 03

HOOFDSTUK 5

129

Elementen naast elkaar in het PSE vormen een periode en hebben hetzelfde aantal schillen.

Elementen onder elkaar in het PSE vormen een groep en hebben evenveel elektronen op de buitenste schil. Dat noemen we valentie-elektronen. groep

Ia 1

0 18

PERIODIEK SYSTEEM VAN DE ELEMENTEN IIIa 13

IIa 2

2,1

1,0

1,5

0,9

1,2

IVa 14

Va 15

VIa 16

VIIa 17

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

1,5

1,8

2,1

2,5

3,0

IIIb 3

IVb 4

Vb 5

VIb 6

VIIlb 7

2 VIlIb VIlIb 8 9

Ib 11

IIb 12

0,8

1,0

1,3

1,5

1,6

1,5

1,8

1,9

1,6

1,8

2,0

2,4

2,8

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

1,9

2,2

1,9

1,7

1,8

1,9

2,1

2,5

0,7

0,9

1,1

1,3

1,5

1,7

1,9

2,2

1,9

1,8

1,9

2,0

2,2

0,7

0,9

1,1

104

4 5

periode

VIlIb 10

6 105

106

107

108

109

110

111

112

1,2

1,3

113

114

115

116

117

118

7 1,1

1,1

1,2

1,3

1,5

1,4

1,2

(1,2)

1,2

1,1

1,2

lanthaniden

(

actiniden

1,3

100

101

102

103

` Maak oefening 8 op p. 141.

0 18

IVa 14

Va VIa VIIa 5.2 15 Elektronenconfiguratie 16 17

He helium

2,5

3,0

4,0 de 10 over schillen weer te geven? Gelukkig niet. Vaak noteren we het

Ne 20,18

eenvoudiger door het aantal elektronen per schil in volgorde achter

het elementensymbool te zetten. We spreken dan simpelweg van de elektronenconfiguratie.

koolstof

stikstof

zuurstof

fluor

12,01

14,01

16,00

19,00

1,8

2,1

2,5

neon

Bekijk het voorbeeld van zwavel met: •

3,0

Cl-

silicium

fosfor

zwavel

chloor

28,09

30,97

32,07

35,45

1,8

2,0

2,4

•

Se seleen

broom

72,64

74,92

78,96

79,90

130

1,8

arseen

THEMA 03

1,9

2,1

HOOFDSTUK 5

gemiddelde relatieve atoommassa <Ar> (afgerond op één cijfer na de

komma) <Ar> = 32,1. argon

39,95

2,8 TIP36

germanium

atoomnummer Z = 16,

3,5

4,00 een schillenmodel tekenen om de elektronenverdeling Moeten we altijd

2,5

Niet vergeten: het aantal elektronen is gelijk aan het atoomnummer Z. krypton

83,80 54

Een zwavelatoom heeft dus ook 16 elektronen.

Als we de regels respecteren, weten we dat de elektronen als volgt verdeeld zijn over de schillen:

K-schil: 2 elektronen L-schil: 8 elektronen

M-schil: 6 elektronen

In plaats van het schillenmodel te tekenen, noteert men de

elektronenconfiguratie als volgt: 16S 2 8 6. Die notatie geeft uiteindelijk

evenveel informatie als een schillenmodel. TIP

Wil je de regels nog even opfrissen? Scan dan de QR-code.

OPVULLING SCHILLEN

OPDRACHT 18

Naam element

Noteer de juiste elektronenconfiguratie.

Magnesium

Elektronenconfiguratie

Aluminium

Calcium

Argon

5.3 Lewisstructuren

Is het altijd nodig om het uitgebreide schillenmodel of een volledige

elektronenconfiguratie weer te geven, of kunnen we onszelf heel wat werk besparen?

Chemici hebben al vroeg ontdekt dat wanneer atomen zich binden met andere atomen, vooral de valentie-elektronen (de elektronen op de

buitenste schil) een rol spelen. Gilbert Newton Lewis kwam zo met een

verkorte schrijfwijze door enkel die elektronen in een aparte notatie op te nemen: de lewisstructuur.

THEMA 03

HOOFDSTUK 5

131

OPDRACHT 19

Herhaal het gecombineerd atoommodel van Bohr-Rutherford.

2 3

Teken de elektronen op de schillen van helium, neon en argon. Helium

Neon

Argon

Markeer de elektronen die je zowel bij helium, neon als argon kunt terugvinden met groen.

Markeer vervolgens de elektronen die je zowel bij neon als argon, maar niet bij helium kunt terugvinden met rood.

Als laatste markeer je de elektronen die je enkel bij argon kunt terugvinden met geel.

Beantwoord de vragen. 5

Hoeveel elektronen per schil hebben deze elementen? Vul de tabel aan. Element

L-schil

neon

argon

Vergelijk helium en neon. Wat stel je vast?

•

De -schil wijkt af.

De elektronen die aanwezig zijn bij is omgekeerd niet zo.

zijn ook aanwezig bij , maar dat

Vergelijk neon en argon. Wat stel je vast?

•

De -schil en de -schil zijn gelijkend

•

De elektronen die aanwezig zijn bij

•

132

De -schil is gelijkend.

•

M-schil

helium

K-schil

THEMA 03

De -schil wijkt af.

is omgekeerd niet zo.

HOOFDSTUK 5

zijn ook aanwezig bij , maar dat

We kunnen dus besluiten dat de elektronenverdeling van elementen die

in een lagere periode staan, identiek blijft voor onderliggende schillen. Als het atoomnummer (en dus het aantal protonen in de kern en het aantal elektronen op de schillen) stijgt, komt er telkens een elektron bij op de

buitenste schil. Deze valentie-elektronen zullen belangrijk zijn bij het vormen van bindingen tussen atomen. We kunnen daarom de afspraak maken dat we de onderliggende elektronen niet meer tekenen; we nemen enkel de elektronen van de buitenste schil in beschouwing.

Noteer het juiste antwoord. 1

Vul in de tabel het aantal elektronen per schil aan. Element

K-schil

beryllium stikstof

•

Voor alle drie de atomen is de buitenste schil de -schil.

De valentie-elektronen verschillen wel. Beryllium heeft er , stikstof

en fluor .

Teken de valentie-elektronen op de buitenste schil van de atomen. Laat dus de onderliggende K-schil

weg.

Vergelijk de tekeningen nu. Wat kun je nog als overbodig beschouwen?

M-schil

Vul de zinnen aan.

L-schil

fluor 2

OPDRACHT 20

THEMA 03

HOOFDSTUK 5

133

Teken de valentie-elektronen rond de elementen zonder de schillen te tekenen.

Be N F Bij stikstof en fluor zien we dat de puntjes die de elektronen voorstellen bij

een elektronenpaar al snel in elkaar kunnen overlopen als we de schil zelf niet tekenen. Ook daar had Lewis een oplossing voor. Een elektronenpaar,

2 elektronen dus, wordt dan voorgesteld met een streepje of twee bolletjes naast elkaar. Dat wordt voor het voorbeeld uit opdracht 20, vraag 5 dan:

Be N F

In de lewisstructuur tekenen we enkel de elektronen van de buitenste schil: de valentie-elektronen. Ongepaarde elektronen stellen we voor met een bolletje, gepaarde elektronen (elektronenparen) met een streepje.

` Maak oefening 9 en 10 op p. 141.

134

THEMA 03

HOOFDSTUK 5

THEMASYNTHESE

DE ELEMENTAIRE DEELTJES Kernbegrippen

Notities

Kernvragen

Hoofdstuk 1: Welke namen en symbolen krijgen element = atoomsoort

de elementen?

verschillende atomen of deeltjes

universele symbolentaal zorgt ervoor dat wetenschappers

atoom = deeltje dat tot bepaalde atoomsoort behoort

voorwerp: opgebouwd uit materie materie: stof of mengsel van stoffen

Elk element heeft universeel eenzelfde symbool. Die

over de hele wereld met elkaar kunnen communiceren. Hoofdstuk 2: Hoe evolueerde het atoommodel? •

•

Historische evolutie van de atoommodellen van Dalton tot en met Bohr: elke keer weer voortbouwen op de ontdekking van de voorganger.

Het schillenmodel van Bohr-Rutherford elektronenschillen

CHEMISCHE TIJDLIJN

stof: verbinding van deeltjes of atomen

ELEMENTEN

atoomsoorten of elementen = de

protonen en neutronen

Hoofdstuk 3: Welke elementaire deeltjes kennen we?

atoomkern = nucleus •

•

bevat twee soorten

elementaire deeltjes:

protonen (+) en neutronen rond atoomkern heb je elektronen (–)

atoomnummer Z

= aantal protonen

= aantal elektronen massagetal A

=Z (aantal protonen)

+ N (aantal neutronen)

•

• • • • • •

Het atoom bestaat uit een atoomkern en een elektronenmantel waarin protonen en neutronen voorkomen (behalve H: enkel 1 proton).

Protonen, elektronen en neutronen vormen samen een atoom. Een atoom in zijn geheel heeft geen lading. Protonen zijn positief geladen (+).

Elektronen zijn negatief geladen (–). Neutronen zijn neutraal.

Rond de kern bewegen elektronen (–) op schillen.

Het aantal elektronen rond de kern is in een atoom gelijk aan het aantal protonen in de kern.

Atomen met hetzelfde aantal protonen zijn atomen van

hetzelfde chemische element. Uit het atoomnummer Z en

het massagetal A kunnen we de hoeveelheid van elk van de deeltjes in een atoom berekenen.

proton

neutron schil nucleus elektron

THEMA 03

THEMASYNTHESE

135

Hoofdstuk 4: Atomen en hun isotopen: wat is de gemiddelde relatieve

isotopen

atoommassa <Ar>?

gemiddelde relatieve

A Z

Isotopen zijn atomen met hetzelfde aantal protonen, van hetzelfde

atoommassa <Ar>

element dus, maar met een verschillend aantal neutronen.

De gemiddelde relatieve atoommassa is het gewogen gemiddelde van

de massa's van de voorkomende isotopen, rekening houdend met hun procentuele voorkomen.

Daarom is de gemiddelde relatieve atoommassa zelden een geheel komma.

getal. We ronden dat getal tijdens berekeningen af op één cijfer na de Hoofdstuk 5: Hoe zitten elektronen verdeeld in een atoom? elektronenconfiguratie

•

edelgasconfiguratie

• •

lewisstructuur

regels.

Wanneer de buitenste schil volledig bezet is, dan spreken we over de edelgasconfiguratie.

Het schillenmodel kan eenvoudiger genoteerd worden als de elektronenconfiguratie.

Bij de lewisstructuur vereenvoudigen we die elektronenconfiguratie nog en worden enkel de elektronen van de buitenste schil weergegeven.

•

De verdeling van de elektronen op schillen gebeurt volgens een aantal

Mijn samenvatting

136

THEMA 03

THEMASYNTHESE

BEKIJK KENNISCLIP

CHECKLIST

NOG OEFENEN

1 Begripskennis •

Ik ken de kernbegrippen (element, atoom, voorwerp, materie, stof, atoomsoort,

•

Ik ken de namen en symbolen van veelvoorkomende elementen.

•

Ik ken de lewisstructuur en kan die toepassen bij de eerste 20 elementen.

nucleonen, atoomkern, atoomnummer, massagetal, isotopen, gemiddelde relatieve atoommassa, elektronenconfiguratie, lewisstructuur) en kan ze toelichten.

Ik ken de historische evolutie van de atoommodellen van Dalton tot en met Chadwick.

•

2 Onderzoeksvaardigheden

•

Ik kan de bouw van een atoom toelichten (volgens het gecombineerd atoommodel

van Bohr-Rutherford).

Ik kan de samenstelling van atomen (en hun isotopen) afleiden uit het atoomnummer en het massagetal.

Ik kan de regels voor elektronenverdeling toepassen om het gecombineerd

atoommodel van Bohr-Rutherford te tekenen en de elektronenconfiguratie van de eerste 20 elementen te schrijven.

Ik kan toelichten hoe het schrijven van elektronenconfiguraties een vereenvoudigde weergave is van het schillenmodel.

•

invullen bij je Portfolio.

` Je kunt deze checklist ook op

THEMA 03

CHECKLIST

137

CHECK IT OUT

Ik zie, ik zie wat jij niet ziet!

Wat zie jij onder deze elektronenmicroscoop? Vul in.

Zou je graag nog verder inzoomen? Je bent niet alleen.

Wetenschappers uit de hele wereld doen continu fundamenteel onderzoek naar elementaire deeltjes in het CERN

(Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, of de Europese Raad voor Kernonderzoek).

Afb. 47 CERN

Afb. 48 François Englert

Heeft dit thema jouw interesse opgewekt? Ga naar

Onze landgenoot

François Englert kreeg in 2013 de Nobelprijs

voor Natuurkunde voor zijn onderzoek naar de allerkleinste deeltjes.

en bekijk de filmpjes over het onderzoek bij CERN.

! Stilaan zijn we in staat om na te gaan of het gecombineerd atoommodel van Bohr-Rutherford overeenstemt met de realiteit. Steeds sterkere microscopen stellen ons in staat het met het blote oog te checken. We ontdekken alsmaar meer.

138

THEMA 03

CHECK IT OUT

AAN DE SLAG

Vul de tabel aan met de juiste naam of het juiste symbool voor elk element. Universeel symbool

O S

zilver helium lood tin

fluor

stikstof

aluminium

calcium

Naam element

Uit welke deeltjes is een atoom opgebouwd, wat is hun lading en waar in het atoom bevinden die deeltjes Deeltje van het atoom

zich?

Lading

Plaats in het atoom

chloor

Een element heeft 20 neutronen in de kern en een atoommassa van 40 u. Over welk element gaat het?

Hoeveel neutronen vind je in een lithiumkern?

THEMA 03

AAN DE SLAG

139

5 6

Hoeveel elektronen heeft een loodatoom?

De drie isotopen van magnesium zijn 24Mg ,25Mg en 26Mg. Welke isotoop zul je het vaakst aantreffen als je weet dat de relatieve atoommassa van magnesium 24,305 bedraagt?

Vervolledig de tabel. Symbool

Aantal protonen

Aantal Aantal neutronen elektronen

lood

119 51

138

207

Geef de samenstelling van de kern van een zwavelatoom (met atoomnummer 16 en massagetal 32).

zink

Naam

b Geef de samenstelling van het kwikatoom met A = 200.

c Boor heeft van nature twee isotopen: 10B en

11B.

Bereken het procentuele voorkomen van elke isotoop.

d Vul de tabel verder aan met het aantal protonen, neutronen en elektronen van de isotopen. Bereken ook de gemiddelde relatieve atoommassa van elk element. % voorkomen aantal protonen aantal neutronen aantal elektronen gemiddelde relatieve atoommassa

140

THEMA 03

AAN DE SLAG

6Li

7Li

10B

11B

69Ga

71Ga

79Br

81Br

7,56

92,44

19,8

80,2

60,16

39,84

50,69

49,31

Teken het schillenmodel voor aluminium.

Schrijf de elektronenconfiguratie en teken ernaast de lewisstructuur voor de volgende elementen. koolstof:

magnesium:

chloor:

zwavel:

fosfor:

zuurstof:

Durf je het aan om het schillenmodel en de elektronenconfiguratie te tekenen van

een atoom met een hoger atoomnummer, zoals lood of kwik?

Vraag tips aan je leerkracht of scan de QR-code voor meer informatie.

` Verder oefenen? Ga naar

BEKIJK DE TIPS

THEMA 03

AAN DE SLAG

141

Notities

142

THEMA 03

HET PERIODIEK SYSTEEM VAN DE ELEMENTEN (PSE)

THEMA 04

CHECK IN

144

VERKEN

145

het periodiek systeem?

` HOOFDSTUK 2: Wat leren we uit de plaats van

een element in het PSE?

146

` HOOFDSTUK 1: Wat zijn groepen en perioden in

2.1 De a-groepen en hun naam 2.2 Waarom lijken atomen graag op een edelgas? 2.3 Zijn er naast de massa en elektronenconfiguratie nog andere indelingen in het PSE?

150 150 153 159

` HOOFDSTUK 3: Welk belang en voorkomen

hebben enkelvoudige stoffen?

165

CHECKLIST

167

THEMASYNTHESE

PORTFOLIO

CHECK IT OUT

168

AAN DE SLAG

169

OEFEN OP DIDDIT

143

CHECK IN

Ontdek de Mendelejev in jezelf! Als kind heb je misschien wel uren

gespeeld met legoblokjes. Om dingen te bouwen, was het wel handig om

eerst de blokjes te sorteren. Maar hoe

begin je daaraan? De Australiër Daniel West ontwikkelde een oplossing: de

LEGOSORTEER MACHINE

De legosorteermachine is niet te verslaan qua

precisie en snelheid, al moet je natuurlijk wel eerst jouw kennis aan de machine doorgeven.

Vermoedelijk sorteerde je de blokjes eerst per

kleur, tot je merkte dat er naast de kleur nog andere

legosorteermachine. Bekijk de video.

verschillen zijn, zoals de vorm en het aantal nopjes.

Na het eerste sorteerwerk moest je vaak nog op zoek naar ontbrekende stukjes, maar je kon natuurlijk al wel afleiden hoe ze eruit moesten zien. Onbewust schuilde er toen een kleine Mendelejev in jou.

In chemie ordenen we de deeltjes of ‘elementen’ in een periodiek systeem. Kijk eens rond in het labo in je school.

Je vindt er vast en zeker een of meerdere exemplaren van het periodiek systeem. Op het huidige periodiek systeem staan tussen de 110 en 118 elementen, volgens een universeel systeem gerangschikt.

` Waarom is het zo belangrijk om het periodiek systeem van de elementen (kortweg PSE) in te delen? ` Hoe zijn de elementen in het PSE gerangschikt?

144

THEMA 04

CHECK IN

VERKEN

De pioniers van het PSE

DIEK SYSTEEM VAN DE ELEMENTEN Meer dan 150 jaar geleden probeerde de wetenschapper Dimitri Mendelejev de

gekende elementen te rangschikken volgens de oplopende atoommassa. Hij maakte kaarten van alle elementen, met daarop gegevens die hij al kende of afleidde.

Hij merkte dat sommige elementen gelijkaardige eigenschappen vertoonden en

groepeerde ze. Daarbij merkte hij op dat in de reeksen ontbrekende elementen waren.

De eigenschappen, zoals de atoommassa, van deze nog niet ontdekte elementen kon atoomnummer (Z) elektronegatieve waarde hij voorspellen.

1,2

Dimitri Mendelejev (1834-1907)

symbool naam

magnesium

Mendelejev presenteerde zijn tabel voor het eerst

24,31

in 1869. In de jaren die volgden, is telkens gebleken dat de door hem voorspelde eigenschappen van

later ontdekte elementen correct waren. Het lijkt wel of hij een glazen bol had!

OPDRACHT 1

1,6

ium

VIb VIIb VIlIb VIlIb Noteer de betekenis van de gegevens in elk vakje van het PSE. 6 7 8 9

b 5

relatieve atoommassa (Ar)

1,6

chroom

1,9

54,94

55,85

58,93

58,69

63,55

65,

1,9

95,94

1,9

ijzer

2,2

kobalt

2,2

nikkel

1,9

zin

In een periodiek systeem worden alle bekende atoomsoorten weergegeven met hun symbool. Elk vakje bevat ook verschillende cijfers. Een aantal van

ruthenium

rhodium

palladium

zilver

die cijfers (het atoomnummer Z en de gemiddelde relatieve atoommassa

106,4 107,9 leerde je al kennen in102,9 thema 3. Je leerde ook al de namen en symbolen <Ar>) 101,1 van verschillende elementen. Mendelejev gebruikte de atoommassa als

2,2

basis voor een eerste rangschikking.

2,2

aal

wolfraam

renium

osmium

iridium

platina

0,9

183,9

186,2

190,2

192,2

195,1

108

Re 107

koper

2,2

106

1,9

technetium

1,7

IIb 1

molybdeen

1,8

Ib 11

1,5

mangaan

52,00

1,8

1,5

1,6

VIlIb 10

109

110

2,2

cadm

112 80

goud

THEMA 04

VERKEN 197,0

111

145

200

112

HOOFDSTUK 1

Wat zijn groepen en perioden in het periodiek systeem? LEERDOELEN Je kunt al: een uniek symbool;

L toelichten dat een element synoniem is voor atoomsoort;

L toelichten dat elementen worden voorgesteld met

L toelichten dat elk atoom een massa heeft, afhankelijk van het aantal neutronen en protonen;

L toelichten dat elektronen zich op schillen rond de kern bevinden;

L toelichten dat we in de lewisstructuur enkel de Je leert nu:

Mendelejev’ in plaats van ‘het periodiek systeem van de elementen’.

Nochtans klopt de naam ‘tabel van

Mendelejev’ niet helemaal, want ook andere wetenschappers zoals Henry Mosely, Lothar

Meyer, William Ramsey en Niels Bohr hebben hun steentje bijgedragen. Maar goed, ere

wie ere toekomt, Mendelejev is en blijft de

elektronen van de buitenste schil voorstellen.

Je hoort vaak spreken over ‘de tabel van

L de opbouw van het PSE gebruiken om eigenschappen

van atomen en ionen af te leiden.

grondlegger van het PSE. Wil je even opnieuw de

geschiedenis induiken? Scan dan de QR-code.

OPDRACHT 2

Bekijk het PSE achteraan in je leerschrift en los de vragen op. •

Hoeveel rijen tel je?

•

Hoeveel kolommen met elementen tel je?

•

Hoeveel vakjes telt het periodiek systeem?

Zijn er verschillende kleuren gebruikt in het periodiek systeem?

•

Hoe wijzigt het atoomnummer Z als je van links naar rechts vordert in het periodiek systeem?

Hoe wijzigt de gemiddelde relatieve atoommassa <Ar> als het atoomnummer Z toeneemt?

146

THEMA 04

HOOFDSTUK 1

BEKIJK DE TIJDLIJN

De elementen zijn gerangschikt volgens oplopende atoommassa.

Omdat het atoomnummer steeds toeneemt, kon Mendelejev destijds alle elementen op één lange rij plaatsen, waarbij de gemiddelde relatieve atoommassa telkens toeneemt. Toch plaatste hij de elementen op

verschillende rijen. De zeven rijen die zo gevormd werden, worden perioden genoemd.

Hij had toen immers al ontdekt dat bijvoorbeeld lithium en natrium

gelijkaardige chemische eigenschappen vertonen in reacties, net als bv. fluor en chloor.

Die gelijkaardige chemische eigenschappen zijn een rechtstreeks gevolg van

hun elektronenconfiguratie, die je leerde kennen in thema 3. Door elementen met gelijkaardige chemische eigenschappen onder elkaar te plaatsen,

werden er ook groepen gevormd: de verticale kolommen. Die elementen

worden gekenmerkt door een gelijk aantal elektronen op de buitenste schil, de valentie-elektronen.

OPDRACHT 3

Vul de tabellen aan door gebruik te maken van je kennis van het atoommodel.

Fris je kennis van de regels voor

elektronenverdeling op.

Vul de tabel aan met de elektronenverdeling per schil

TIP

voor waterstof, lithium, natrium en kalium; stuk voor

ELEKTRONEN VERDELING

stuk elementen uit de eerste kolom van het PSE. Atoom nummer

Totaal aantal elektronen

Aantal elektronen op schil 4

Aantal elektronen op schil 3

Aantal elektronen op schil 2

Aantal elektronen op schil 1

Symbool element

Wat hebben deze elementen gemeen?

Merk op dat lithium onder waterstof werd geplaatst. Natrium werd ook weer op een volgende rij geplaatst,

in dezelfde kolom en onder lithium. Kalium werd om dezelfde reden onder natrium geplaatst. Per periode in het PSE komt er telkens een extra schil bij. 3

Maak dezelfde oefening voor de elementen fluor en chloor, uit kolom VIIa. Symbool element F

Atoom nummer

Aantal elektronen op schil 3

Aantal elektronen op schil 2

Aantal elektronen op schil 1

Totaal aantal elektronen

Aantal elektronen op schil 4

THEMA 04

HOOFDSTUK 1

147

Wat hebben deze elementen gemeen?

Chloor kwam zo onder fluor terecht.

Herhaal nogmaals de oefening, maar nu met elementen die in kolom IVa staan. Symbool element C

Atoom nummer

Wat hebben deze elementen gemeen?

Totaal aantal elektronen

Aantal elektronen op schil 4

Aantal elektronen op schil 3

Aantal elektronen op schil 2

Aantal elektronen op schil 1

Welk gevolg heeft dat voor de plaats van silicium in het PSE?

De rijen in het PSE worden perioden genoemd. Bij elke nieuwe periode komt er een extra schil bij de atomen.

De kolommen worden groepen genoemd. Het zijn groepen elementen met

hetzelfde aantal elektronen op de buitenste schil (de valentie-elektronen), en daarom met dezelfde chemische eigenschappen.

` Maak oefening 1 op p. 169.

Ia 1

2,1

waterstof

1,01

1,0

lithium

6,94 11

PERIODIEK VAN DE ELEMENTEN Bij de rangschikking van de SYSTEEM elementen in perioden en groepen stuitte men

IIIa opIIa een probleem na hetatoomnummer element calcium. Tussen het element calcium (met (Z) elektronegatieve waarde 2 elektronen in de buitenste schil) en gallium, (met drie elektronen in13 twee 4

0,9

magnesium

24,31 20

1,0

IIIb 3 21

1,3

IVb 4 22

1,5

Vb 5 23

1,6

VIb 6 24

1,6

VIIb 7 25

1,5

VIlIb VIlIb 8 9 26

1,8

1,9

Ib 11 29

1,9

IIb 12 30

1,6

stikstof

12,01

14,01

1,5

Al-

1,8

scandium

titaan

vanadium

chroom

mangaan

Ga gallium

germanium

44,96

47,87

50,94

52,00

54,94

55,85

58,93

58,69

63,55

65,38

69,72

72,64

0,8

1,0

1,2

1,4

1,8

1,9

2,2

1,9

1,7

1,8

niobium

molybdeen

technetium

ruthenium

rhodium

palladium

Ag zilver

cadmium

indium

91,22

92,91

95,94

101,1

102,9

106,4

107,9

112,4

114,8

118,7

1,3

1,5

1,7

1,9

2,2

1,7

1,9

1,8

30,97 33

zirkonium

1,1

zink

88,91 57

2,2

koper

yttrium

0,9

nikkel

87,62 56

kobalt

strontium

0,7

ijzer

85,47

1,6

rubidium

tin

1,8

2,0

arseen

74,92 51

1,9

Sb 121,8

1,9

Ba barium

lanthaan

hafnium

tantaal

wolfraam

Re renium

osmium

iridium

platina

Hg kwik

thallium

Tl-

Pb lood

bismut

137,3

138,9

178,5

180,9

183,9

186,2

190,2

192,2

195,1

197,0

200,6

204,4

207,2

209,0

0,7

7 Fr

francium

223

0,9

1,1

104

105

106

107

108

109

110

goud

111

113

112

114

radium

actinium

rutherfordium

dubnium

seaborgium

bohrium

hassium

meitnerium

darmstadtium

röntgenium

copernicium

nihonium

flerovium

moscovium

226,0

227

261

262

266

264

277

268

281

272

285

287

289

288

HOOFDSTUK 1

lanthaniden

1,1

1,2

Pm Sm

1,2

(1,2)

1,2

115

Fl-

antimoon

132,9

6 Cs

cesium

fosfor

28,09 32

40,08

2,1

silicium

26,98 1,6

aluminium

1,8

koolstof

calcium

3,0

boor

kalium

10,81 13

VIlIb 10 28

2,5

39,10

5 Rb

THEMA 04

1,2

relatieve atoommassa (Ar)

22,99

148

2,0

magnesium

beryllium

natrium

0,8

atoommassa die tussen die naam van calcium en gallium ligt. 24,31

1,5

Va 15

1,2

de buitenste schil) moesten nog tien elementen hun plaats vinden, met een symbool 9,01

3 Na 19

IVa 14

1,2

cerium

praseodymium

neodymium

promethium

samarium

europium

gadolinium

terbium

dysprosium

holmium

erbium

140,1

140,9

144,2

(145)

150,4

151,9

157,3

158,9

162,5

164,9

167,3

Ook bij de volgende perioden moest dat opgelost worden.

Ia 1 1

IIa 2

2,1

atoomnummer (Z)

6,94

9,01 0,9

3 Na

natrium

0,8

IIIb 3

24,31

magnesium

1,3

IVb 4 22

1,5

Vb 5 23

1,6

2,5

3,0

3,5

4,0

boor

koolstof

stikstof

zuurstof

fluor

12,01

14,01

16,00

19,00

20,18

neon

De overige elementen behoren tot de a-groepen. Er1,8 zijn dus 13 1,5 14 15 2,1 16acht 2,5 a-groepen 17 3,0 18

Al- Si P S ClVIb VIIb VIlIb VIlIb VIlIb Ib IIb aluminium silicium fosfor zwavel chloor 6 kolommen 7 8 9 10doorlopend 11 12genummerd vaak gewoon van 130,97 tot en32,07met 18. 26,98 28,09 35,45

en tien b-groepen. Die indeling verwatert stilaan, tegenwoordig worden de Ar

1,6

1,5

1,8

1,9

1,6

1,8

2,0

2,4

2,8

kalium

calcium

scandium

titaan

vanadium

chroom

mangaan

Ga gallium

germanium

Se seleen

broom

40,08

44,96

47,87

50,94

52,00

54,94

55,85

58,93

58,69

63,55

65,38

69,72

72,64

74,92

78,96

79,90

0,8

5 Rb

1,0

1,2

1,4

kobalt

nikkel

koper

zink

arseen

1,8 43 1,9 44 na 2,2 lanthaan, 45 2,2 46 in 2,2 periode 47 1,9 48zes, 1,7 en 49 actinium, 1,7 50 1,8 in 51 periode 1,9 52 2,1 53 2,5 elementen zeven.

strontium

yttrium

zirkonium

niobium

molybdeen

technetium

ruthenium

rhodium

palladium

Ag zilver

cadmium

indium

Sn tin

antimoon

telluur

jood

87,62

88,91

91,22

92,91

95,94

101,1

102,9

106,4

107,9

112,4

114,8

118,7

121,8

127,6

126,9

0,7

0,9

1,1

1,3

ijzer

1,5

1,7

1,9

2,2

1,9

1,8

1,9

2,0

2,2

Ba barium

lanthaan

hafnium

tantaal

wolfraam

Re renium

osmium

iridium

platina

Hg kwik

thallium

Tl-

Pb lood

bismut

polonium

132,9

137,3

138,9

178,5

180,9

183,9

186,2

190,2

192,2

195,1

197,0

200,6

204,4

207,2

209,0

209

210

0,7

7 Fr

francium

223

0,9

1,1

104

105

106

107

108

109

110

goud

111

113

112

114

115

Fl-

116

rutherfordium

dubnium

seaborgium

bohrium

hassium

meitnerium

darmstadtium

röntgenium

copernicium

nihonium

flerovium

moscovium

livermorium

tennessine

227

261

262

266

264

277

268

281

272

285

287

289

288

289

lanthaniden

actiniden

1,2

(1,2)

1,2

Rn radon

oganesson

289

1,1

1,2

promethium

samarium

europium

gadolinium

terbium

dysprosium

holmium

erbium

neodymium

praseodymium

thulium

ytterbium

lutetium

140,1

140,9

144,2

(145)

150,4

151,9

157,3

158,9

162,5

164,9

167,3

168,9

173,0

1,3

1,5

1,4

Pm Sm

1,3

100

101

102

175,0 103

thorium

protactinium

uraan

neptunium

plutonium

americium

Cm curium

berkelium

californium

einsteinium

fermium

mendelevium

nobelium

lawrencium

232,0

231,0

238,0

237

244

243

247

251

252

257

258

259

262

xenon

131,3

cerium

1,1

118

actinium

83,80

222

117

226,0

1,1

krypton

astaat

radium

6 Cs

cesium

argon

39,95

Een gelijkaardig probleem in de rangschikking deed zich voor met de

85,47

1,6

rubidium

helium

10,81

39,10

1,2

1,0

2,0

gemiddelde relatieve atoommassa (<Ar>)

Mg 20

24,31

magnesium

22,99 19

naam

beryllium

transitie-elementen of nevenelementen worden weleens gebruikt.

1,5

lithium

1,2

symbool

1,01 1,0

b-groepen kregen de verzamelnaam overgangselementen; ook de termen4,00

waterstof

elektronegatieve waarde (EN)

13 14 De elementen 15 16 uit 17de cijfer met lettertje b. We noemen ze de b-groepen.

De tabel moest dusELEMENTEN worden opengetrokken om er telkens tien elementen 18 PERIODIEK SYSTEEM VAN DE tussen te plaatsen. Die groepen elementenIIIakrijgen doorgaans een VIIa Romeins IVa Va VIa

De 28 (of 2 keer 14) afgezonderde elementen onderaan zijn de elementen die in periode zes volgen op het element lanthaan en in periode zeven op het

element actinium. Zo verkregen ze de naam lanthaniden en actiniden. Samen worden ze ook wel ‘zeldzame aarden’ genoemd. WEETJE

Men kiest er vaak voor om de zeldzame aarden onderaan de tabel te

plaatsen met een verwijzing. Dat is handiger omdat het beter past in de

verhoudingen van een pagina of poster.

.indd 274

28/01/2022 0

THEMA 04

HOOFDSTUK 1

149

HOOFDSTUK 2

Wat leren we uit de plaats van een element in het PSE? LEERDOELEN Je kunt al:

L toelichten dat elk element een specifieke plaats heeft in het PSE;

L toelichten dat de periode waarin het element voorkomt het aantal schillen weergeeft;

L toelichten dat de groep waarin het element staat de

elektronenconfiguratie van de buitenste schil verraadt;

L toelichten dat elektronen negatief geladen zijn en protonen positief geladen;

L toelichten dat een atoom evenveel elektronen als protonen bevat Je leert nu:

en dus elektrisch neutraal is.

L een verband leggen tussen de plaats van een element in het PSE en de eigenschappen ervan;

L elementen ordenen en plaatsen op de tabel volgens metalen en

niet-metalen (classificatie).

Het PSE en de plaats van de

elementen bevatten heel wat nuttige informatie voor de

chemicus. Heb je die kennis

onder de knie, dan start je met een flinke basis om later de

verbindingen tussen atomen te

verklaren. Atomen binden immers tot verbindingen. Er bestaan zeer eenvoudige verbindingen, maar ook heel complexe.

2.1 De a-groepen en hun naam

Sommige groepen hebben een specifieke naam, andere groepen worden genoemd naar het bovenste element uit de groep. •

Ia: de alkalimetalen (Li, Na, K …)

•

IIIa: de aardmetalen (B, Al, Ga …)

•

• •

•

• •

IIa: de aardalkalimetalen (Be, Mg, Ca …) IVa: de koolstofgroep (C, Si, Ge …) Va: de stikstofgroep (N, P, As …)

VIa: de zuurstofgroep (O, S, Se …) VIIa: de halogenen (F, Cl, Br, I …)

VIIIa: de edelgassen (He, Ne, Ar …)

De laatste kolom, de edelgassen, wordt ook aangeduid als de nulgroep. 150

THEMA 04

HOOFDSTUK 2

Ia 1 1

IIa 2

2,1

atoomnummer (Z)

1,0

lithium

1,5

3 Na

natrium

0,8

5 Rb

rubidium

calcium

0,7

Ba barium

132,9

7 Fr

francium

223

0,9

1,2

yttrium

1,1

lanthaan

138,9 89

1,1

Vb 5 23

1,4

niobium

91,22

tantaal

178,5

2,5

actinium

rutherfordium

226,0

227

261

dubnium

technetium

2,2

Ag zilver

2,2

1,7

1,9

1,8

Tl-

kwik

2,0

Fl-

jood

xenon

126,9 85

131,3

2,2

astaat

209

radon

210

116

krypton

83,80

2,5

polonium

209,0 115

79,90

bismut

207,2 114

127,6

1,9

broom

telluur

121,8

lood

204,4

2,1

argon

39,95

2,8

antimoon

thallium

113

118,7 82

chloor

78,96

1,9

neon

20,18 18

35,45 35

seleen

74,92

tin

114,8

2,4

arseen

indium

200,6

1,8

Ne 3,0

Cl-

zwavel

72,64

Hg 112

fluor

32,07

2,0

19,00 2,5

fosfor

germanium

30,97 33

4,0

16,00 16

P 1,8

zuurstof

2,1

Si 28,09 32

69,72

112,4

goud

gallium

cadmium

197,0 111

195,1

1,6

3,5

14,01 15

silicium

26,98

zink

1,7

1,8

Alaluminium

65,38 48

107,9 79

platina

110

1,9

stikstof

12,01 1,5

koper

106,4 2,2

1,6

63,55

palladium

IIb 12 30

Cu 47

192,2 109

1,9

nikkel

iridium

190,2 108

2,2

Ib 11 29

58,69 46

102,9

osmium

186,2 107

rhodium

renium

183,9

ruthenium

2,2

1,9

58,93

VIlIb 10 28

kobalt

101,1 1,9

1,9

ijzer

55,85

wolfraam

Fe 44

98 75

seaborgium

cerium

1,3

1,5

1,4

samarium

(145)

1,3

europium

1,3

flerovium

287

1,2

terbium

157,3

nihonium

285

gadolinium

151,9

copernicium

272

150,4

röntgenium

281

1,2

Pm Sm

promethium

darmstadtium

268

144,2

meitnerium

277

1,2

neodymium

140,9

hassium

264

1,1

praseodymium

140,1

bohrium

266

1,1

WEETJE

1,9

95,94 1,7

1,8

54,94

molybdeen

VIlIb VIlIb 8 9 26

262

actiniden

1,8

1,5

3,0

koolstof

10,81 13

mangaan

52,00

106

VIIb 7 25

chroom

180,9 105

radium

lanthaniden

1,5

1,6

92,91 73

hafnium

104

1,6

zirkonium

1,3

VIb 6 24

50,94 41

1,6

vanadium

47,87 40

88,91 57

1,5

titaan

44,96

137,3 88

IVb 4 22

scandium

87,62 0,9

1,3

strontium

cesium

0,7

1,0

6 Cs 87

40,08 38

85,47 55

1,0

kalium

39,10 37

IIIb 3

24,31 20

boor

magnesium

22,99 19

magnesium

gemiddelde relatieve atoommassa (<Ar>)

1,2

VIIa 17

4,00 2,0

24,31

9,01 0,9

VIa 16

helium

beryllium

6,94 11

naam

Va 15

222

117

118

IVa 14

1,2

symbool

1,01

IIIa 13

elektronegatieve waarde (EN) 12

waterstof

0 18

PERIODIEK SYSTEEM VAN DE ELEMENTEN

(1,2)

dysprosium

158,9

thulium

167,3

168,9

100

101

oganesson

289

1,2

erbium

164,9

tennessine

289

1,2

holmium

livermorium

288

1,2

162,5

moscovium

289

1,1

1,2

ytterbium

lutetium

173,0

102

175,0

103

thorium

protactinium

uraan

neptunium

plutonium

americium

Cm curium

berkelium

californium

einsteinium

fermium

mendelevium

nobelium

lawrencium

232,0

231,0

238,0

237

244

243

247

251

252

257

258

No 259

Lr 262

Er zijn nog meer verzamelnamen voor groepen elementen. Zo worden alle elementen met een atoomnummer hoger dan 92, het element

uraan, ook wel de ‘transuranen’ genoemd. Dat zijn radioactieve elementen: instabiele atomen die snel vervallen. Radioactieve

elementen zoals uranium worden in kerncentrales gebruikt als brandstof, maar produceren ook heel wat radioactief afval..

De verwerking van radioactief afval is en blijft een probleem waar nog

geen oplossing voor gevonden werd. In Vlaanderen wordt radioactief

PSE.indd 274

afval van de kerncentrale in Doel in gebetonneerde vaten opgeslagen bij Belgoprocess in Dessel.

28/01/2022 09:35

Maar ook wereldwijd blijft radioactief afval en de

verwerking ervan de politieke discussie voeden. Hoewel kernenergie qua uitstoot

(van bv. CO2) de ‘schoonste’ manier is om elektriciteit

op te wekken, kunnen we

radioactief kernafval niet eeuwig blijven produceren en stockeren. Toch zijn er nog lang niet genoeg windmolens, zonnepanelen en

waterkrachtcentrales om de hoeveelheid geproduceerde elektriciteit te compenseren en zo de productie van kernafval een halt toe te

roepen. Een kernuitstap zal immers opgevangen moeten worden door zogenaamde groene stroom.

THEMA 04

HOOFDSTUK 2

151

OPDRACHT 4 Vul de tabel aan met behulp van het PSE. Symbool

Naam element

neon fosfor lithium ijzer

Behoort tot de groep

Ontdek via de ontdekplaat bij het onlinelesmateriaal enkele nuttige toepassingen van elk element in het

dagelijks leven.

WEETJE

Wil je op het volgende feestje uitpakken met een origineel nummer?

Scan de QR-code en ontdek de song The Elements.

152

THEMA 04

HOOFDSTUK 2

THE ELEMENTS

2.2 Waarom lijken atomen graag op een edelgas?

OPDRACHT 5

Bekijk de lewisstructuur en vul de tabel aan. 1

Bekijk het PSE. Boven elke kolom van de a-groepen staat de lewisstructuur van de elementen uit die kolom (groep) weergegeven. Ia 1 IIa 2

2,1

atoomnummer (Z)

1,0

1,5

beryllium

6,94

9,01

0,9

3 Na

24,31

0,8

1,0

IVb 4

1,3

1,6

1,5

1,8

scandium

titaan

vanadium

chroom

mangaan

44,96

47,87

50,94

52,00

54,94

55,85

1,2

1,4

1,8

1,9

2,2

1,9

1,6

4,0

stikstof

zuurstof

fluor

12,01

14,01

16,00

19,00

1,5

1,8

2,1

2,5

Al-

silicium

fosfor

zwavel

chloor

28,09

30,97

32,07

35,45

1,8

neon

26,98

1,6

2,0

2,4

Ga gallium

germanium

Se seleen

broom

58,69

63,55

65,38

69,72

72,64

74,92

78,96

79,90

2,2

1,9

1,7

1,8

arseen

1,9

molybdeen

technetium

ruthenium

rhodium

palladium

Ag zilver

cadmium

indium

Sn tin

antimoon

telluur

jood

95,94

101,1

102,9

106,4

107,9

112,4

114,8

118,7

121,8

127,6

126,9

1,5

1,7

1,9

2,2

1,9

1,8

1,9

2,0

Xe xenon

131,3

2,2

Ba barium

lanthaan

hafnium

tantaal

wolfraam

Re renium

osmium

iridium

platina

Hg kwik

thallium

Tl-

Pb lood

bismut

polonium

132,9

137,3

138,9

178,5

180,9

183,9

186,2

190,2

192,2

195,1

197,0

200,6

204,4

207,2

209,0

209

210

0,7

7 Fr

francium

223

0,9

1,1

104

105

106

107

108

109

110

goud

111

113

112

114

115

Fl-

116

actinium

rutherfordium

dubnium

seaborgium

bohrium

hassium

meitnerium

darmstadtium

röntgenium

copernicium

nihonium

flerovium

moscovium

livermorium

tennessine

227

261

262

266

264

277

268

281

272

285

287

289

288

289

1,1

1,2

Pm Sm

lanthaniden

cerium

praseodymium

140,1

actiniden

1,3

neodymium

140,9

1,5

promethium

144,2

1,4

samarium

(145)

1,3

europium

150,4

1,3

gadolinium

151,9

1,3

1,2

terbium

157,3

(1,2)

dysprosium

158,9

1,2

holmium

erbium

164,9 99

162,5 98

167,3 100

1,2

Tm thulium

168,9 101

oganesson

289 1,1

Yb ytterbium

173,0 102

radon

222

226,0

1,1

Rn 118

radium

astaat

117

krypton

6 Cs

Kr 83,80

2,5

92,91

1,3

2,1

niobium

zink

argon

39,95

2,8

koper

Cl-

58,93

nikkel

20,18

3,0

aluminium

91,22

1,1

zirkonium

koolstof

Co kobalt

1,9

IIb 12

3,5

88,91

cesium

yttrium

0,9

ijzer

1,9

Ib 11

3,0

87,62 56

VIlIb 10

strontium

0,7

2,5

85,47

1,6

rubidium

VIIa 17

boor

5 Rb

VIa 16

10,81

VIlIb VIlIb 8 9

40,08 1,0

1,6

VIIb 7

calcium

VIb 6

kalium

0,8

1,5

Vb 5

2,0

39,10 37

IIIb 3

Va 15

4,00

magnesium

gemiddelde relatieve atoommassa (<Ar>)

Mg magnesium

22,99

IVa 14

helium

24,31

1,2

natrium

naam

lithium

1,2

symbool

1,01

IIIa 13

elektronegatieve waarde (EN) 12

waterstof

0 18

PERIODIEK SYSTEEM VAN DE ELEMENTEN

1,2

Lu lutetium

175,0 103

thorium

protactinium

uraan

neptunium

plutonium

americium

Cm curium

berkelium

californium

einsteinium

fermium

mendelevium

nobelium

lawrencium

232,0

231,0

238,0

237

244

243

247

251

252

257

258

No 259

Lr 262

Leid daaruit het antwoord af om de tabel verder aan te vullen. Nummer en naam a-groep

Aantal elektronen in de buitenste schil

Ia alkalimetalen

IIIa aardmetalen

Va stikstofgroep

VIIa halogenen

2 4 6 8 (2 voor periode 1)

PSE.indd 274

28/01/2022 09:35

THEMA 04

HOOFDSTUK 2

153

Je merkt dat Mendelejev het belangrijk vond om elementen met hetzelfde

aantal elektronen in de buitenste schil onder elkaar in groepen te plaatsen. TIP Niet vergeten: elk atoom is elektrisch neutraal

(aantal negatief geladen

elektronen = aantal positief geladen protonen).

Atomen zijn het meest stabiel als hun buitenste schil volledig gevuld is met

acht elektronen (of twee als er maar één schil is). Ze streven er dan ook naar om die buitenste schil volledig te maken, de zogenaamde edelgasconfiguratie.

Met uitzondering van de twee elementen van de eerste periode betekent die

edelgasconfiguratie dus dat ze acht elektronen hebben op de buitenste schil. De edelgasconfiguratie wordt daarom ook wel de octetstructuur genoemd, al zou voor waterstof en helium ‘duetstructuur’ een beter gekozen term zijn.

De edelgasconfiguratie kan bekomen worden door extra elektronen aan te trekken of elektronen af te staan.

Afb. 49 Elektrisch neutraal atoom

Door elektronen (negatief geladen deeltjes) op te nemen of af te staan,

krijgt het atoom zelf een lading. Het atoom is niet langer elektrisch neutraal, want het aantal protonen is niet langer gelijk aan het aantal elektronen. We spreken nu niet langer over een atoom maar over een ion. Een geladen atoom wordt een ion genoemd. Negatief geladen ionen worden anionen genoemd en bevatten meer

•

elektronen dan protonen.

Dit anion draagt als lading 2–

Afb. 50 Ladingsverhouding bij anionen

•

154

THEMA 04

HOOFDSTUK 2

Positief geladen ionen worden kationen genoemd en bevatten meer protonen dan elektronen.

Dit kanion draagt als lading 2+

Afb. 51 Ladingsverhouding bij kationen

Een atoom zal altijd de makkelijkste weg kiezen om de edelgasconfiguratie te bekomen, zoals het voorbeeld van natrium en chloor aantoont:

Natrium heeft één elektron in de buitenste schil en kan een octetstructuur bereiken door: • •

één elektron af te staan;

zeven elektronen op te nemen.

Het natriumatoom kiest de gemakkelijkste weg: met één elektron minder wordt de voorlaatste schil nu de buitenste schil en bereikt het atoom de edelgasconfiguratie. Na

Z = 11 N = 12

Na+

Z = 11 N = 12

Afb. 52 Natrium: van atoom tot ion

Ion

Atoom aantal protonen

neutraal

positief

aantal elektronen

lading

elektronenconfiguratie

2, 8, 1

2, 8

Met dat ene elektron (negatief geladen deeltje) minder wordt tegelijkertijd

het positieve natriumion gevormd: Na+.

Merk op dat het natriumion, dat we nu noteren als Na+, dezelfde elektronenconfiguratie krijgt als het edelgas neon. Na+

281 28

Chloor heeft zeven elektronen in de buitenste schil, om een volledige buitenste schil te bekomen kan het: •

•

één elektron opnemen;

zeven elektronen afstaan.

Ook chloor kiest voor de makkelijkste oplossing en zal één elektron (negatief geladen deeltje) opnemen. Cl

Cl–

Z = 17 N = 18

Afb. 53 Chloor: van atoom tot ion

THEMA 04

HOOFDSTUK 2

155

Atoom

Ion

neutraal

negatief

aantal protonen aantal elektronen

lading elektronenconfiguratie

2, 8, 7

2, 8, 8

Chloor zal daarom het negatieve chloride-ion vormen, of kortweg Cl–.

Het chloride-ion, dat we nu noteren als Cl–, krijgt door de opname van een Cl–

2878

288

extra elektron de configuratie van het edelgas argon.

Metalen zijn dus geneigd om elektronen af te staan, terwijl de niet-metalen er heel graag extra elektronen zouden bij willen. De mate waarin een

atoom er naar streeft om extra elektronen op te nemen noemen we de

elektronegativiteit van een element. De elektronegativiteit of EN-waarde is

een getal tussen 0,7 en 4, dat we ook bij elk element op het PSE terugvinden, in de rechterbovenhoek.

elektronegatieve waarde (EN)

atoomnummer (Z)

1,2

symbool naam

magnesium

24,31

gemiddelde relatieve atoommassa <Ar>

Door het streven naar een volledige buitenste schil gaat een atoom

elektronen afstaan of opnemen. Het bereikt zo de configuratie van het

dichtstbijzijnde edelgas in het periodiek systeem. Daarom spreken we van een edelgasconfiguratie.

De mate waarin een atoom ernaar streeft om extra elektronen op te nemen, noemen we de elektronegativiteit (EN) van een element.

OPDRACHT 6

Vergelijk de EN-waarde van elk element in het PSE. Hoe verandert de EN-waarde binnen één periode?

Hoe verandert de EN-waarde binnen één groep?

Waar staan dan de meest elektronegatieve elementen op het PSE?

Waar staan de minst elektronegatieve (of elektropositieve) elementen?

156

THEMA 04

HOOFDSTUK 2

WEETJE De Amerikaan Linus Carl Pauling (1901-1994) was de

allereerste scheikundige die de term elektronegativiteit

gebruikte. Aan het element dat het hardst elektronen naar zich toe kan trekken (fluor) kende Pauling een EN-waarde

van 4,0 toe. De overige elementen werden vergeleken met fluor en kregen een overeenkomstige elektronegativiteit, tussen 0,7 en 4,0. De elektronegativiteit is dus specifiek

voor elke atoomsoort.

OPDRACHT 7

Vul de juiste gegevens aan en schrap wat niet past.

•

Welke ionen vormen de atomen om de edelgasconfiguratie te bereiken? Magnesium zal

•

Stikstof zal

•

Aluminium zal

•

Neon zal

Zuurstof zal

elektronen opnemen / afstaan en een

•

Zwavel zal

Lithium zal

elektronen opnemen / afstaan en een

elektronen opnemen / afstaan en

ion vormen.

elektronen opnemen / afstaan en een

•

elektronen opnemen / afstaan en een

ion vormen.

elektron opnemen / afstaan en een

ion vormen.

TIP Denk eraan dat je het aantal

elektronen in de buitenste schil van elk atoom kunt afleiden

uit de plaats in het periodiek systeem.

OPDRACHT 8

Schrap wat niet past.

In anionen is het aantal protonen kleiner / groter dan het aantal elektronen.

• •

In kationen is het aantal protonen kleiner / groter dan het aantal elektronen.

THEMA 04

HOOFDSTUK 2

157

•

Elementen uit groep Ia geven 1 elektron af en vormen een ion met lading 1+.

•

Elementen uit groep IIa geven 2 elektronen af en vormen een ion met lading 2+.

•

Elementen uit groep IIIa geven 3 elektronen af en vormen een ion met lading 3+.

Elementen uit groep Va nemen 3 elektronen op en vormen een ion met

•

lading 3–.

•

Elementen uit groep VIa nemen 2 elektronen op en vormen een ion met lading 2–.

Elementen uit groep VIIa nemen 1 elektron op en vormen een ion met

•

lading 1–.

•

Elementen uit groep VIIIa vormen geen ionen, zij hebben al de edelgasconfiguratie.

Dit overzicht vormt een zeer belangrijke basis om later chemische formules te schrijven.

` Maak oefening 2 t/m 9 op p. 169-170.

Opgelet, er worden twee belangrijke afspraken gemaakt: Ia 1

IIa 2

2,1

atoomnummer (Z)

1,0

lithium

1,5

3 Na

natrium

0,8

24,31

0,8

5 Rb

rubidium

calcium

0,7

Ba barium

132,9

7 Fr

francium

223

0,9

yttrium

1,4

lanthaan

138,9

1,3

niobium

radium

actinium

rutherfordium

226,0

227

261

tantaal

dubnium

1,8

molybdeen

cerium

1,7

actiniden

1,3

technetium

2,2

bohrium

hassium

264 1,1

praseodymium

neodymium

140,9 1,5

meitnerium

1,4

samarium

(145) 93

1,3

2,2

darmstadtium

1,3

röntgenium

europium

gadolinium

151,9 1,3

VIIa 17

copernicium

1,8

Sn tin

114,8 1,8

1,8

Tl-

nihonium

1,2

terbium

(1,2)

flerovium

dysprosium

158,9 97

holmium

164,9 99

erbium

167,3 100

jood

xenon

131,3

2,2

astaat

209

radon

210

222

117

livermorium

118

tennessine

oganesson

289 1,2

Tm thulium

289 1,1

ytterbium

lutetium

173,0 102

1,2

168,9 101

83,80 54

126,9 85

289 1,2

krypton

2,5

polonium

288 1,2

162,5 98

moscovium

289 67

2,0

79,90

127,6

116

telluur

broom

209,0 115

Fl-

287

285

bismut

207,2 114

lood

204,4

1,9

argon

39,95

2,8

78,96 2,1

chloor

seleen

121,8

35,45 35

antimoon

2,4

thallium

1,9

neon

20,18 3,0

Cl-

zwavel

74,92

118,7 82

fluor

32,07

arseen

19,00 2,5

72,64

indium

113

2,0

fosfor

germanium

4,0

zuurstof

30,97 33

P 1,8

3,5

16,00 2,1

Si 28,09

kwik

157,3 96

1,7

stikstof

14,01 15

silicium

69,72

200,6

gallium

Hg 112

1,9

272

Ga 49

112,4

goud

1,6

cadmium

197,0 111

Al-

195,1

150,4 94

zilver

1,7

1,8

26,98

zink

12,01 14

aluminium

65,38 48

107,9 79

281 1,2

Pm Sm

promethium

268

144,2 92

1,9

3,0

koolstof

1,5

koper

platina

110

1,6

63,55

106,4 2,2

IIb 12 30

Cu 47

palladium

277 1,2

2,2

192,2 109

1,9

nikkel

iridium

190,2 108

2,2

Ib 11 29

58,69 46

102,9

osmium

186,2

266

rhodium

renium

107

seaborgium

ruthenium

2,2

1,9

boor

58,93

2,5

10,81 13

VIlIb 10 28

kobalt

101,1 1,9

1,9

ijzer

55,85 44

98 75

175,0 103

thorium

protactinium

uraan

neptunium

plutonium

americium

Cm curium

berkelium

californium

einsteinium

fermium

mendelevium

nobelium

lawrencium

232,0

231,0

238,0

237

244

243

247

251

252

257

258

259

262

1 1

1,9

54,94

183,9

1,8

VIlIb VIlIb 8 9 26

mangaan

wolfraam

106

140,1

1,5

95,94 74

262

1,1

VIIb 7 25

52,00

180,9

lanthaniden

1,5

105

chroom

92,91

hafnium

104

1,6

178,5

1,1

1,6

50,94

zirkonium

VIb 6 24

vanadium

91,22

1,1

1,6

88,91

Vb 5

47,87

1,2

1,5

titaan

44,96

137,3

IVb 4

scandium

0,9

1,3

87,62

cesium

0,7

1,0

strontium

6 Cs 87

40,08

85,47

1,0

kalium

39,10

IIIb 3

magnesium

22,99

gemiddelde relatieve atoommassa (<Ar>)

1,2

VIa 16

4,00 2,0

24,31

9,01

0,9

Va 15

helium

magnesium

beryllium

6,94

naam

IVa 14

1,2

symbool

1,01

IIIa 13

elektronegatieve waarde (EN)

waterstof

0 18

PERIODIEK SYSTEEM VAN DE ELEMENTEN

De overgangselementen laten we nog even links liggen, voorlopig

onthouden we dat deze elementen uit de b-groepen bijna allemaal een 2+ ion gaan vormen.

De elementen uit kolom IVa (C: koolstof, Si: silicium, Ge: germanium,

Sn: tin en Pb: lood) worden ook overgeslagen. Die elementen kunnen immers twee kanten uit om tot een edelgasconfiguratie te komen: 4 elektronen opnemen en dus een 4– ion vormen, of 4 elektronen afstaan en een ion met lading 4+ vormen. Vaak zullen zij 4+ ionen vormen.

158

THEMA 04

HOOFDSTUK 2

PSE.indd 274

28/01/2022 09:35

2.3 Zijn er naast de massa en elektronenconfiguratie nog andere indelingen in het PSE? Vaak maakt men in een periodiek systeem ook nog een indeling in metalen en niet-metalen door de vakjes anders in te kleuren (bij een blanco PSE is dat niet gebeurd).

Als we over metalen spreken denk je vast aan ijzer, koper …

Of misschien heb je een wat duurdere smaak en denk je aan zilver, goud …

Er bestaan natuurlijk nog veel meer metalen die je regelmatig tegenkomt in

het dagelijks leven, denk maar aan aluminium en chroom in je fiets, of aan de auto van je ouders.

OPDRACHT 9

Sorteer de metalen en de niet-metalen.

Je leerkracht heeft een aantal stoffen klaargezet. 1

Van welke stoffen denk je dat het metalen zijn? Haal ze ertussenuit.

Noteer waarom jij denkt dat het om een metaal gaat.

Met andere woorden: van welke eigenschappen heb je gebruikgemaakt?

OPDRACHT 10 DEMO

Je leerkracht onderzoekt welke stoffen stroom geleiden. Werkwijze

•

Verbind een testlamp met een stroombron. Sluit de stroomkring door de connectoren

lampje

met de stof te verbinden.

 Lampje brandt: stof geleidt stroom.  Lampje brandt niet: stof geleidt geen stroom.

stof

stroombron

Afb. 54

THEMA 04

HOOFDSTUK 2

159

Wat neem je waar? Zet een kruisje in de juiste kolom. Stof

Lampje brandt

Lampje brandt niet

ijzer (Fe) lood (Pb) octazwavel (S8) distikstof (N2, de lucht aanwezig) koper (Cu) grafiet (C) Wat kun je hieruit besluiten?

OPDRACHT 11 DEMO

Je leerkracht onderzoekt welke stoffen warmte geleiden door een metalen en een glazen staaf in de vlam van een bunsenbrander te houden.

metaal

Afb. 55

Wat neem je waar?

Wat kun je hieruit besluiten?

160

THEMA 04

HOOFDSTUK 2

glas

OPDRACHT 12

Bekijk de tabel en los de vragen op. Metalen Smeltpunt (°C)

Kookpunt (°C)

ijzer

1 538

2 750

dijodium

koper

1 085

2 566

distikstof

chroom

839

1 860

1 485

platina

1 772

3 850

lood kwik

natrium kalium

calcium goud

327

1 740

–39 98

884

774

2 675

1 064

2 807

Smeltpunt (°C)

Kookpunt (°C)

113

184

octazwavel

357

113

dizuurstof

diwaterstof

koolstof - diamant

444

–218

–183

–210

–196

–259

–253

3 550

4 827

koolstof - grafiet

–101

–35

3 652

tetrafosfor

4 827

dichloor

276

–7

dibroom

Markeer de stoffen die bij kamertemperatuur vast zijn met rood, vloeibaar met groen en gasvormig met geel.

Stof

Niet-metalen

Vergelijk de verschillende stoffen in de tabel aan de hand van hun smelten kookpunten.

Welke aggregatietoestand hebben ze bij kamertemperatuur?

Wat valt er op bij de metalen?

Stofeigenschappen metalen

Stofeigenschappen niet-metalen

geleiden de elektrische stroom

geleiden de elektrische stroom niet

plooibaar, rekbaar, pletbaar,

niet plooibaar, niet rekbaar, niet

zacht

smeedbaar

goede warmtegeleiders glanzend uitzicht

vaste stoffen op kamertemperatuur (met uitzondering van kwik, een vloeibaar metaal)

(met uitzondering van grafiet) broos

pletbaar, niet smeedbaar slechte warmtegeleiders meestal dof uitzicht

meestal vloeibaar of gasvormig, maar kunnen ook vast zijn

` Maak oefening 10 t/m 13 op p. 170.

THEMA 04

HOOFDSTUK 2

161

OPDRACHT 13

Herken de metalen. Op de Olympische Spelen kun je drie soorten medailles

winnen. Uit welke metalen zijn die medailles vervaardigd? Schrijf ook het symbool erbij, als je dat kent. • •

medaille voor de winnaar:

medaille voor de tweede: medaille voor de derde:

•

Opgelet, brons komt niet als zuivere stof voor in het PSE. Het is ook geen

zuivere stof, maar een mengsel van verschillende metalen. Metalen worden vaak gemengd om de eigenschappen ervan te verbeteren, dat noemen we legeren van metalen. OPDRACHT 14

Zoek de antwoorden op het internet. Welke elementen worden gemengd bij deze legeringen? •

Brons is een legering van

•

Staal is een legering van

•

en .

Roestvrij staal (RVS of inox) is een legering van , ,

•

Messing is een legering van

en .

Misschien heb je zelf of samen met je team ook al ooit een medaille of trofee gewonnen. Helaas, je beker of medaille was niet vervaardigd uit echt goud of zilver, in het beste geval waren ze verguld of verzilverd. Een dun laagje van

een edelmetaal bedekt dan de stalen medaille.

WEETJE

Naast legeren wordt er ook vaak gebruikgemaakt van adhesie, de goede

hechtende eigenschappen van metaal. Een metaal wordt dan bedekt met een laagje van een ander metaal. Dat noemen we galvaniseren, een techniek om metalen meer glans te geven (verzilveren, vergulden,

chromeren …) of te verhinderen dat ze roesten (verzinken van ijzer). Net als bij legeren, wordt er zo geprobeerd om de eerder nadelige

eigenschappen van sommige metalen tegen te werken. Omdat een stalen medaille niet glanst, wordt ze bijvoorbeeld bedekt met een laagje goud.

Zo wordt ook ijzer vaak bedekt met een laagje zink om het roesten tegen te gaan.

162

THEMA 04

HOOFDSTUK 2

Metalen worden vaak gemengd tot een legering om de eigenschappen ervan te verbeteren. Dat noemen we legeren.

Er staan heel veel metalen in het PSE: van de 112 elementen in het PSE dat bij dit leerschrift zit, worden er meer dan 75 % tot de metalen gerekend. WEETJE Hoewel men vaak spreekt over

een gouden ring, gaat het ook hier over een legering. Puur goud is

immers te zacht en wordt daarom gelegeerd met andere metalen

zoals nikkel, zink, koper … Juweliers drukken het gehalte van goud uit in de eenheid karaat (1/24ste, 24 karaat is dus zuiver goud). OPDRACHT 15

Kleur de metalen in het periodiek systeem van de elementen rood en de niet-metalen blauw. Je leerkracht helpt je de juiste indeling te maken. Ia 1 1

PERIODIEK SYSTEEM VAN DE ELEMENTEN IIa 2

2,1

atoomnummer (Z)

waterstof

1,0

1,5

lithium

beryllium

6,94

9,01

0,9

3 Na

24,31

0,8

1,0

1,3

IVb 4

1,6

1,5

1,8

1,9

Ib 11 29

IIb 12 1,9

1,6

3,5

4,0

koolstof

stikstof

zuurstof

fluor

12,01

14,01

16,00

19,00

1,5

1,8

2,1

2,5

Al-

aluminium

silicium

fosfor

zwavel

chloor

26,98

28,09

30,97

32,07

35,45

1,6

1,8

2,0

neon

2,4

Ar argon

39,95 2,8

chroom

mangaan

Co kobalt

nikkel

Zn zink

gallium

germanium

arseen

seleen

broom

50,94

52,00

54,94

55,85

58,93

58,69

63,55

65,38

69,72

72,64

74,92

78,96

79,90

5 Rb

1,8

1,9

2,2

1,9

1,7

1,8

1,9

2,5

niobium

molybdeen

technetium

ruthenium

rhodium

palladium

Ag zilver

cadmium

indium

Sn tin

antimoon

telluur

jood

92,91

95,94

101,1

102,9

106,4

107,9

112,4

114,8

118,7

121,8

127,6

126,9

1,3

1,5

1,7

1,9

2,2

1,9

1,8

2,1

91,22

zirkonium

1,1

88,91

2,2

yttrium

0,9

87,62

strontium

0,7

85,47

1,6

rubidium

1,4

1,9

6 Cs

Ba barium

lanthaan

hafnium

tantaal

wolfraam

renium

osmium

iridium

platina

Hg kwik

thallium

Tl-

Pb lood

bismut

132,9

137,3

138,9

178,5

180,9

183,9

186,2

190,2

192,2

195,1

197,0

200,6

204,4

207,2

209,0

0,7

7 Fr

francium

223

0,9

1,1

radium

actinium

226,0

227

lanthaniden

actiniden

104

105

Rf 261

107

108

109

110

goud

111

113

112

114

115

Fl-

2,0

Xe xenon

2,2

118

bohrium

hassium

meitnerium

darmstadtium

röntgenium

copernicium

nihonium

flerovium

moscovium

livermorium

tennessine

264

277

268

281

272

285

287

289

288

289

1,2

Pm Sm

1,2

(1,2)

1,2

cerium

praseodymium

neodymium

promethium

samarium

europium

gadolinium

terbium

dysprosium

holmium

erbium

140,1

140,9

144,2

(145)

150,4

151,9

157,3

158,9

162,5

164,9

167,3

1,3

1,5

1,4

1,3

100

1,2

Tm thulium

168,9 101

radon

222

117

266 1,1

210

seaborgium

131,3 86

astaat

209

262 1,1

83,80 54

polonium

116

krypton

dubnium

6 7

106

rutherfordium

vanadium

koper

Cl-

titaan

ijzer

20,18 3,0

47,87

He Ne

44,96

1,2

boor

10,81 13

VIlIb 10

3,0

scandium

VIlIb VIlIb 8 9

40,08

1,0

1,6

VIIb 7

2,5

calcium

VIb 6

39,10

0,8

1,5

Vb 5

VIIa 17

kalium

IIIb 3

VIa 16

4,00 2,0

magnesium

gemiddelde relatieve atoommassa (<Ar>)

magnesium

22,99

Va 15

helium

24,31

1,2

natrium

naam

IVa 14

1,2

symbool

1,01

IIIa 13

elektronegatieve waarde (EN)

0 18

289 1,1

Yb ytterbium

173,0 102

oganesson

1,2

Lu lutetium

175,0 103

thorium

protactinium

uraan

neptunium

plutonium

americium

Cm curium

berkelium

californium

einsteinium

fermium

mendelevium

nobelium

lawrencium

232,0

231,0

238,0

237

244

243

247

251

252

257

258

259

262

THEMA 04

HOOFDSTUK 2

163

OPDRACHT 16

Beantwoord de vragen. 1

Waar bevinden zich de niet-metalen in het PSE?

Hadden de ionen van deze elementen een positieve of negatieve lading?

Waar vind je de metalen voornamelijk in het PSE?

Hadden de ionen van deze elementen een positieve of negatieve lading?

OPDRACHT 17 ONDERZOEK

Hoe kun je metalen herkennen? Voer het labo uit op p. 277.

Elementen die elektronen afstaan om tot de edelgasconfiguratie te komen,

noemen we elektropositief; ze vormen kationen. Doorgaans zijn dat metalen.

Elementen die elektronen opnemen om tot de edelgasconfiguratie te komen,

noemen we elektronegatief; ze vormen anionen. Doorgaans zijn dat niet-

metalen.

164

THEMA 04

HOOFDSTUK 2

THEMASYNTHESE

Het periodiek systeem van de elementen GROEPEN EN PERIODEN IN HET PERIODIEK SYSTEEM

Het periodiek systeem van de elementen = een tabel waarin alle elementen gerangschikt zijn volgens oplopende atoommassa

kolommen: groepen

• •

rijen: perioden

gegroepeerd volgens hun

•

chemische eigenschappen

die chemische eigenschappen

•

zijn het gevolg van het aantal

elektronen in de buitenste schil aantal: 18

8 a-groepen  elk een naam:

alkalimetalen

IVa:

koolstofgroep

schillen in het atoommodel aantal: 7

10 b-groepen

 één verzamelnaam: overgangselementen

Ia:

komen overeen met het aantal

•

IIa:

IIIa: Va:

VIa:

VIIa:

aardalkalimetalen aardmetalen

stikstofgroep

zuurstofgroep halogenen

VIIIa/0: edelgassen (of nulgroep)

THEMA 04

THEMASYNTHESE

165

WAAROM LIJKEN ATOMEN GRAAG OP EEN EDELGAS? WAT ZIJN IONEN?

Atomen streven naar stabiele edelgasconfiguratie

elektronen afstaan

elektronen opnemen

geladen atomen = IONEN

–ionen: •

niet-metalen

•

elektronegatief

•

metalen

elektropositief

•

+ionen:

•

kamertemperatuur

(uitgezonderd kwik)

specifieke eigenschappen: - glanzen

- geleiden de stroom

•

vaste stoffen bij

en de warmte

- plooibaar

- smeedbaar

�

- legeerbaar

afhankelijk van de elektronenconfiguratie



verschil in ionlading per groep van elementen

ANDERE INDELINGEN IN HET PSE

We gebruiken ook verzamelnamen voor transuranen en zeldzame aarden voor bepaalde groepen van elementen. Met kleurschakeringen worden vaak ook subgroepen zoals metalen en niet-metalen in het PSE onderscheiden.

BEKIJK DE KENNISCLIP

166

THEMA 04

THEMASYNTHESE

CHECKLIST

NOG OEFENEN

1 Begripskennis • • •

Ik kan toelichten hoe en waarom een atoom een ion vormt, hoe het aan zijn lading komt.

Ik kan toelichten waarom metalen positieve ionen en niet-metalen negatieve ionen vormen.

Ik kan een verband leggen tussen de plaats van een element in het PSE en de eigenschappen (massa, elektronenconfiguratie, EN-waarde ...) ervan.

2 Onderzoeksvaardigheden

Ik kan het PSE gebruiken om eigenschappen van atomen en ionen af te leiden,

•

Ik kan metalen herkennen aan de specifieke eigenschappen.

•

ook op basis van atoomnummer, massagetal en lewisformule.

Ik kan elementen ordenen en plaatsen op de tabel.

invullen bij je Portfolio.

` Je kunt deze checklist ook op

THEMA 04

CHECKLIST

167

CHECK IT OUT

Ontdek de Mendelejev in jezelf! Sinds 2016 is het PSE vervolledigd met 118 gekende elementen. Het edelgas met atoomnummer 118 kreeg officieel de naam Oganesson en symbool Og. De naam werd afgeleid van de naam van de Russische onderzoeker. Denk nu niet dat je het element vroeg of laat in handen krijgt. De atomen Oganesson komen niet voor in de aardkorst, ze

worden kunstmatig gemaakt door extra fusies van andere atomen en bestaan slechts luttele milliseconden omdat ze radioactief zijn.

Naar: www.destandaard.be 1

Scan de QR-code en ontdek het volledige artikel, of bekijk het videofragment bij het onlinelesmateriaal.

LEES HET ARTIKEL

2 Kun jij beter dan Mendelejev? Hoe zou jij de indeling van de elementen gemaakt hebben?

Prijkt jouw element in de toekomst op de tabel?

Hoe zou het dan heten?

Het lijkt misschien nog verre toekomstmuziek, maar jouw

kennis van wetenschap kan het begin zijn van een carrière als

(wereldberoemd) kernfysicus!

Door de zeer ingenieuze rangschikking van de elementen in het PSE kun je meteen heel wat

informatie afleiden uit hun plaats. Het PSE bevat eigenlijk een deels verborgen schat aan informatie. De periode geeft ons informatie over het aantal schillen, de groep geeft dan weer informatie over de elektronenconfiguratie. In de derde graad zul je ook leren dat zelfs elke dikkere lijn belang heeft.

168

THEMA 04

CHECK IT OUT

AAN DE SLAG

Vul aan. a

In het periodiek systeem zijn de elementen horizontaal gerangschikt volgens

b In het periodiek systeem zijn de elementen verticaal gerangschikt volgens Vul de tabel aan.

Naam element

chloor

zwavel

calcium

argon

Na C Al P

Naam groep

Vul aan. •

De overgangselementen vormen ionen met lading .

•

Positieve ionen worden ook

•

Negatieve ionen worden ook

genoemd.

Vul aan.

Een element dat een ion vormt met lading 2– zal altijd behoren tot

Een element dat een ion vormt met lading 3– zal altijd behoren tot

Waarom vormen edelgassen geen ionen?

Ionlading

Symbool

Een element dat een ion vormt met lading 2+ zal altijd behoren tot

Een element dat een ion vormt met lading 1+ zal altijd behoren tot

Een element dat geen ionen vormt, zal altijd behoren tot

Welk ion bezit 117 neutronen en 74 elektronen? Pt4+

•

195

•

195

•

Pt4+

191

W4+

191

W4+

THEMA 04

AAN DE SLAG

169

Een 2+ geladen ion bevat nog 24 elektronen. Om welk element gaat het?

Beantwoord de vragen. a

b Welk ion van een aardalkalimetaal heeft 4 schillen en 18 elektronen?

Welke van de onderstaande reeks atomen en ionen heeft een ander aantal elektronen dan de rest? •

N3–

•

Mg2+

• • • • • •

Al3+

Na+ Cl–

O2– Ne F–

Noem minstens vier stofeigenschappen van metalen.

Welk ion van een alkalimetaal heeft 4 schillen en 18 elektronen?

Vul aan.

Metalen vormen altijd positieve ionen, ze zijn .

•

Niet-metalen vormen altijd negatieve ionen, ze zijn .

Welke zuivere stof is geen metaal maar geleidt toch de stroom?

Wat is het enige metaal dat vloeibaar is bij kamertemperatuur?

` Verder oefenen? Ga naar

170

THEMA 04

AAN DE SLAG

CHEMISCHE BINDINGEN

THEMA 05

CHECK IN

172

VERKEN

173

` HOOFDSTUK 1: Zijn deeltjes in een verbinding altijd op

175

eenzelfde manier gebonden?

1.1 Wat is het verschil tussen een binding en een verbinding? 1.2 Welke soorten bindingen bestaan er?

` HOOFDSTUK 2: Hoe wordt een ionbinding gevormd?

2.1 De ionbinding 2.2 De formule-eenheid van ionverbindingen 2.3 De neutraliteitsregel

` HOOFDSTUK 3: Hoe wordt een atoombinding gevormd? 3.1 De atoombinding 3.2 De molecuulformule van atoomverbindingen

175 176

178 178 180 182

184 184 187

` HOOFDSTUK 4: Hoe wordt een metaalbinding gevormd? 191 4.1 De metaalbinding 4.2 Verklaring van de eigenschappen van metalen

191 193

THEMASYNTHESE

196

CHECKLIST

197

PORTFOLIO

198

AAN DE SLAG

199

CHECK IT OUT

OEFEN OP DIDDIT

171

CHECK IN

Alle beetjes helpen! Deze situaties schetsen telkens een probleem. Hoe kun je ervoor zorgen dat de personen alsnog in een comfortabele situatie terechtkomen? Situatie 1

Situatie 1:

Wat kan Kalvin doen zodat zowel hij als Fleur het comfortabel krijgen?

Situatie 2

Kalvin en Fleur Situatie 2:

Wat moeten Jody en Jodi doen om het beiden comfortabel te krijgen?

Jody en Jodi

Situatie 3

Situatie 3:

Wat moeten Ali en Allison doen om het beiden comfortabel te krijgen?

Ali en Alisson

` Is er een gelijkenis tussen deze situaties en de vorming van bepaalde chemische bindingen? We zoeken het uit!

172

THEMA 05

CHECK IN

VERKEN

De samenstelling van een stof OPDRACHT 1

Ken je alle termen nog? Vul in de tweede kolom het nummer van de juiste verklaring in. Term

edelgasconfiguratie element negatief ion samengestelde stof positief ion stof enkelvoudige stof

atoomsoort

de buitenste schil van het atoom is volledig bezet

scheikundige vorm voor materie met een bepaalde chemische samenstelling

kleinste deeltje van een element dat nog alle eigenschappen van het element heeft

ontstaat door het afstaan van elektronen

ontstaat door het opnemen van elektronen

stof opgebouwd uit één element

stof opgebouwd uit meer dan één element

Zet in de afbeelding de juiste letters bij de pijlen.

A de stof water – B het deeltje water – C een atoom waterstof – D een atoom zuurstof

Verklaringen

atoom

Verklaring

THEMA 05

VERKEN

173

OPDRACHT 2

Hoe worden ionen gevormd? Vul de zinnen aan en schrap wat niet past. a

Metalen Ze vormen zo positieve / negatieve ionen.

om de edelgasconfiguratie te bereiken.

b Niet-metalen

Magnesium is een metaal / niet-metaal met 2 elektronen op de buitenste schil.

Ze vormen zo positieve / negatieve ionen.

om de edelgasconfiguratie te bereiken.

Dat atoom zal dus

elektronen

Dat atoom zal dus

elektron

Dat atoom zal dus

elektronen

d Chloor is een metaal / niet-metaal met

elektronen op de buitenste schil.

Aluminium is een metaal / niet-metaal met

Zuurstof is een metaal / niet-metaal met

en zo het ion

Dat atoom zal dus

vormen.

elektronen op de buitenste schil. en zo het ion

elektronen op de buitenste schil.

OPDRACHT 3

en zo het ion

elektronen

en zo het ion

vormen. vormen.

Onderstreep de enkelvoudige stoffen en omcirkel de samengestelde stoffen.

H2O – C (grafiet) – N2O (lachgas) – HCl (waterstofchloride) – O2 (zuurstofgas) – CH4 (methaan) – O3 (ozon) –

CO2 (koolstofdioxide) – He – C6H12O6 (glucose) – Fe (ijzer) TIP

De elementen die enkelvoudige di-atomische stoffen vormen, kun je onthouden met het ezelsbruggetje

‘BrINClHOF’. Daarin zitten de symbolen van de elementen broom, jood, stikstof, chloor, waterstof, zuurstof en fluor. Ook elk woord van de zin ‘Claartje Fietste Naar Haar Opa In Breda’ begint met het symbool van een van

die elementen. Om de polyatomische enkelvoudige stoffen S8, P4 en O3 te onthouden, zul je je geheugen moeten

gebruiken.

174

THEMA 05

VERKEN

HOOFDSTUK 1

Zijn deeltjes in een verbinding altijd op eenzelfde manier gebonden? LEERDOELEN Je kunt al:

L het verschil tussen een element en een atoom toelichten;

L toelichten dat atomen streven naar de edelgasconfiguratie; L begrijpen dat stoffen zijn opgebouwd uit één of meerdere atomen of elementen.

Je leert nu:

L dat de aard van de deeltjes bepaalt welke verbinding gevormd zal worden;

L wanneer een ionbinding tot stand komt;

voorwerpen die uit bepaalde stoffen

zijn gemaakt. Een balpen uit plastic, een kast uit hout, een schrift uit papier. Ook

L wanneer een atoombinding tot stand komt;

Als je om je heen kijkt, zie je allerhande

L wanneer een metaalbinding tot stand komt;

de lucht om je heen bevat allerhande

deeltjes. Al die stoffen zijn opgebouwd uit één of meerdere atoomsoorten.

1.1 Wat is het verschil tussen een binding en een verbinding?

Je weet al dat een stof bestaat uit kleinere deeltjes (stofdeeltjes) die nog steeds de eigenschap van de stof bezitten. Zo bestaat de stof suiker bijvoorbeeld uit allemaal kleine suikerdeeltjes.

Bij edelgassen bestaan die stofdeeltjes uit vrije, losse atomen: het zijn

mono-atomische, enkelvoudige stoffen (bv. Ne). De atomen van edelgassen

hebben een volledig bezette buitenste schil, waardoor ze niet reageren met andere atomen.

Atomen van andere atoomsoorten zullen de stabiele edelgasconfiguratie

proberen te bereiken door met elkaar te binden. Zo ontstaan nieuwe stoffen die bestaan uit meerdere atomen of ionen: het zijn verbindingen.

Het kunnen polyatomische (meeratomige) enkelvoudige stoffen (bv. Cl2) of samengestelde stoffen (bv. H2O) zijn.

THEMA 05

HOOFDSTUK 1

175

In thema 2 leerde je al dat enkelvoudige stoffen verbindingen zijn van

atomen of ionen van eenzelfde atoomsoort; samengestelde stoffen zijn verbindingen van atomen of ionen van verschillende atoomsoorten.

De atomen of ionen in een verbinding worden samengehouden door aantrekkingskrachten, die we een (chemische) binding noemen.

Een verbinding is een stof die bestaat uit meerdere atomen of ionen. De binding is de aantrekkende kracht die de atomen of ionen in een verbinding samenhoudt.

OPDRACHT 4

` Maak oefening 1 op p. 199.

Wat is het onderscheid tussen binding en verbinding? Bekijk afbeelding 56 en beantwoord de vragen. Hoeveel bindingen zie je op de afbeelding?

b Hoeveel unieke verbindingen zie je op de afbeelding?

Afb. 56

1.2 Welke soorten bindingen bestaan er?

Atomen streven naar de edelgasconfiguratie. Om dat te bereiken moeten atomen (behalve de edelgassen) met elkaar binden ter vorming van een verbinding.

Naargelang de aard van de atoomsoort (metaal en/of niet-metaal) kunnen

metaal + niet-

metaal

niet-

metaal niet-

metaal

metaal + metaal

176

THEMA 05

= ionbinding

= atoombinding

= metaalbinding

HOOFDSTUK 1

verschillende soorten bindingen en verbindingen worden gevormd: •

In een verbinding opgebouwd uit metalen en niet-metalen worden

•

In een verbinding die bestaat uit één of meerdere soorten niet-metalen,

•

de gevormde ionen samengehouden door een ionbinding. Die stof noemen we een ionverbinding.

worden de atomen samengehouden door een atoombinding. Een stof met enkel atoombindingen noemen we een atoomverbinding.

Als de verbinding uitsluitend is opgebouwd uit één of meerdere soorten metalen, houdt een metaalbinding de gevormde metaalionen samen.

Een stof met enkel metaalbindingen noemen we een metaalverbinding.

Het soort binding dat ontstaat, hangt af van de aard van de deeltjes: Stof is opgebouwd uit

Soort verbinding

Soort binding

metalen en niet-metalen

ionverbinding

ionbinding

uitsluitend niet-metalen uitsluitend metalen

atoomverbinding

metaalverbinding

atoombinding

metaalbinding

` Maak oefening 2 t/m 6 op p. 199-200.

OPDRACHT 5

Op welke manier zijn de deeltjes gebonden in een verbinding?

Welk soort binding zal gevormd worden bij een verbinding die is opgebouwd uit de volgende elementen? Vul in de tabel eerst de symbolen van de elementen aan en duid daarna het soort binding aan. Verbinding opgebouwd uit de volgende elementen

Zijn de samenstellende Symbolen elementen metalen (M) elementen of niet-metalen (nM)?

aluminium en fluor

ionbinding - atoombinding - metaalbinding

jood en jood

kalium en broom

calcium en jood

koolstof

koolstof en waterstof koolstof en zuurstof koper en tin (samen: brons)

koper en zink (samen: messing)

magnesium en zuurstof natrium en chloor

stikstof en zuurstof tin en lood (samen: soldeertin) zink

Soort binding

ionbinding - atoombinding - metaalbinding ionbinding - atoombinding - metaalbinding ionbinding - atoombinding - metaalbinding ionbinding - atoombinding - metaalbinding ionbinding - atoombinding - metaalbinding ionbinding - atoombinding - metaalbinding ionbinding - atoombinding - metaalbinding ionbinding - atoombinding - metaalbinding ionbinding - atoombinding - metaalbinding ionbinding - atoombinding - metaalbinding ionbinding - atoombinding - metaalbinding ionbinding - atoombinding - metaalbinding

THEMA 05

HOOFDSTUK 1

177

HOOFDSTUK 2 H

Hoe wordt een ionbinding gevormd?

Al-

Cl-

Pm Sm

Am Cm

LEERDOELEN

METALEN

Je kunt al:

NIET-METALEN

ze streven naar de edelgasconfiguratie;

L beschrijven dat atomen verbindingen vormen omdat

L aanduiden dat tussen een metaal en een niet-metaal een ionbinding wordt gevormd;

L beschrijven hoe metalen en niet-metalen ionen vormen.

Je leert nu:

L hoe een ionbinding wordt gevormd;

stoffen al formules zien staan zoals NaCl en CaCl2 of K2S. Dat zijn symbolen van

elementen, waar soms een getal als subscript bij staat. Wat betekenen die? En waarom staat bij sommige symbolen geen getal?

Al die stoffen zijn ionverbindingen, want ze

L wat een ionbinding is;

Je hebt misschien op het etiket van sommige

L hoe een ionverbinding wordt voorgesteld;

Zoals de naam doet vermoeden, vormen de metalen en niet-metalen ionen. Maar wat

houdt die ionen samen? We zoeken het uit.

L de formule-eenheid van een ionverbinding opstellen.

zijn opgebouwd uit metalen en niet-metalen.

2.1 De ionbinding

OPDRACHT 6

Voer de proefjes uit en noteer je waarneming. 1

Blaas een ballon op en houd die boven het haar van een medeleerling.

Waarneming:

Wrijf met de ballon over het haar van een medeleerling (bij voorkeur iemand met lang haar). Verwijder de ballon dan langzaam van het haar.

Waarneming:

Wrijf de ballon nogmaals over het haar van dezelfde leerling en houd hem boven het haar van een

andere leerling. Waarneming:

178

THEMA 05

HOOFDSTUK 2

Door een ballon over haren te wrijven, springen elektronen over van de haren naar de ballon. De ballon wordt zo negatief geladen en de haren

positief geladen. De ballon trekt de haren aan door de aantrekkingskracht

tussen tegengestelde ladingen. De haren stoten elkaar onderling af en klitten niet samen door de afstotingskracht tussen gelijke ladingen.

In het eerste en het derde deel van de proef zijn de haren of de ballon niet geladen, waardoor er geen aantrekking tussen beide is.

Wanneer een metaal met een niet-metaal een binding maakt, zal het metaal één of meerdere elektronen overdragen aan het niet-metaal. Zo ontstaan

positieve en negatieve ionen. Metalen en niet-metalen werken dus samen om de edelgasconfiguratie te bereiken. Metalen kunnen het makkelijkst

één of meerdere elektronen ‘missen’, de niet-metalen willen die er graag bij.

Eens de ionen gevormd zijn, zorgen de elektrostatische aantrekkingskrachten tussen de tegengesteld geladen ionen voor een sterke ionbinding tussen de ionen.

Wanneer een ion gevormd wordt, krijgt een metaal het woord

ion achter zijn naam: natrium wordt zo bijvoorbeeld het natriumion.

Een niet-metaal krijgt de uitgang ‘ide’+ ‘ion’ achter zijn stamnaam: chloor wordt zo het chloride-ion. Bij de elementen stikstof, zuurstof en zwavel

krijgt het ion een aparte naam: we spreken dan respectievellijk over het

nitride-ion, het oxide-ion en het sulfide-ion.

Afb. 57 Vorming van een ionbinding tussen natrium en chloor. Natrium staat een elektron af aan chloor. Daardoor ontstaat een positief natriumion en negatief chloride-ion, die beide de edelgasconfiguratie hebben.

Bekijk de video over de ionbinding tussen een natriumion en chloride-ion.

BEKIJK DE VIDEO

De ionbinding houdt positieve metaalionen en negatieve niet-metaalionen bij elkaar. Ze is het gevolg van de elektrostatische aantrekking tussen tegengestelde ladingen.

THEMA 05

HOOFDSTUK 2

179

2.2 De formule-eenheid van ionverbindingen

We weten nu dat metalen en niet-metalen een ionbinding vormen. Maar in

welke verhouding gebeurt dat en wat bepaalt die verhouding? Hoe stellen we de stof dan voor?

Bouw je eigen keukenzoutkristal.

OPDRACHT 7

Je krijgt van je leerkracht een set lego- of duploblokken in twee kleuren, die de positieve natriumionen en

negatieve chloride-ionen voorstellen. Je weet inmiddels dat positieve ionen de negatieve aantrekken en dat gelijksoortige ladingen elkaar afstoten. Gebruik de stenen om samen met een klasgenoot een ‘zoutkristal’ te bouwen. De basis moet bestaan uit 3 x 4 stenen en elke laag moet volledig zijn. Er mogen geen stenen overblijven. Maak hier je tekening.

Hoeveel stenen van elke kleur gebruikte jij?

Kleur 1:

Bereken de verhouding van de aantallen van beide stenen. aantal stenen kleur 1

aantal stenen kleur 2

Hoeveel stenen van elke kleur gebruikte de andere leerling?

Kleur 1:

Kleur 2:

Bereken de verhouding van de aantallen van beide stenen. aantal stenen kleur 1 aantal stenen kleur 2

Wat stel je vast over de verhouding van de stenen van de ene kleur ten opzichte van de andere kleur?

180

Kleur 2:

THEMA 05

HOOFDSTUK 2

Proficiat, je hebt zopas je eerste ionrooster gebouwd! Als gevolg van de

elektrostatische aantrekkingskracht tussen positieve en negatieve ionen, rangschikken ionen zich op een regelmatige manier. Die regelmatige

rangschikking van positieve en negatieve ionen, samengehouden door

ionbindingen, noemen we een ionrooster. Een zoutkristal is opgebouwd uit

een ionrooster. Hoeveel positieve ionen en negatieve ionen aanwezig zijn in

het ionrooster, hangt af van de grootte van het ionrooster, maar zelfs in een

klein ionrooster zijn het er snel vele miljarden. De kleinste verhouding waarin de metaal- en niet-metaalionen voorkomen in het rooster, ligt echter vast. De regelmatige rangschikking van de ionen in het rooster zorgt ervoor dat

het rooster gezien kan worden als een herhaling van een kleinere eenheid.

Die kleinste verhouding van de ionen die zich telkens herhaalt in het rooster, neutraal Na atoom 11e

Na+ ion

11p

verlies van een elektron

10e-

11p

18e-

overdracht van een elektron

noemen we de formule-eenheid of roostereenheid.

17e-

17p+

opname van een elektron

neutraal Cl atoom

17p+

Cl- ion

vast natriumchloride of keukenzout NaCl

Afb. 58 Eén ionverbinding zoals keukenzout bestaat uit miljarden positieve en negatieve ionen in één keukenzoutkristal, gerangschikt in een ionrooster.

Als je het ionrooster van keukenzout of natriumchloride goed bekijkt, dan

zie je dat het is opgebouwd uit steeds wederkerende eenheden die bestaan uit 1 natriumion en 1 chloride-ion.

De formule-eenheid schrijven we door de symbolen van de elementen van

de ionen, vergezeld van een index (getal als subscript geschreven). De index geeft het aantal van elk van de ionen in de kleinste herhalende eenheid

weer. Een index van 1 wordt evenwel niet geschreven. Voor keukenzout wordt dat dus: NaCl.

Stoffen die opgebouwd zijn uit positieve en negatieve ionen die in een ionrooster zijn gerangschikt, noemen we ionverbindingen.

Ionverbindingen zijn stoffen opgebouwd uit positieve en negatieve ionen die afwisselend gerangschikt zijn in een ionrooster.

De ionbinding is de kracht die de ionen samenhoudt. De kleinste herhalende eenheid in het rooster noemen we de formule-eenheid of roostereenheid. Ze wordt voorgesteld door de symbolen van de elementen van de ionen, samen met een index. De index geeft het aantal weer van dat element in de formule-eenheid.

THEMA 05

HOOFDSTUK 2

181

WEETJE

Keukenzout heeft als formule-eenheid NaCl en als chemische naam

natriumchloride. Het wordt gewonnen door zeewater in te dampen of door ontginning uit zoutmijnen. Naast smaakversterker in de keuken

kent natriumchloride veel andere toepassingen, zoals pekelen van

voeding (bewaring), een bestanddeel van blusmiddelen, gebruik in

geneesmiddelen (neusspray) en als strooizout dat onze wegen ijsvrij moet houden.

2.3 De neutraliteitsregel

In keukenzout is het aantal positieve ionen gelijk aan het aantal negatieve ionen. Dat is echter niet in alle ionverbindingen het geval.

OPDRACHT 8

Bekijk de figuur van de zouten natriumjodide en kaliumsulfide. 1

Omcirkel een formule-eenheid in het rooster.

Schrijf de formule-eenheid van deze ionverbindingen.

K+ ion

Na+ ion

S2– ion

I– ion

Formule-eenheid 1:

Formule-eenheid 2:

Hoeveel ionen van elke soort aanwezig zijn in de formule-eenheid is afhankelijk van de lading van de ionen.

De formule van een ionverbinding moet altijd neutraal zijn. We spreken

daarom ook van de neutraliteitsregel: de som van alle positieve en negatieve ladingen moet gelijk zijn aan nul.

182

THEMA 05

HOOFDSTUK 2

Natriumjodide bestaat uit natriumionen en jodide-ionen. De natriumionen dragen een lading 1+ en de jodide-ionen een lading 1–. De lading van 1 natriumion neutraliseert de lading van 1 jodide-ion, daarom is de

formule-eenheid NaI. Kaliumsulfide bestaat uit kaliumionen en sulfide-ionen. De kaliumionen dragen een lading 1+. Er zijn 2 kaliumionen nodig om de lading van het sulfide-ion (2–) te ‘neutraliseren’. Daarom is de

formule-eenheid K2S. Opmerking: We zouden ook kunnen redeneren dat

4 kaliumionen nodig zijn om de lading van 2 sulfide-ionen te ‘neutraliseren’, maar bij het schrijven van de formule-eenheid werken we steeds met de

OPDRACHT 9

kleinst mogelijke verhouding.

Schrijf de formule-eenheid van een aantal ionverbindingen. Vul de tabel aan. Stof

zinksulfide natriumbromide kaliumoxide magnesiumsulfide aluminiumfluoride

Mg Al Al

S F

aluminiumoxide

Ionen

Formule-eenheid

calciumoxide

Elementen

Om te bepalen welke indexen geschreven worden in een formule-eenheid

gebruiken we de neutraliteitsregel: de som van de lading van de positieve ionen en negatieve ionen moet aan elkaar gelijk zijn. Die indexen worden

in de kleinst mogelijke verhouding geplaatst. De index ‘1’ wordt niet geschreven.

` Maak oefening 7 op p. 200.

THEMA 05

HOOFDSTUK 2

183

samenstelling van de ATMOSFEER

HOOFDSTUK 3

Hoe wordt een atoombinding gevormd?

zuurstofgas

20.95%

zuurstofgas

vormen omdat ze streven naar de edelgasconfiguratie;

L aanduiden dat tussen twee niet-metalen atoombindingen worden gevormd;

L aangeven dat niet-metalen elektronen willen opnemen.

Je leert nu:

stikstofgas

L beschrijven dat atomen verbindingen

Onze atmosfeer bestaat uit 78 % stikstofgas (N2),

21 % zuurstofgas (O2) en 0,03 % koolstofdioxide (CO2).

Al die stoffen zijn opgebouwd uit niet-metalen. Stoffen die uitsluitend uit niet-metalen zijn

L hoe een atoombinding wordt gevormd;

opgebouwd, noemen we atoomverbindingen. Je hebt

L hoe een molecule wordt voorgesteld door

al geleerd dat niet-metalen elektronegatief zijn en

een molecuulformule;

de edelgasconfiguratie willen bereiken door extra

L hoe we moleculen voorstellen door een

elektronen op hun buitenste schil op te nemen. Maar

hoe kunnen twee niet-metalen, die allebei elektronen willen opnemen, de edelgasconfiguratie bereiken?

structuurformule.

3.1 De atoombinding

Om te begrijpen hoe niet-metalen elkaar helpen om de edelgasconfiguratie te bereiken, kijken we even naar waterstofgas, dat opgebouwd is uit twee

waterstofatomen. Beide waterstofatomen hebben 1 elektron op de eerste (en tevens enige) schil en streven naar een volledig bezetting van de buitenste schil: 2 elektronen.

Beide waterstofatomen willen echter een elektron opnemen en geen van beide atomen is bereid om elektronen over te dragen. De twee

waterstofatomen kunnen de edelgasconfiguratie bereiken door een

gemeenschappelijk elektronenpaar te vormen. Deze twee elektronen worden gedeeld en kunnen nu bij beide atomen gerekend worden, waardoor de buitenste schil van de beide waterstofatomen volledig is gevuld.

Afb. 59 Vorming van een molecule H2: een atoombinding ontstaat door het gemeenschappelijk stellen van een elektronenpaar.

THEMA 05

xenon neon waterstofgas krypton koolstofdioxide

78.08%

Je kunt al:

184

Argon

Ar 0.000009 % 0.0018 % 0.0005 % 0.0001 % 0.038 %

LEERDOELEN

0.93%

HOOFDSTUK 3

CO2

Dit gemeenschappelijk elektronenpaar wordt de atoombinding of de

covalente binding genoemd. Ze wordt voorgesteld door een streepje tussen beide atomen: het bindend elektronenpaar.

Deeltjes van een stof opgebouwd uit niet-metalen die door atoombindingen aan elkaar gebonden zijn, vormen samen een apart deeltje: het zijn

individuele moleculen. Bij een ionverbinding spreken we niet over moleculen, omdat de ionen niet uniek aan elkaar gelinkt zijn maar een steeds herhalende eenheid in een rooster vormen. WEETJE De naam ‘covalente binding’ komt van het Latijnse ‘co’ en ‘valere’:

samen van tel zijn, gelijkwaardig zijn. Het slaat dus op het feit dat de twee gemeenschappelijke elektronen de atomen stevig aan

elkaar binden. In sommige boeken of bronnen gebruikt men vooral

de naam ‘covalente binding’, in andere hanteert men het synoniem ‘atoombinding’. Je zorgt er dus best voor dat je ze beide goed kent.

Omdat er maar één atoombinding tussen twee atomen zit, spreken we van

een enkelvoudige atoombinding. De voorstelling van de manier waarop de

atomen aan elkaar gebonden zijn, noemen we de structuurformule.

Andere elementen, zoals zuurstof, streven naar een edelgasconfiguratie met 8 elektronen op de buitenste schil. De molecule zuurstofgas is opgebouwd

uit 2 atomen O. Je zag al dat het element zuurstof 6 elektronen heeft op de buitenste schil, waarvan 2 ongepaarde elektronen. Je leerde al in thema 4

hoe de elektronen verdeeld worden over het symbool van het element: eerst

individueel, vanaf het vijfde elektron als een paar. Om aan 8 elektronen te geraken op de buitenste schil, zal elk ongepaard elektron van een

zuurstofatoom een bindend elektronenpaar vormen met een ongepaard

elektron van het andere zuurstofatoom. Zo ontstaat in de structuurformule een dubbele atoombinding tussen beide atomen.

Afb. 60 De vorming van een molecule zuurstofgas

Atomen van het element stikstof beschikken over 3 ongepaarde elektronen

en 1 vrij elektronenpaar op hun buitenste schil. In een molecule opgebouwd uit 2 stikstofatomen zal elk ongepaard elektron van een stikstofatoom

een bindend elektronenpaar vormen met een ongepaard elektron van het andere stikstofatoom. Zo ontstaat een drievoudige atoombinding in de structuurformule.

Afb. 61 De vorming van een molecule stikstofgas

N THEMA 05

N HOOFDSTUK 3

185

Koolstofdioxide (CO2), een belangrijk broeikasgas in de atmosfeer, bestaat uit

twee soorten niet-metalen: 2 zuurstofatomen en 1 koolstofatoom.

De zuurstofatomen hebben elk 6 elektronen op de buitenste schil, waarvan 2 ongepaard. Het koolstofatoom heeft 4 ongepaarde elektronen in de buitenste schil. Door het vormen van gemeenschappelijke bindende

elektronenparen kan elk atoom ook de edelgasconfiguratie bereiken.

In deze moldecule heeft elk zuurstofatoom nog 2 vrije elektronenparen. Afb. 62 De vorming van een molecule CO2

Merk op dat we gaandeweg een elektronenpaar voorstellen door een streepje in plaats van twee bolletjes naast elkaar te tekenen. Een stof enkel opgebouwd uit niet-metalen noemen we een

atoomverbinding. De bindingen die de niet-metalen aan elkaar binden,

worden atoombindingen of covalente bindingen genoemd. Een atoombinding ontstaat door de vorming van een gemeenschappelijk elektronenpaar. Tussen twee atomen kunnen enkelvoudige, dubbele of drievoudige

atoombindingen voorkomen. De structuurformule geeft aan op welke manier

OPDRACHT 10

de atomen in een molecule aan elkaar gebonden zijn.

Teken de structuurformule van de moleculen.

TIP

Vul in de tabel aan hoeveel atoombindingen je in elk van de moleculen aantreft.

waterstofsulfide (H2S)

stof

Wil je de notatie met

de lewisstructuur opfrissen? Scan de QR-code.

BEKIJK DE PDF

chloorgas (Cl2)

water (H2O)

structuurformule

aantal atoombindingen stof

methaangas (CH4)

ammoniak (NH3)

structuurformule

aantal atoombindingen

186

THEMA 05

HOOFDSTUK 3

waterstofchloride (HCl)

OPDRACHT 11

DOORDENKER

Teken de structuurformule van de moleculen. Vul in de tabel aan hoeveel atoombindingen je in elk van de moleculen aantreft. zwavelmonoxide (SO)

stof

fosfortrichloride (PCl3)

tetra (CCl4)

aantal atoombindingen

structuurformule

3.2 De molecuulformule van atoomverbindingen

Moleculen zijn opgebouwd uit meerdere atomen van niet-metalen

die verbonden zijn door een atoombinding. Maar hoe stellen we een

atoomverbinding voor met een formule?

OPDRACHT 12

Bepaal de bouw van een atoomverbinding.

Bekijk hieronder de voorstellingen van de stof mierenzuur (een kleurloze stof die zuur smaakt), glucose (een witte, vaste stof die zoet smaakt) en keukenzout. Beantwoord de vragen. H

Cl Na Cl Na Cl Na Cl Na

Na Cl Na Cl Na Cl Na Cl Cl Na Cl Na Cl Na Cl Na Na Cl Na Cl Na Cl Na Cl

Na Cl Na Cl Na Cl Na Cl H

Afb. 63 Mierenzuur

Cl Na Cl Na Cl Na Cl Na

Afb. 64 Glucose

Cl Na Cl Na Cl Na Cl Na Na Cl Na Cl Na Cl Na Cl Afb. 65 Keukenzout

Welke stof of welke stoffen zijn atoomverbindingen?

Welke stof is een ionverbinding?

THEMA 05

HOOFDSTUK 3

187

Wat stel je vast als je de bouw van een atoomverbinding vergelijkt met een ionverbinding?

Vul in de tabel aan hoeveel atomen van elk element zich in een stofeenheid mierenzuur en glucose

bevinden. Mierenzuur

aantal atomen van elk element

WEETJE

elementen

Glucose

Als mieren bedreigd worden, proberen ze een wondje te bijten in hun belager, waar ze dan met hun achterlijf mierenzuur in spuiten. Dat is pijnlijk, want mierenzuur is een corrosieve stof. Ook andere organismen zoals bijen, wespen, hommels en brandnetels

gebruiken dat zuur ter verdediging.

De moleculen van mierenzuur en glucose zijn beide opgebouwd uit de

elementen koolstof, waterstof en zuurstof, maar ze bevatten een verschillend aantal atomen. De samenstelling van een molecule wordt weergegeven door de molecuulformule. De molecuulformule geef je weer door de symbolen

van de elementen te noteren, samen met een index: zo krijgt de formule een kwalitatief en een kwantitatief aspect.

De index is het getal dat weergeeft hoeveel atomen van elk element

aanwezig zijn in 1 molecule. Ze wordt rechts onder het symbool van het

element genoteerd.

De molecuulformule van een atoomverbinding ziet er gelijkaardig uit als

de formule-eenheid van een ionverbinding. De formule-eenheid geeft echter de verhouding tussen de elementen weer in het ionrooster (bv. NaCl), terwijl

de moleculeformule de werkelijke samenstelling weergeeft van één molecule van de stof (bv. H2O).

Een stof waarvan een molecule bestaat uit x atomen van element A, y atomen van element B en z atomen van element C, stellen we dus voor als AxByCz.

TIP Net zoals bij de formule-eenheid van ionverbindingen, wordt het getal 1 als index niet geschreven.

188

THEMA 05

HOOFDSTUK 3

Atoomverbindingen zijn stoffen opgebouwd uit moleculen. Moleculen bestaan

uit een welbepaalde combinatie van twee of meer atomen die tot verschillende atoomsoorten kunnen behoren. De molecuulformule bestaat uit de symbolen van de atoomsoorten die ze bevat, vergezeld van een index die het aantal atomen van elke atoomsoort weergeeft. OPDRACHT 13

Schrijf de molecuulformule van atoomverbindingen. Noteer de molecuulformules van de stoffen in de tabel.

Aantal atomen van verschillende atoomsoorten in de molecule 8 zwavelatomen

Molecuulformule

2 waterstofatomen, 1 zwavelatoom, 4 zuurstofatomen

1 waterstofatoom, 1 stikstofatoom, 3 zuurstofatomen

6 koolstofatomen, 8 waterstofatomen, 7 zuurstofatomen

2 joodatomen

Schrijf met behulp van de gegeven structuren de molecuulformule van paracetamol (pijnstiller) en cafeïne (blauw = stikstof; rood = zuurstof; zwart = koolstof; wit = waterstof). Molecuulformule:

Molecuulformule: H

N H

C H

Afb. 66 Paracetamol

H Afb. 67 Cafeïne

THEMA 05

HOOFDSTUK 3

189

De moleculen van een vaste stof, zoals glucose, kunnen zich ook ordenen in een rooster. Een dergelijk rooster noemen we een molecuulrooster.

Bij atoomverbindingen kunnen ook zogenaamde atoomroosters voorkomen, zoals bij koolstof. Doordat koolstof over 4 ongepaarde valentie-elektronen beschikt, kunnen miljarden koolstofatomen zich met elkaar verbinden tot

twee- of driedimensionale netwerken (op elk ‘knooppunt’ van het netwerk bevindt zich dan een koolstofatoom).

Koolstof komt in de natuur als vaste, enkelvoudige stof in twee

verschijningsvormen voor: grafiet en diamant. Grafiet bestaat uit een

opeenstapeling van tweedimensionale netwerken, waarin elk koolstofatoom gebonden is aan 3 andere. Diamant bestaat uit een driedimensionaal

netwerk waarin elk koolstofatoom gebonden is aan 4 andere.

Grafiet

Diamant

WEETJE

Het verschijnsel dat van een enkelvoudige, vaste stof verschillende verschijningsvormen bestaan, noemen we allotropie.

De verschijningsvormen noemen we allotropen. Zo zijn diamant en grafiet allotropen van koolstof.

Bij vaste stoffen die uit moleculen zijn opgebouwd, zijn de moleculen op een regelmatige manier gerangschikt in een molecuulrooster.

Sommige elementen, zoals koolstof, vormen enkelvoudige stoffen en kunnen atoomroosters vormen. In een atoomrooster zijn een groot aantal atomen

met atoombindingen verbonden tot twee- of driedimensionale netwerken.

` Maak oefening 8, 9 en 10 op p. 201-203.

190

THEMA 05

HOOFDSTUK 3

HOOFDSTUK 4

Hoe wordt een metaalbinding gevormd? Je kunt al:

LEERDOELEN

L beschrijven dat atomen streven naar de edelgasconfiguratie; L beschrijven hoe tussen een metaal en een niet-metaal een ionbinding wordt gevormd;

L beschrijven hoe tussen twee niet-metalen atoombindingen worden gevormd;

L aangeven dat metalen elektropositief zijn. Je leert nu:

In films zie je soms nog hoe een smid met een hamer en aambeeld een

gloeiend hete staaf tot een zwaard

klopt. Maar in tegenstelling tot een stuk glas, splijt het metaal niet.

L hoe metaalatomen in een metaal als stof gebonden zijn;

IJzer moet je smeden als het heet is.

L de eigenschappen van enkele metalen te verklaren aan de hand van hun bouw.

Hoe komt dat? En waarom draagt

een smid die metaal bewerkt altijd dikke handschoenen?

4.1 De metaalbinding

Metaalatomen hebben maar een beperkt aantal elektronen op hun

buitenste schil. Metalen proberen de edelgasconfiguratie te bereiken door de elektronen van hun buitenste schil af te staan. Daarom zijn metalen elektropositief. Maar hoe kunnen meerdere metaalatomen met elkaar

binden, als alle atomen hun elektronen willen afstaan?

Bij kamertemperatuur hebben bijna alle metalen de vaste aggregatietoestand. In de vaste aggregatietoestand zijn metaalatomen op een

regelmatige manier gerangschikt in een metaalrooster en ze geven daarbij de

vrij bewegende elektronen die tot geen enkel metaalion behoren positieve metaalionen

Afb. 68 Een metaalrooster is opgebouwd uit positieve metaalionen en een zee van vrij bewegende elektronen.

elektronen van hun buitenste schil af. Het metaalrooster is dus opgebouwd uit positieve metaalionen met daartussen een zee van elektronen. Die

elektronen kunnen zich vrij tussen de positieve metaalionen bewegen en

vormen als het ware een lijm die alles in het metaalrooster stevig bij elkaar houdt. Er zijn sterke elektrostatische krachten tussen de negatieve en

positieve ladingen in het metaalrooster, de coulombkrachten, die het geheel bij elkaar houden: de metaalbinding. Die metaalbinding is een zeer sterke binding.

Vaste metalen als zuivere stof zijn opgebouwd uit miljarden ionen van

eenzelfde atoomsoort. De formule van een dergelijke stof stellen we voor door het symbool van de atoomsoort.

THEMA 05

HOOFDSTUK 4

191

WEETJE

Het Atomium is een van de gekendste monumenten in Brussel.

Het werd in 1958 gebouwd in het kader van de Wereldtentoonstelling in Brussel (Expo 58). De metalen constructie bestaat uit 9 bollen en stelt de herhalende eenheid van het metaalrooster van ijzer voor

(weliswaar 165 miljard keer vergroot). De bollen zijn van aluminium

gemaakt omdat aluminium beter bestand is tegen verwering (corrosie) dan staal. Hoewel het de bedoeling was om de constructie na zes

maanden af te breken, besloot men ze te laten staan omwille van haar

populariteit.

TIP

De betekenis van de naam of het symbool van een atoomsoort kan verschillen naargelang de context:

‘Een dakgoot is gemaakt uit zink’: hier bedoelt men de stof zinkmetaal.

•

• •

‘Zink heeft 2 elektronen op de buitenste schil’: hier bedoelt men het element of de atoomsoort zink, namelijk alle zinkatomen.

‘Zink draagt twee elektronen over aan chloor’: hier bedoelt men dat 1 atoom zink 2 elektronen afstaat.

Metalen in vaste aggregatietoestand bestaan uit een metaalrooster.

In een metaalrooster bevinden zich positieve metaalionen en een zee

van vrij bewegende elektronen, afkomstig van de buitenste schil van de

metaalatomen. De aantrekkingskrachten tussen de positieve ionen en de vrij bewegende elektronen vormen de metaalbinding. De metaalbinding is een sterke binding. De formule van een metaal als zuivere stof bestaat uit het symbool van het metaal. TIP Ontdek meer over de roosters en hun toepassingen via de ontdekplaat bij het onlinelesmateriaal.

192

THEMA 05

HOOFDSTUK 4

4.2 Verklaring van de eigenschappen van metalen

Veel specifieke eigenschappen van metalen die je in thema 4 zag, kunnen nu verklaard worden op basis van hun bouw.

Metalen zijn goede geleiders van elektriciteit. Elektriciteit is namelijk de

beweging van geladen deeltjes, en in een metaalrooster kunnen elektronen WEETJE

vrij bewegen.

Alle metalen zijn goede geleiders van elektriciteit, maar in

elektrische leidingen gebruikt men vrijwel uitsluitend het

metaal koper. Dat heeft vooral te maken met een combinatie van gunstige eigenschappen.

Niet alleen geleidt koper de elektriciteit zeer goed, het kent ook een lage warmtevervorming en is vrij goed bestand tegen ongunstige

omgevingsinvloeden (vocht, industriële vervuiling …). Bovendien is

koper hard en tegelijkertijd plooibaar. Een gebroken of doorgesneden draad kan ook gemakkelijk hersteld worden door de uiteinden aan elkaar te solderen of smelten.

Metalen zijn goede geleiders van warmte. Wanneer een stof opwarmt,

beginnen deeltjes (atomen, ionen of moleculen) harder te trillen. Door

botsingen wordt de warmte-energie doorgegeven aan naburige atomen of

ionen. Doordat in een metaalrooster de metaalionen zeer dicht opeen zitten, verspreidt de warmte zich snel. Maar doordat de elektronen – die ook warmte-energie kunnen opnemen – vrij kunnen bewegen tussen de

metaalionen, gebeurt de warmtegeleiding sneller dan bij de meeste andere stoffen.

Nu weet je waarom een smid dikke handschoenen draagt! Bekijk de video over warmtegeleiding bij metalen.

BEKIJK DE VIDEO

WEETJE Een metalen staaf die in je kamer ligt, voelt koud aan als je ze

vastneemt. Die metalen staaf heeft nochtans dezelfde temperatuur als de omgeving (bv. 20 °C). Maar als je ze vastneemt met de blote hand, zal ze de warmte van je huid verspreiden, waardoor je hand lokaal een beetje afkoelt.

THEMA 05

HOOFDSTUK 4

193

De hoge massadichtheid (massa per volume-eenheid) van metalen is een gevolg van de zeer dichte, compacte stapeling van de metaalionen in het rooster.

De meeste metalen hebben een hoog smeltpunt en kookpunt, omdat de metaalbinding een sterke binding is. Het kost dus veel energie om de metaalbindingen in een rooster te verbreken.

Metalen zijn gemakkelijk vervormbaar omdat ze allemaal zijn opgebouwd uit positieve ionen. De positieve ionen kunnen ten opzichte van elkaar

verschuiven en elkaars plaats innemen zonder dat ze elkaar afstoten, wat ervoor zou zorgen dat het rooster breekt of splijt.

Bekijk deze boeiende video over metalen.

BEKIJK DE VIDEO

Afb. 69 Metaalbindingen: metalen zijn gemakkelijk vervormbaar omdat de ionen elkaars plaats kunnen innemen.

Doordat alle metalen opgebouwd zijn uit positieve metaalionen, kunnen

de metaalionen van de ene atoomsoort zich schikken in een metaalrooster van een andere atoomsoort. Zo ontstaan legeringen, zoals je al weet uit

thema 2. Brons is bijvoorbeeld een legering van tin en koper. Als de atomen van de atoomsoorten niet even groot zijn, zijn de ionen minder regelmatig

geordend. Daardoor is het moeilijker om lagen metaalionen te verschuiven, waardoor de legering sterker is dan de zuivere metalen (zie afbeelding 69).

Legeringen worden dus gemaakt om bepaalde minder goede eigenschappen

te verbeteren.

194

THEMA 05

HOOFDSTUK 4

Afb. 70 Een legering is een mengsel van twee metalen. Als de ionen van de twee atoomsoorten niet even groot zijn, is de rangschikking van de ionen minder regelmatig. Zo kunnen lagen van ionen minder goed schuiven ten opzichte van elkaar.

Heel wat eigenschappen van metalen, zoals geleidbaarheid van elektriciteit

en warmte, massadichtheid, hoog smelten kookpunt, vervormbaarheid en de vorming van legeringen, kunnen verklaard worden op basis van de bouw van

metalen.

` Maak oefening 11 t/m 13 op p. 204.

THEMA 05

HOOFDSTUK 4

195

THEMASYNTHESE

Behalve de edelgassen, zijn stoffen verbindingen van meerdere atomen die ontstaan omdat atomen of elementen streven naar de edelgasconfiguratie. In een verbinding zijn atomen of ionen gebonden door een bepaald type binding.

In een stof samengesteld uit metaal en niet-metaal, staat het metaal één of meerdere elektronen af aan het niet-metaal. Zo ontstaan positieve en negatieve ionen. Door de elektrostatische aantrekkingskracht tussen

tegengesteld geladen ionen ontstaat een ionbinding. Door de regelmatige rangschikking van ionen ontstaat een ionrooster dat miljarden ionen bevat.

Een ionverbinding stellen we voor met de formule-eenheid: dat is de kleinste verhouding van de positieve en

negatieve ionen. Het is tevens het kleinste neutrale groepje van ionen in het rooster. Om te bepalen welke indexen geschreven worden in de formule-eenheid, gebruiken we de neutraliteitsregel.

Als een stof opgebouwd is uit niet-metalen zijn de atomen verbonden door gemeenschappelijke elektronenparen.

Die gemeenschappelijke elektronenparen vormen de atoombindingen of covalente bindingen. Tussen twee atomen van niet-metalen kan een enkelvoudige, tweevoudige of drievoudige atoombinding worden gevormd.

Meestal bestaat een atoomverbinding uit moleculen: deeltjes die opgebouwd zijn uit een welbepaald aantal

verbonden atomen. De molecuulformule geeft de aard en het aantal (met een index) van elke atoomsoort in de

molecule weer. De structuurformule geeft weer welke atomen aan elkaar gebonden zijn. Sommige enkelvoudige stoffen, zoals grafiet en diamant, bestaan uit een groot aantal atomen die verbonden zijn in een netwerk: een atoomrooster.

Een metaal in vaste aggregatietoestand is opgebouwd uit een metaalrooster van positieve metaalionen met

daartussen elektronen – afkomstig van de buitenste schil van de metaalatomen – die zich vrij kunnen bewegen.

De aantrekking tussen de vrij bewegende elektronen en de metaalionen vormt de metaalbinding. Heel wat typische

eigenschappen van metalen, zoals geleidbaarheid van warmte, elektriciteit, massadichtheid, vervormbaarheid, hoog smeltpunt en het vormen van legeringen, zijn te verklaren aan de hand van de bouw van metaalroosters.

Maak zelf een schema.

196

THEMA 05

THEMASYNTHESE

BEKIJK KENNISCLIP

CHECKLIST

NOG OEFENEN

1 Begripskennis • •

•

• •

•

Ik kan beschrijven wat het verschil is tussen een binding en een verbinding.

Ik kan bepalen in welke gevallen een ionbinding, atoombinding of metaalbinding wordt gevormd.

Ik kan aangeven dat een atoombinding bestaat uit een gemeenschappelijk

elektronenpaar.

Ik kan een onderscheid maken tussen enkelvoudige, dubbele of drievoudige binding.

Ik kan beschrijven wat een ionbinding, atoombinding en metaalbinding is.

Ik kan de bouw van een ionverbinding, atoomverbinding en metaalverbinding

beschrijven.

Ik kan de bouw van een ionverbinding, atoomverbinding en metaalverbinding met

elkaar vergelijken.

2 Onderzoeksvaardigheden

• •

•

Ik kan bepalen of een stof een ionverbinding, atoomverbinding of metaalverbinding is.

Ik kan de formule-eenheid in een ionrooster aanduiden.

Ik kan de neutraliteitsregel gebruiken om de formule-eenheid van een

ionverbinding te schrijven.

•

Ik kan de formule-eenheid van een ionverbinding en de molecuulformule van een atoomverbinding schrijven.

invullen bij je Portfolio.

` Je kunt deze checklist ook op

THEMA 05

CHECKLIST

197

CHECK IT OUT

Alle beetjes helpen! Net zoals mensen elkaar kunnen helpen, doen atomen dat ook. Alle atomen streven een volledige bezette buitenste schil na.

Denk even terug aan de drie situaties in de CHECK IN. Over welk soort bindingen gaat het daar? Vul aan. Situatie 1

schil helpen atomen met een bijna volledige

bezette buitenste schil, door elektronen naar hen over te dragen. Zo gaf in het voorbeeld op p. 172 Kalvin zijn dekentje af aan Fleur, net zoals een kalium een elektron overdraagt aan fluor. Soort binding: Situatie 2

Atomen met weinig elektronen op hun buitenste

Twee atomen die elk een bijna volledig bezette

buitenste schil hebben, zullen elkaar helpen door elektronen met elkaar te delen. Net zoals Jody en

Jodi een deken delen om het warm te krijgen, gaan twee jood-atomen elektronen delen.

Soort binding: Situatie 3

Twee atomen met weinig elektronen op hun

buitenste schil, staan beide hun elektronen af.

Die elektronen bewegen vrij van het ene ion naar

het andere, en het ‘spel’ van de elektronen houdt alles samen.

Soort binding:

Een metaal en een niet-metaal vormen een ionbinding, waarbij het metaal één of meer elektronen

afstaat en een positief ion vormt; terwijl het niet-metaal die extra elektronen opneemt en een negatief ion vormt, zo konden ook Kalvin en Fleur elkaar helpen. Twee niet-metalen delen een elektronenpaar en gaan een atoombinding aan, net als Jodi en Jody. Metaalatomen kunnen ook onderling een

metaalbinding aangaan door alle positieve metaalionen te vormen, net als Ali en Allison deden.

198

THEMA 05

CHECK IT OUT

AAN DE SLAG

Vul de tabel aan om een overzicht te maken van de bouw van stoffen. Kies uit:

enkelvoudig – mono-atomisch – verbinding – samengesteld – 1 / >1

Opgelet! sommige begrippen kun je meermaals gebruiken. Aantal atomen

Stof

Aantal verschillende atomen

Stof

Welk soort binding zal gevormd worden tussen een verbinding die is opgebouwd uit de elementen in de tabel? Omcirkel het juiste antwoord.

Symbolen van de opbouwende elementen in de verbinding K Br

Soort binding

ionbinding - atoombinding - metaalbinding

ionbinding - atoombinding - metaalbinding ionbinding - atoombinding - metaalbinding

ionbinding - atoombinding - metaalbinding

Cu Sn

ionbinding - atoombinding - metaalbinding

Mg O

ionbinding - atoombinding - metaalbinding

Na Cl NO

Sn Pb HF

Zn Al Mg Cu Au Ag

Welke soort binding is aanwezig in de stoffen? Vul de juiste kolom aan.

ionbinding - atoombinding - metaalbinding

Ionbinding

KBr – Mg – Al2O3 – MgF2 – Fe – BaI2 – propaan (C3H8) – Na2S – zwaveldioxide (SO2) – Cu – N2O – S8 – H2O – Zn Atoombinding

Metaalbinding

THEMA 05

AAN DE SLAG

199

Tussen welke atomen ontstaat een atoombinding? C&H

Na & Br C & Fe H&O

S & Cl

Zn & Cu

Welke bindingen treffen we aan in een deeltje SO3? atoombindingen

metaalbindingen ionbindingen

Schrijf de formule-eenheid van de ionverbindingen. Stof

Elementen

aluminiumsulfide magnesiumjodide

calciumbromide

lithiumjodide

magnesiumchloride natriumoxide

natriumfluoride

lithiumbromide kaliumsulfide

Formule-eenheid

bariumoxide

Ionen

Plaats de juiste formule bij elke stof. Je kunt thuis online zoeken of in de klas kijken in brochures/boeken

of op de etiketten van flessen of verpakkingen. C6H14 H2O2

Stof

dijood

ethanol glucose hexaan ozon 200

THEMA 05

AAN DE SLAG

Te gebruiken formules

C12H22O11

C6H12O6

H2SO4

HCl

Formule

O3 I2

CH4 Stof

C2H5OH

sucrose

waterstofperoxide

zwavelzuur

water

zoutzuur

H2O O3

Formule

Schrijf de molecuulformule van de stoffen. (grijs/zwart = C; rood = O; blauw = N; wit = H)

H C

H O

P H

O H

H THEMA 05

AAN DE SLAG

201

Vul de tabel aan met de structuurformule en geef aan hoeveel atoombindingen er in elke verbinding of molecule zitten. stof

waterstofsulfide (H2S)

chloorgas (Cl2)

waterstofchloride (HCl)

structuurformule

stof

zwaveldichloride (SCl2)

fosfortrichloride (PCl3)

tetra (CCl4)

structuurformule

stof

waterstoffluoride (HF)

zuurstofdifluoride (OF2)

methanal (H2CO)

aantal atoombindingen

structuurformule

aantal atoombindingen stof

azijnzuur (CH3COOH)

ethyn (C2H2)

structuurformule

aantal atoombindingen

202

THEMA 05

AAN DE SLAG

Los het kruiswoordraadsel op. Let op: gebruik ook begrippen uit de weetjes. Horizontaal

Verticaal

4 7 8

In diamant en grafiet zitten atomen in een ...

Een voorstelling van het aantal atomen van elke soort in een atoomverbinding Elektrostatische aantrekkingskracht

Binding tussen C en H

10 Positief ion

15 Het hebben van een volledig bezette buitenste schil

16 Positieve en negatieve ionen zitten in een ... ionrooster

17 Het verschijnsel dat een enkelvoudige,

vaste stof in meerdere verschijnings- toestanden kan voorkomen

18 Negatief ion

19 Binding tussen Fe en Fe

6 9

Een deeltje dat bestaat uit een welbepaald aantal atomen, die met een atoombindingen aan elkaar hangen

Een schematische voorstelling die weergeeft

welke atomen aan elkaar gebonden zijn in een molecule

Mengsel van twee of meer metalen

Vaste metalen bestaan uit positieve metaalionen

12 Binding tussen Na en F

Alle atomen van eenzelfde soort

die gerangschikt zitten in een ...

11 Kracht die twee atomen/ionen samenhoudt 13 Geladen atoom

14 Geladen deeltjes die vrij bewegen in een metaalrooster

THEMA 05

AAN DE SLAG

203

Verklaar waarom een metaal vervormbaar is als je erop slaat met een hamer, terwijl een ionrooster van een ionverbinding breekt/splijt.

In welke stof zitten deeltjes in een atoomrooster?

ijzermetaal grafiet

diamant CO2

CaI2

Welke formules stellen een structuurformule, molecuulformule of formule-eenheid voor? 1

Ca3N2

Vul de tabel aan.

AIBr3

C57 H120 O6

Structuurformule

204

THEMA 05

AAN DE SLAG

NH3

SOCI2

Molecuulformule

` Verder oefenen? Ga naar

O3 Br

Br K2O C3H4O3

Formule-eenheid

KENMERKEN VAN EEN CHEMISCHE REACTIE

THEMA 06

206

VERKEN

207

` HOOFDSTUK 1: Wat is een chemische reactie?

209

CHECK IN

` HOOFDSTUK 2: Hoe wordt een chemische reactie

genoteerd?

2.1 Reagentia en reactieproducten 2.2 Wet van behoud van atomen

` HOOFDSTUK 3: Welke types chemische reacties zijn er?

` HOOFDSTUK 4: Wat gebeurt er met de massa’s voor

en na een chemische reactie?

` HOOFDSTUK 5: Welk nut hebben chemische reacties

als energiebron?

5.1 Chemische energie 5.2 Exo-energetische reacties 5.3 Endo-energetische reacties

THEMASYNTHESE

213 213 214

220

224

228 228 230 234 239

PORTFOLIO

242

AAN DE SLAG

243

CHECK IT OUT

OEFEN OP DIDDIT

205

CHECK IN

Waarom rijst brood? Als je een brood bakt, is het rijzen van het deeg belangrijk om een luchtig brood te krijgen. Maar wat gebeurt er dan eigenlijk precies? We testen welke reactie/stof ervoor zorgt dat brood rijst. WAT HEB JE NODIG?

balans – erlenmeyer – proefbuis – ballon – maatcilinder – één koffielepel bakpoeder – 10 mL azijn HOE GA JE TE WERK?

Plaats de erlenmeyer, de proefbuis en de ballon (die je eerder al eens opblies) naast elkaar op de balans.

Breng met behulp van de maatcilinder 10 mL azijn in de proefbuis.

3 5 6 7

Breng de balans op nul door te tarreren.

Breng een koffielepel bakpoeder in de erlenmeyer. Plaats de proefbuis in de erlenmeyer.

Plaats de ballon zoals op afbeelding 71 op de erlenmeyer.

Weeg het geheel en noteer de totale massa voor de reactie in de tabel, in de kolom ‘Eigen meting’. WAT VERWACHT JE?

Schrap wat niet past.

Afb. 71

Nadat de stoffen bij elkaar zijn gebracht, zal de gemeten massa lager / gelijk / hoger zijn. WAT GEBEURT ER?

•

Kantel de erlenmeyer, waardoor de azijn in contact komt met het bakpoeder. Je merkt dat er een chemische

•

Verwijder de ballon en leg hem op de balans. Noteer de massa.

Bereken het verschil in massa voor en na de reactie.

•

reactie optreedt. Weeg het geheel en noteer de totale massa na de reactie in de tabel.

•

Verzamel gegevens van twee andere klasgenoten in de derde en vierde kolom. Wat stel je vast?

Meting

massa voor de reactie (g)

massa na de reactie (g)

verschil in massa voor en na de reactie (g)

massa na verwijderen ballon (g) HOE ZIT DAT?

Eigen meting

Meting klasgenoot 1

Meting klasgenoot 2

Welk gas zorgt voor het rijzen van het brood? Misschien kan dit helpen: bakpoeder bevat een stof met formule NaHCO3.

Welke belangrijke wet geldt tijdens een chemische reactie en heb je nu bewezen tijdens deze proef?

•

• • 206

Wat gebeurt er tijdens een chemische reactie?

Welke wetten zijn geldig tijdens een chemische reactie?

Hoe kan een chemische reactie nuttig zijn voor ons? Wanneer vormt ze een probleem?

THEMA 06

CHECK IN

VERKEN

Energiebronnen in de natuur OPDRACHT 1

Wat weet je nog over energiebronnen uit de lessen natuurwetenschappen? 1

Welke energiebron herken je? Vul aan.

Komt de beschikbare energie rechtstreeks uit een chemische reactie? Kruis aan. Energiebron

De beschikbare energie …

komt uit een chemische reactie.

komt niet uit een chemische reactie.

komt uit een chemische reactie.

komt niet uit een chemische reactie.

komt uit een chemische reactie.

komt niet uit een chemische reactie.

komt uit een chemische reactie.

komt niet uit een chemische reactie.

komt uit een chemische reactie.

komt niet uit een chemische reactie.

komt uit een chemische reactie.

komt niet uit een chemische reactie.

THEMA 06

VERKEN

207

Bekijk de applet waarin de verschillende energiebronnen eenvoudig worden voorgesteld.

OPDRACHT 2

BEKIJK DE APPLET

Bekijk de energieomzettingen op de afbeeldingen.

Duid aan welke energieomzetting er plaatsvindt bij de volgende afbeeldingen. Er zijn meerdere antwoorden mogelijk.

stralingsenergie

chloroplast

CO2 + H2O

fotosynthese

C6H12O6 + O2

stralingsenergie  chemische energie chemische energie  stralingsenergie

thermische energie  chemische energie stralingsenergie  thermische energie

ATP

celademhaling mitochondrium

thermische energie

Afb. 72

chemische energie

chemische energie  elektrische energie chemische energie  kinetische energie

thermische energie  chemische energie chemische energie  thermische energie

Afb. 73

208

THEMA 06

VERKEN

Stoffen bezitten chemische energie. Chemische energie kan omgezet worden in andere energievormen, en omgekeerd.

HOOFDSTUK 1

Wat is een chemische reactie? LEERDOELEN Je kunt al: en een samengestelde stof toelichten;

L de formule van zuurstofgas (O2) toelichten.

Je leert nu:

L het principe van een chemische reactie begrijpen;

L een chemische reactie duiden als

gemaakt? Misschien heb je tijdens een koude winteravond

marshmallows gekaramelliseerd of chocolademelk verwarmd? Wist je toen dat je twee verschillende wetenschappen beoefende: chemie en fysica? Je hebt met

andere woorden een chemisch of fysisch proces uitgevoerd. • •

Tijdens een chemisch proces worden nieuwe stoffen gevormd.

Tijdens een fysisch proces worden geen nieuwe stoffen gevormd maar veranderen stoffen eventueel van aggregatietoestand.

een herschikking van atomen.

Heb je met vrienden of familie al eens een kampvuur

L het verschil tussen een enkelvoudige

OPDRACHT 3 DEMO

IJzer en magnesium

Je leerkracht houdt achtereenvolgens een ijzeren spijker en een stukje magnesiumlint met behulp van een klem in de vlam van een bunsenbrander. !

VEILIGHEIDSVOORSCHRIFT

Kijk niet rechtstreeks in de vlam.

Wat neem je waar? Noteer in de tabel.

Waarneming

Afb. 74

Soort proces?

ijzeren spijker

chemisch proces

magnesiumlint

chemisch proces

Is dit een chemisch of een fysisch proces? Kruis aan in de tabel.

fysisch proces fysisch proces

THEMA 06

HOOFDSTUK 1

209

OPDRACHT 4

Beantwoord de vragen. 1

Voer je bij de volgende acties een fysisch of chemisch proces uit? Duid aan en verklaar je antwoord. Actie hout in een kampvuur verbranden

b chocolademelk verwarmen c

marshmallows karamelliseren

chemisch proces fysisch proces

Verklaring

Soort proces

Waarom is ‘marshmallows smelten’ wetenschappelijk niet correct? Leg uit.

OPDRACHT 5 ONDERZOEK Kun je chemische en fysische processen van elkaar onderscheiden? Voer het labo op p. 281 uit.

WEETJE

Je leerde een chemisch proces duidelijk onderscheiden van een fysisch proces. Maar net als andere wetenschappen, hebben

fysica

biofysica

natuurwetenschappen

biologie

chemie en fysica ook verschillende raakvlakken. Zo leerde je in

de vorige thema’s begrippen kennen die ook bij fysica belangrijk

zijn, bv. de relatie elektronen – elektriciteit – geleidbaarheid en de

fysicochemie

coulombkracht.

chemie

biochemie

Ook chemie en biologie staan niet naast elkaar, maar ondersteunen elkaar. Zo is water het belangrijkste oplosmiddel in ons lichaam,

waarin bv. hormonen verplaatst worden naar de organen. Dat leidt

tot overkoepelende vakken in het hoger onderwijs, zoals biochemie, fysicochemie of biofysica.

Denk dus niet in vakjes, maar bundel de wetenschappen tot één geheel. Ook in de industrie werken verschillende wetenschappers samen. In het filmpje kun je zo’n samenwerking zien bij ExxonMobil. Je zult merken dat STEM-vakken een centrale rol spelen in het bedrijf.

Tijdens een chemisch proces ontstaan nieuwe stoffen.

BEKIJK DE VIDEO

Tijdens een fysisch proces worden geen nieuwe stoffen gevormd. De aanwezige stof verandert bv. van aggregatietoestand. 210

THEMA 06

HOOFDSTUK 1

De verandering die bij een chemisch proces plaatsvindt, noemen we een chemische reactie.

In opdracht 3 heb je bij magnesium een verbrandingsreactie uitgevoerd. Een verbranding is een reactie tussen een stof en zuurstofgas (O2). •

Bij de verbranding van een enkelvoudige stof ontstaat er een binding

tussen het atoom van de enkelvoudige stof en de zuurstofatomen van zuurstofgas. Die gevormde stof wordt een oxide genoemd.

CO2

•

Afb. 75

Bij de verbranding van een samengestelde stof zal met elk atoom van de samengestelde stof een oxide gevormd worden. Zo ontstaat bij de

volledige verbranding van methaangas (CH4) koolstofdioxide of CO2 en

water of H2O.

CH4

2 O2

CO2

2 H2O

Afb. 76

Een verbrandingsreactie is een reactie tussen een stof en zuurstofgas

waarbij oxiden gevormd worden.

WEETJE

Tijdens een verbrandingsreactie van een brandstof wordt meestal

koolstofdioxide (CO2) gevormd. We spreken dan van een volledige verbranding. Tijdens een onvolledige verbranding wordt er koolstofmonoxide (CO) gevormd. CO ontstaat door een tekort aan zuurstofgas (O2) in de ruimte: niet alle

koolstofatomen kunnen binden met voldoende zuurstofatomen, waardoor er naast koolstofdioxide (CO2) ook koolstofmonoxide (CO) ontstaat.

Een slecht functionerende schoorsteen of boiler kan aan de basis liggen van de vorming van koolstofmonoxide. In het weerbericht wordt vaak gewaarschuwd

voor koolstofmonoxide- of CO-vergiftiging. Koolstofmonoxide is een geurloos

gas en wordt vaak ‘de stille doder’ genoemd. Om die reden wordt het aangeraden om CO-melders aan te brengen in een woning.

Tijdens een chemische reactie, zoals een verbrandingsreactie, worden de

aanwezige atomen herschikt. Er worden geen atomen extra gevormd en er verdwijnen geen atomen. Er ontstaan nieuwe stoffen met een specifieke formule.

Een chemische reactie wordt genoteerd in een reactievergelijking, waarbij

een eenrichtingspijl aanduidt welke stoffen worden omgezet en welke stoffen worden gevormd. Formules van stoffen mogen niet aangepast worden in een

reactievergelijking. In opdracht 6 leer je hoe je een chemische reactie noteert in een reactievergelijking.

THEMA 06

HOOFDSTUK 1

211

OPDRACHT 6

Stel reactievergelijkingen op. 1

TIP

Denk nog eens terug aan de verbrandingsreactie reactievergelijking uit te schrijven.

Een reactievergelijking wordt genoteerd als

natuurlijk variëren.

van magnesium. Probeer stapsgewijs een

gebruikte stof(fen) → gevormde stof(fen). Het aantal stoffen voor en na de pijl kan

Noteer het symbool voor magnesium.

b Welke chemische stof voeg je toe bij een verbranding? Noteer de formule.

Het witte poeder dat gevormd is, heeft als formule MgO. Schrijf de reactievergelijking op. 2

+ → 2

Je leerkracht herhaalt de verbrandingsreactie van magnesium (demo-opdracht 3) en voegt water toe aan het witte poeder dat gevormd werd tijdens de verbrandingsreactie. a

Na de proef voegt je leerkracht fenolftaleïne toe aan het gevormde product. Noteer je waarneming.

b De kleur die je observeert, wijst op het ontstaan van een basisch milieu. Door het toevoegen van water is immers een nieuwe stof gevormd, magnesiumhydroxide met als formule Mg(OH)2. Schrijf de reactievergelijking op.

→

Noteer nog eens de twee reactievergelijkingen.

Wat stel je vast met betrekking tot de atomen?

Bij de eerste reactievergelijking waren er al cijfers gegeven in de oplossing. Wat is daarvoor de reden,

denk je?

Tijdens een chemische reactie worden de aanwezige atomen herschikt om zo nieuwe stoffen met nieuwe stofeigenschappen te vormen.

Een chemische reactie wordt genoteerd in een reactievergelijking. gebruikte stof(fen) → gevormde stof(fen)

` Maak oefening 1 en 2 op p. 243.

212

THEMA 06

HOOFDSTUK 1

HOOFDSTUK 2

Hoe wordt een chemische reactie genoteerd? LEERDOELEN Je kunt al: herschikt worden ter vorming van nieuwe stoffen;

L toelichten dat tijdens een chemische reactie atomen

L toelichten dat een index in een formule van een chemische stof het aantal atomen van dat element (of van de atoomgroep) in de verbinding weergeeft.

Je leert nu:

L de opbouw van een reactievergelijking begrijpen en de onderdelen aanduiden;

In hoofdstuk 1 heb je geleerd dat de

verandering die plaatsvindt tijdens een

chemisch proces een chemische reactie wordt genoemd. In de opdrachten

L een aflopende reactie herkennen;

L een onderscheid maken tussen een index en een coëfficiënt; L een reactievergelijking in evenwicht brengen door rekening

te houden met behoud van atomen.

heb je telkens een bijhorende

reactievergelijking genoteerd.

Welke onderdelen kun je herkennen in een reactievergelijking?

2.1 Reagentia en reactieproducten

In een reactievergelijking worden de gebruikte stoffen, uitgangsstoffen of

reagentia (enkelvoud: reagens) omgezet en worden andere stoffen gevormd:

de reactieproducten.

WEETJE

In de toekomst zul je leren

In een reactievergelijking wordt gebruikgemaakt van een enkele

eenrichtingspijl (→) die de overgang aanduidt van de reagentia naar de reactieproducten. Zo wordt aangeduid dat zeker één reagens volledig

omgezet wordt in reactieproducten: we spreken van een aflopende reactie. Dat wordt benadrukt door de pijl die enkel van links naar rechts wijst. gebruikte stof(fen) → gevormde stof(fen)

dat sommige reacties niet volledig aflopen. Je zult

dan gebruikmaken van een

dubbele pijl ⇄ en we spreken van een evenwichtsreactie.

Let op:

reagentia

reactieproducten

Je mag als pijl niet ⇒ gebruiken. Gebruik ook niet het gelijkheidsteken (=), want de reactieproducten zijn andere stoffen dan de reagentia.

THEMA 06

HOOFDSTUK 2

213

OPDRACHT 7

Bekijk opnieuw de reactievergelijkingen uit opdracht 6. 1

Omcirkel de reagentia met rood.

Omcirkel de reactieproducten met blauw.

2 Mg + O2 → 2 MgO MgO + H2O → Mg(OH)2

Een reactievergelijking wordt als volgt genoteerd:

gebruikte stof(fen) → gevormde stof(fen) reagentia

reactieproducten

OPDRACHT 8

2.2 Wet van behoud van atomen DOORDENKER

Leg uit.

In een reactievergelijking staat soms een getal voor de formule van een reagens of reactieproduct,

bv. 2 Al + 3 Cl2 → 2 AlCl3

Waarom? Verklaar.

Het getal dat voor een stof in een reactievergelijking geplaatst wordt, is een coëfficiënt of voorgetal. Door het toevoegen van de juiste coëfficiënten in

een reactievergelijking houd je rekening met een belangrijke wet: de wet van behoud van atomen.

De wet van behoud van atomen In een reactievergelijking zijn links en rechts van de reactiepijl evenveel

atomen van elke soort aanwezig. Er worden geen nieuwe atomen gecreëerd, er gaan ook geen atomen verloren.

In deze applet leer je op een eenvoudige manier waarom je coëfficiënten plaatst in een reactievergelijking, bv. door het maken van een croque-monsieur. 214

THEMA 06

HOOFDSTUK 2

OPEN DE APPLET

OPDRACHT 9

Noteer de volledige reactievergelijking van de verbranding van magnesium. 1

Pas de wet van behoud van atomen toe op de verbranding van magnesium. Wanneer we de reagentia en de reactieproducten in een reactievergelijking schrijven, krijgen we:

In de formule van zuurstofgas staat een 2. Wat is de wetenschappelijke term voor dat getal?

b Hoeveel O-atomen komen er voor: •

c 2

•

bij de reagentia?

bij de reactieproducten?

Mg + O2 → MgO

Is de wet van behoud van atomen voor O gerespecteerd?  Ja  Nee

Opdat een reactievergelijking zou kloppen, worden de getallen voor de formules, de coëfficiënten, aangepast. Het getal 1 wordt niet vermeld. a

Pas de coëfficiënten aan zodat voor en na de pijl evenveel O-atomen voorkomen. Mg + O2 →

MgO

 Ja  Nee

Pas de coëfficiënten aan zodat voor en na de pijl evenveel Mg-atomen voorkomen.

Mg + O2 → MgO

Zo krijg je de finale reactievergelijking van de verbranding van magnesium.

b Is de wet van behoud van atomen voor Mg gerespecteerd?

Scan de QR-code. Op deze website kun je een reactie tussen waterstofgas (H2) en zuurstofgas (O2) uitvoeren. Lukt het je om water (H2O) te vormen?

BEKIJK DE WEBSITE

In een reactievergelijking worden altijd de juiste formules van een chemische stof genoteerd. Je hebt in thema 5 geleerd dat een index aangeeft hoeveel atomen van een bepaald element voorkomen in een verbinding.

Een index mag je niet veranderen om het behoud van atomen toe te

passen. Een formule wordt immers bepaald door het bekomen van de edelgasconfiguratie.

THEMA 06

HOOFDSTUK 2

215

•

Betekenis van de getallen in een chemische reactie

Dit getal noem je de coëfficiënt. Het geeft aan hoeveel deeltjes er gaan reageren.

•

Dit getal noem je de index. Het

geeft aan hoeveel atomen van de

voorafgaande atoomsoort per molecule of formuleenheid aanwezig zijn.

Om de wet van behoud van atomen in orde te brengen, moet je in een chemische reactie de coëfficiënten aanpassen.

De indices in een formule mag je niet veranderen.

•

3 CO2

OPDRACHT 10

Stel de reactievergelijking van de chemische reactie op.

Waterstofchloride (HCl) reageert met calciumhydroxide (Ca(OH)2), waarbij calciumchloride (CaCl2) en

water (H2O) gevormd worden.

Welke stoffen zijn de reagentia?

Welke stoffen zijn de reactieproducten?

Noteer de stoffen in de reactievergelijking.

Vul het aantal atomen van elk element in, zowel bij de reagentia als bij de reactieproducten. Bij de reagentia

Cl O

TIP Bij het plaatsen van coëfficiënten

eindig je met het gelijkstellen van de O- en de H-atomen.

Je merkt dat het behoud van Ca in orde is. Plaats coëfficiënten zodat het behoud van Cl in orde is.

Vul het nieuwe aantal atomen van elk element in, zowel bij de reagentia als bij de reactieproducten. Bij de reagentia

O THEMA 06

Bij de reactieproducten

216

Bij de reactieproducten

HOOFDSTUK 2

Cl O

Plaats coëfficiënten zodat het behoud van O in orde is.

Vul het aantal atomen van elk element in, zowel bij de reagentia als bij de reactieproducten.

Bij de reactieproducten

Wat merk je bij de H-atomen?

10 Noteer de finale reactievergelijking.

OPDRACHT 11

Bij de reagentia

Lees de chemische reacties en beantwoord de vragen. Het stappenplan kan je daarbij helpen.

IJzer reageert met zuurstofgas, waarbij di-ijzertrioxide (Fe2O3) gevormd wordt.

Welke stoffen zijn de reagentia?

Noteer de stoffen in de reactievergelijking.

b Welke stoffen zijn de reactieproducten?

d Pas de wet van behoud van atomen toe.

Magnesium reageert met waterstofchloride (HCl of zoutzuur), waarbij magnesiumchloride (MgCl2) en

waterstofgas (H2) gevormd worden. a

Welke stoffen zijn de reagentia?

Noteer de stoffen in de reactievergelijking.

b Welke stoffen zijn de reactieproducten?

BEKIJK HET STAPPENPLAN

d Pas de wet van behoud van atomen toe.

THEMA 06

HOOFDSTUK 2

217

OPDRACHT 12 DEMO Je leerkracht verbrandt methaangas. Hij of zij leidt methaangas onderaan een omgekeerde trechter binnen via een gasslangetje. Vervolgens wordt de gastoevoer gesloten en laat je leerkracht het gas ontvlammen dat bovenaan de trechter ontsnapt. 1

Wat neem je waar?

2 3

Afb. 77

Welke chemische stof wordt verbruikt bij een verbrandingsreactie?

Er is een volledige verbranding. Geef de formule van de twee stoffen die gevormd worden (de formule van methaan is CH4).

Geef de reactievergelijking van de chemische reactie. Pas het behoud van atomen toe.

Je hebt in de vorige opdrachten enkele reactievergelijkingen opgesteld en de wet van behoud van atomen toegepast. Zo vond je bij opdracht 11: 4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3.

Die coëfficiënten moeten zo laag mogelijk zijn. De reactievergelijking

8 Fe + 6 O2 → 4 Fe2O3 is fout. Alle coëfficiënten kunnen immers gedeeld worden door 2. Het kan dus dat je op het einde alle coëfficiënten nog moet delen door een gelijke factor.

Een chemische reactie wordt voorgesteld door een reactievergelijking: reagentia → reactieproducten

De reagerende stoffen of reagentia worden voor de reactiepijl geschreven,

telkens met hun correcte formule en voorafgegaan door een coëfficiënt die het aantal reagerende deeltjes van elke soort weergeeft.

De ontstane nieuwe stoffen of reactieproducten worden na de pijl genoteerd, telkens met hun correcte formule en voorafgegaan door een coëfficiënt die het aantal ontstane deeltjes van elke soort weergeeft.

Een reactievergelijking is in evenwicht wanneer links en rechts van de

reactiepijl evenveel atomen van elke soort aanwezig zijn (wet van behoud van atomen). Eventueel moeten de coëfficiënten daarvoor aangepast worden. Die coëfficiënten moeten zo laag mogelijk zijn.

` Maak oefening 3 t/m 9 op p. 244-245.

218

THEMA 06

HOOFDSTUK 2

OPDRACHT 13

DOORDENKER

Lees de chemische reacties en beantwoord de vragen. 1

Bijtende soda (NaOH) reageert met waterstofsulfaat (H2SO4 of zwavelzuur), waarbij

natriumsulfaat (Na2SO4) en water (H2O) gevormd worden. a

Welke stoffen zijn de reagentia?

Noteer de stoffen in de reactievergelijking.

d Pas de wet van behoud van atomen toe.

Magnesiumhydroxide (Mg(OH)2) reageert met

b Welke stoffen zijn de reactieproducten?

waterstoffosfaat (H3PO4 of fosforzuur), waarbij magnesiumfosfaat (Mg3(PO4)2) en water (H2O) gevormd

worden. a

Welke stoffen zijn de reagentia?

Noteer de stoffen in de reactievergelijking.

b Welke stoffen zijn de reactieproducten?

d Pas de wet van behoud van atomen toe. TIP

Een formule bevat vaak een geladen deel met meerdere atomen, een polyatomisch ion, zoals ‘PO43–’

in H3PO4.

Als hetzelfde polyatomisch ion verschijnt in een reactieproduct, mag je het als één geheel

beschouwen. Wanneer je de reactievergelijking in evenwicht stelt met betrekking tot het aantal atomen per soort voor en na de pijl, start je het best met het plaatsen van coëfficiënten bij het polyatomisch ion.

Bv. Al(OH)3 + 3 HNO3 → Al(NO3)3 + 3 H2O (plaats eerst de 3 bij HNO3)

THEMA 06

HOOFDSTUK 2

219

HOOFDSTUK 3

Welke types chemische reacties zijn er? Je kunt al: L toelichten dat samengestelde stoffen bestaan uit meerdere atoomsoorten of elementen;

L toelichten dat je een

samengestelde stof kunt ontleden in enkelvoudige stoffen;

L Toelichten wat de termen betekenen.

Je leert nu:

In hoofdstuk 1 van dit thema leerde je dat er tijdens een

chemische reactie nieuwe stoffen ontstaan door atomen te (her-) combineren. Daarbij kunnen stoffen onder andere ontleed of gevormd worden. • •

Wanneer een stof ontleed wordt in andere stoffen, spreken we van een analyse.

Wanneer uit verschillende stoffen nieuwe stoffen gevormd worden, spreken we van een synthese.

In thema 2 heb je al kennisgemaakt met deze twee reactietypes.

elektrolyse, thermolyse en fotolyse

LEERDOELEN

L het verschil uitleggen tussen

en zuurstofgas (analyse). Wanneer het gevormde waterstofgas bij een lucifer (zuurstofgas) gebracht werd, ontstond water (synthese).

analyse en synthese.

Zo hebben we in opdracht 26 water ontbonden in waterstofgas

OPDRACHT 14 DEMO

Je leerkracht verbrandt een hoeveelheid suiker.

Breng een kleine hoeveelheid suiker in een vuurvaste proefbuis.

Breng de proefbuis met behulp van een klem of tang in de vlam

van een bunsenbrander.

Noteer je waarneming.

De suiker ondergaat eerst een analyse / synthese (schrap wat niet past) tot koolstof en waterstof en er

wordt nadien via analyse / synthese (schrap wat niet past) koolstofdioxide en water gevormd.

220

THEMA 06

HOOFDSTUK 3

Water en suiker werden telkens ontleed door gebruik te maken van een andere energiebron, respectievelijk elektriciteit en warmte. OPDRACHT 15

Welke soorten analysereacties bestaan er? Vul de tabel verder in. Energievorm

Soort analyse

elektriciteit

warmte

WEETJE

licht

Fotolyse wordt gebruikt in analoge

(niet-digitale) fotografie. Filmrolletjes

bevatten zilverchloride (AgCl), een stof die onder invloed van licht ontleedt in zilver (Ag) en chloorgas (Cl2). Hierdoor

ontstaan de donkerste vlekken (een

negatief beeld, neerslag van Ag) op de plaatsen waar het meeste licht inviel.

De fotolyse die optreedt, ziet eruit als volgt: 2 AgCl → 2 Ag + Cl2.

Tijdens deze reactie komt ook terug zilver vrij. Een chemische reactie kan er dus ook voor zorgen dat een gegeerd edelmetaal terug beschikbaar wordt.

Zoals bij de analyse gebruiken we afhankelijk van de gebruikte energievorm een specifieke term voor de synthese: licht → fotosynthese

warmte → thermosynthese

elektriciteit → elektrosynthese

Analyse en synthese zijn tegengestelde chemische reacties.

We kunnen het echter niet zwart-wit voorstellen. Uit de definitie van analyse

blijkt immers dat er tijdens een analyse ook nieuwe stoffen gevormd worden. De analyse van water kun je dus ook bekijken als de synthese van waterstofen zuurstofgas.

De volgende jaren zul je leren dat er naast synthese en analyse nog andere chemische reacties bestaan. Zo wordt tijdens een substitutiereactie een atoom of atoomgroep vervangen door een ander atoom of atoomgroep.

THEMA 06

HOOFDSTUK 3

221

OPDRACHT 16 DEMO

Je leerkracht voert de synthesereactie tussen ijzer en zwavel uit. 7 g ijzer en 4 g zwavel worden afgewogen.

VEILIGHEIDSVOORSCHRIFT

Observeer de eigenschappen van de stoffen en breng een magneet bij elk van de stoffen. Noteer je waarnemingen. Stof

Eigenschappen

ijzer

zwavel 2

Magnetisch

 ja  nee  ja  nee

De stoffen worden samen in een kroesje gebracht en verwarmd met de bunsenbrander. Er ontstaat een nieuwe stof, ijzersulfide (FeS). Noteer je waarnemingen.

Eigenschappen

Stof reactieproduct (FeS) 3

Noteer je besluit.

 ja  nee

Magnetisch

Bepaal eens de massa van het reactieproduct. Wat stel je vast?

Wanneer een stof ontleed wordt in andere stoffen, spreken we van analyse.

222

THEMA 06

HOOFDSTUK 3

Wanneer uit verschillende stoffen één nieuwe stof gevormd wordt, spreken we van synthese. • • •

Synthese met behulp van licht is fotosynthese.

Synthese met behulp van warmte is thermosynthese.

Synthese met behulp van elektriciteit is elektrosynthese.

` Maak oefening 10, 11 en 12 op p. 245-246.

WEETJE Een verbrandingsreactie is een voorbeeld van een synthesereactie. Afhankelijk van de

snelheid van de reactie spreken we over een trage, gewone of snelle verbranding. Het

roesten van ijzer is een voorbeeld van een

trage verbrandingsreactie. Het ijzer vormt immers roest (Fe2O3) door de

reactie met zuurstofgas en water.

Een snelle verbrandingsreactie werd bijvoorbeeld toegepast tijdens de Golfoorlog in Irak

(1990-1991): brandende olieputten werden geblust door er springstof in te werpen.

De aanwezige zuurstof werd door de explosie

zeer snel verbruikt, waardoor de olieputten doofden. WEETJE

De klimaatverandering is een van de grote zorgen van de huidige

maatschappij. Ook chemie kan hier

een oplossing bieden, meer bepaald met de synthese van water uit waterstofgas en zuurstofgas.

De laatste decennia heeft de industrie zich, onder meer onder impuls van de ruimtevaart, toegelegd op de ontwikkeling van zogenaamde brandstofcellen.

Brandstofcellen zijn elektrochemische toestellen die chemische

energie van een voortdurende reactie direct omzetten in elektrische

energie. De chemische energie hoeft dus niet eerst omgezet te worden in thermische en mechanische energie (bv. verbruik van fossiele brandstoffen), waardoor er nauwelijks verliezen optreden en de

brandstofcel op een heel efficiënte manier energie kan leveren. Ook in de autosector wordt er druk met brandstofcellen geëxperimenteerd; ze moeten de huidige verbrandingsmotoren vervangen omdat ze milieuvriendelijker en zelfs zuiniger zijn.

In principe is een brandstofcel een toestel waarin waterstofgas en

zuurstofgas reageren met vorming van water, waarbij de vrijkomende

energie rechtstreeks (zonder warmte-effect of explosie) wordt geleverd als elektrische energie. Een bijkomend voordeel van een brandstofcel is dat ze enkel water vormt en dus de natuur niet vervuilt.

De brandstofcel is dus een ecologische oplossing voor het grote

verbruik van aardolieproducten, zoals benzine, aardgas … Dat roept natuurlijk tegenwerking op in de petroleumindustrie, die haar sterke positie niet wil afstaan. Ze probeert

dan ook de politiek te beïnvloeden (het zogenaamde

lobbywerk) om haar economische tak te beschermen. Bekijk het filmpje als je wilt weten hoe een brandstofcel werkt.

THEMA 06

BEKIJK DE VIDEO

HOOFDSTUK 3

223

HOOFDSTUK 4

Wat gebeurt er met de massa's voor en na een chemische reactie? LEERDOELEN

L de wet van behoud van atomen toelichten. Je leert nu:

Je kunt al: Tijdens een chemische reactie verandert de soort en het aantal atomen niet tussen de

reagentia en de reactieproducten: de wet van

L de wet van behoud van massa bij chemische reacties formuleren en toepassen (wet van Lavoisier).

behoud van atomen. Welke wet is nog van

toepassing tijdens een chemische reactie?

OPDRACHT 17 ONDERZOEK

Voer de reactie uit tussen natriumcarbonaat (Na2CO3) en verdund zoutzuur (HCl). 1

Onderzoeksvraag

Welke wetmatigheid kunnen we bewijzen tijdens de reactie tussen natriumcarbonaat (Na2CO3)

en verdund zoutzuur (HCl)?

Hypothese

Schrap wat niet past.

Bij een chemische reactie is de massa van de reagentia kleiner dan / gelijk aan / groter dan de massa

van de reactieproducten. (Schrap wat niet past.) Benodigdheden

Materialen

Stoffen

balans

erlenmeyer (50 mL)

proefbuizenrek proefbuizen

HCl (verdund) !

Na2CO3

VEILIGHEIDSVOORSCHRIFT

maatcilinder (10 mL) trechter

224

THEMA 06

HOOFDSTUK 4

HCl

HCl en Na2CO3

Werkwijze Proef 1 2 3 4 5 6

Plaats een proefbuizenrek met één proefbuis op de balans. Breng de balans op nul door te tarreren.

Breng met behulp van de maatcilinder 10 mL HCl in de proefbuis en noteer de massa in de tabel (proef 1). Verwijder het proefbuizenrek. Plaats een erlenmeyer op de balans.

Breng de balans op nul door te tarreren.

Breng een koffielepel Na2CO3 in de erlenmeyer en noteer de massa in de tabel. Giet de 10 mL HCl in de erlenmeyer (die nog op de balans staat). Noteer de massa in de tabel (proef 1).

Proef 2 2 3 4 5 6

Breng de balans op nul door te tarreren.

Breng met behulp van de maatcilinder 10 mL HCl in de proefbuis en noteer de massa in de tabel (proef 2). Verwijder het proefbuizenrek.

Plaats een erlenmeyer en een ballon op de balans. Breng de balans op nul door te tarreren.

Breng met behulp van een trechter een koffielepel Na2CO3 in de ballon en noteer de massa in de

tabel (proef 2).

Breng de 10 mL HCl in de erlenmeyer (die nog op de balans staat).

Span de ballon over de erlenmeyer en giet de inhoud van de ballon in de erlenmeyer. Noteer de massa na de reactie in de tabel (proef 2). Waarnemingen

Verwerking

Plaats een proefbuizenrek met één proefbuis op een balans.

Proef 1: zonder ballon

massa HCl (g)

massa Na2CO3 (g)

massa na reactie (g)

Besluit

Proef 1

Reflectie

Proef 2: met ballon

Proef 2

De uitvoering van de proef verliep vlot / niet vlot (schrap wat niet past), omdat:

THEMA 06

HOOFDSTUK 4

225

b Komt de hypothese overeen met je besluit?

Waarom werd er een ballon gebruikt bij proef 2?

In thema 3 heb je geleerd dat elk atoom een vaste massa heeft. Die kennis

gecombineerd met de wet van behoud van atomen, leidt direct naar de wet van Lavoisier of de wet van het behoud van massa.

De totale massa voor en na een chemische reactie is gelijk.

mreagentia = mreactieproducten

Was het je al opgevallen in demo-opdracht 16 dat de massa voor en na de reactie gelijk was gebleven?

Wil je weten wat de link is tussen Lavoisier, Einstein en het

ontstaan van de aarde? Bekijk de video!

BEKIJK DE VIDEO

WEETJE

Dat de wet van behoud van massa bijzonder belangrijk is, kun je

illustreren met tal van voorbeelden uit het dagelijks leven. Zo kunnen

er in de natuur noch atomen noch atoomsoorten ‘verdwijnen’ door

chemische processen. Het ontstaan van industrieel afval is dus een

onontkoombaar gevolg van de wet van massabehoud. De chemische industrie houdt zich dan ook steeds bezig met het recycleren van allerlei restmateriaal. Daarnaast wordt er gezocht naar nieuwe processen om zo weinig mogelijk afval te produceren.

Bekijk de video’s over de rol van BEKIJK VIDEO 1

226

THEMA 06

HOOFDSTUK 4

BEKIJK VIDEO 2

chemie in de recyclage van stoffen.

De wet van Lavoisier De totale massa voor en na een chemische reactie is gelijk. mreagentia = mreactieproducten

` Maak oefening 13, 14 en 15 op p. 246.

Tijdens een chemische reactie geldt behoud van massa. Maar geldt ook behoud van volume als we bijvoorbeeld proefje.

WEETJE

water en ethanol mengen? Je kunt het testen in een simpel

BEKIJK DE PROEF

Lavoisier is niet de enige wetenschapper die een wet definieerde voor een chemische reactie. Zo

toonde Proust aan dat stoffen altijd in een vaste massaverhouding met elkaar reageren: de wet van de massaverhoudingen of de wet van Proust.

Die wet heb je toegepast bij opdracht 16: ijzer en zwavel zullen steeds in een massaverhouding van 7 g : 4 g met elkaar reageren ter vorming van ijzersulfide. Wanneer bijvoorbeeld 10 g ijzer bij 4 g zwavel wordt

gebracht, zal er 3 g ijzer niet wegreageren. IJzer is in overmaat aanwezig, terwijl zwavel te weinig aanwezig is. In chemie wordt zwavel dan het ‘limiterend reagens’ genoemd.

Dan is er nog de wet van de veelvuldige massaverhoudingen: de wet van Dalton en Richter stelt dat wanneer twee elementen met elkaar reageren ter vorming van een verschillende zuivere stof, de breuk van de

massaverhoudingen van die reacties een vast getal is.

Zo kan koolstof met zuurstofgas koolstofmonoxide (CO) of koolstofdioxide (CO2) vormen. CO-vorming heeft een massaverhouding van 0,75, terwijl dat bij CO2 0,375 is (wet van Proust). Volgens de wet van Dalton en

Richter zal dus de onderlinge verhouding van de massaverhoudingen steeds gelijk zijn: 0,75 : 0,375 = 2.

Louis Joseph Proust

John Dalton

Jeremias Richter

THEMA 06

HOOFDSTUK 4

227

HOOFDSTUK 5

Welk nut hebben chemische reacties als energiebron? LEERDOELEN Je kunt al: reactie omgezet kan worden naar een andere energievorm;

L toelichten dat chemische energie tijdens een chemische

L toelichten wat de termen synthese, analyse, thermolyse, fotolyse en elektrolyse betekenen.

Je leert nu:

L dat chemische reacties gebruikt kunnen worden als

energiebron voor toepassingen in het dagelijks leven; reacties;

L begrijpen dat de interactie tussen materie en energie kan leiden tot gewenste of ongewenste chemische

reacties.

verwezen naar de verbranding van

magnesium. Het is je zeker opgevallen dat er een fel wit licht verschijnt tijdens de reactie.

Tijdens een chemische reactie kan dus een energievorm (in dit geval licht- of

stralingsenergie) vrijkomen, maar waar komt die energie vandaan? Welke

L het verschil duiden tussen exo- en endo-energetische

In dit thema werd al verschillende keren

energievormen kunnen nog vrijkomen? Kan ook het omgekeerde gebeuren,

met andere woorden kan er tijdens een chemische reactie energie opgenomen worden?

5.1 Chemische energie

Energie kan niet ontstaan, noch gevormd worden. Dat is de wet van behoud van energie, waar je al van hoorde in de lessen fysica. Die wet is ook van

toepassing op een chemische reactie. Wanneer we ons huis verwarmen door

228

THEMA 06

HOOFDSTUK 5

een open haard aan te steken, hebben we geen warmte ‘gemaakt’. De energie is vrijgekomen vanuit het hout: hout is een energiebron. De energie die

een chemische stof bevat, noemen we de chemische energie (of inwendige energie) (E).

Grootheid chemische energie

Symbool

Uitgedrukt in

J (joule)

OPDRACHT 18

Vul de tabel aan. 1

Noteer enkele voorbeelden van energievormen.

Noteer een proces uit het dagelijks leven waarbij die energie beschikbaar wordt.

Voorbeeld uit het dagelijks leven

Energievorm

Bij glowsticks of handwarmers worden stoffen gebruikt om een energievorm

te verkrijgen, respectievelijk licht en warmte.

Tijdens een chemische reactie is er meestal sprake van een verschil in chemische energie in de stoffen voor en na de reactie.

De reactieproducten bezitten minder chemische energie dan de

reagentia.

= er is energie vrijgekomen tijdens de chemische reactie.

•

= exo-energetische reactie

De reactieproducten bezitten meer chemische energie dan de reagentia.

= er is energie opgenomen tijdens de chemische reactie. = endo-energetische reactie WEETJE

Sommige reacties zijn energieneutraal, omdat er geen energieverschil

is tussen de energie-inhoud van de reagentia en de reactieproducten. Op die reacties zullen we niet verder ingaan.

Chemische stoffen bezitten een specifieke chemische energie-inhoud of inwendige energie (E).

Tijdens een chemische reactie geldt de wet van behoud van energie: energie

gaat niet verloren of wordt niet bijgemaakt. Energie kan wel worden omgezet

van de ene energievorm in de andere of overgedragen van het ene systeem naar het andere.

Tijdens een chemische reactie wordt dus meestal energie afgegeven

(exo-energetische reactie) of opgenomen (endo-energetische reactie). THEMA 06

HOOFDSTUK 5

229

5.2 Exo-energetische reacties

Soms is iets zo vanzelfsprekend dat je er niet bij stilstaat: chemische reacties kunnen ons energie leveren. Enkele voorbeelden: • Afb. 78

Tijdens een labo gebruik je een bunsenbrander om een proef uit te voeren (aardgas verbranden).

Voor vuurwerk wordt gebruikgemaakt van verschillende metalen, zoals

aluminium, natrium, magnesium en koper. Die zorgen voor het licht- en knaleffect.

•

Tijdens die chemische reacties komt er energie vrij: we spreken van een

exo-energetische reactie. Uit de wet van behoud van energie kun je dan concluderen dat de reagentia meer chemische energie hebben dan de reactieproducten (ER > EP, de reactie levert energie).

De reactie-energie (∆E) wordt gedefinieerd als het verschil tussen de

chemische energie-inhoud van de reactieproducten (EP) en de chemische

energie-inhoud van de reagentia (ER):

Afb. 79

∆E = EP – ER

Een exo-energetische reactie wordt bijgevolg gekenmerkt door een negatieve

reactie-energie: er komt energie vrij tijdens de reactie.

exo-energetische reactie: ∆E < 0

Een exo-energetische chemische reactie kan worden weergegeven in een energiediagram.

E (J)

ER reactieenergie

ΔE < 0

Grafiek 3

t (s)

Wanneer warmte vrijkomt, spreekt een chemicus van een exotherme reactie. Een bekende toepassing daarvan is de hotpack. Door het activeren van de hotpack start een exotherme reactie: de omgevingstemperatuur stijgt. 230

THEMA 06

HOOFDSTUK 5

TIP Valt het je op dat er altijd geredeneerd wordt vanuit de stoffen?

De term ‘exo’ is afgeleid van het Latijn en betekent ‘uit’. Tijdens een

exo-energetische reactie zal dus energie uit de stoffen komen. Kijk je naar de omgeving, dan zal de energie toenemen: bv. de omgevingstemperatuur stijgt. OPDRACHT 19 DEMO

Je leerkracht voert enkele exo-energetische reacties uit. Hij/zij voert de proeven uit.

Noteer je waarneming in de tabel. !

VEILIGHEIDSVOORSCHRIFT

exotherme reactie

42 °C

25 °C

zoutzuur

magnesium

HCl + NaOH

Afb. 80

Proef 1

•

Voeg bijtende soda-oplossing (NaOH) toe aan de zoutzuuroplossing (HCl).

Voel tijdens de hele proef aan de proefbuis.

•

Waarneming:

Proef 2

Vul een proefbuis voor 1/3 met zoutzuur (HCl).

Rol het lintje Mg op en breng het in de oplossing. Voel tijdens de hele proef aan de proefbuis.

Waarneming:

Welke stof zou er gevormd kunnen zijn tijdens de tweede proef (reactie tussen Mg en HCl)?

WEETJE

Magnesium wordt ook gebruikt

in een vuurstarter. Door met een mes of de bijgeleverde schraper over het magnesium staafje te

schrapen, komen vonken vrij die het vuur kunnen doen starten.

Een tip: gebruik berkenbast, die is zeer geschikt als brandstof.

THEMA 06

HOOFDSTUK 5

231

WEETJE Een voorbeeld van een exo-energetische reactie is de reactie van

cement met water. Het samenvoegen van water en cement is immers een chemische reactie. Strikt genomen mag je dus niet zeggen dat je

cement met water mengt. Tijdens de reactie ontstaat beton, dat water in zijn kristalstructuur opneemt. Daarbij komt warmte vrij.

De vrijgekomen warmte zorgt ervoor dat grote constructies zoals

stuwdammen voor elektriciteitscentrales niet in één keer gegoten

kunnen worden. De vrijgekomen warmte door de reactie tussen cement

en water kan er namelijk voor zorgen dat er scheurtjes ontstaan.

Soms is een exo-energetische reactie net iets wat je níet wilt meemaken,

ze worden namelijk ook weleens gebruikt in een foute context. Denk maar

aan de grote hoeveelheid energie die vrijkomt bij de explosie van buskruit. Tijdens die reactie komt er niet alleen warmte vrij, maar ook kinetische energie die grote schade kan aanbrengen.

WEETJE

In een bedrijf ontstaan soms explosies omdat

bepaalde stoffen niet (meer) goed gestockeerd worden. Twee bekende voorbeelden zijn de

vuurwerkramp in Enschede in 2000 en de ontploffing van ammoniumnitraat in Beiroet in 2020. Wil je de

indrukwekkende beelden van de explosie in Beiroet zien? Scan dan de QR-code.

232

THEMA 06

HOOFDSTUK 5

BEKIJK DE VIDEO

Een exo-energetische reactie is een chemische reactie waarbij een vorm van energie vrijkomt.

E (J)

ER ΔE < 0

reactieenergie EP

t (s)

Grafiek 4

• •

Een reactie waarbij warmte vrijkomt, is een exotherme reactie.

Een exo-energetische reactie kan voor grote schade zorgen bij verkeerd gebruik.

OPDRACHT 20 DOORDENKER

Wat gebeurt er als je Mentos-muntjes aan cola light toevoegt?

Voer deze proef uit op de speelplaats! Je kunt de proef ook thuis uitvoeren en er een filmpje van maken. 1

Verzamel de benodigdheden.

Mentos-muntjes blad papier kaartje

fles cola light

Ga aan de slag. 1 2

Gebruik een kaartje als basis voor de snoepjestoren, of plaats je hand eronder.

Schroef de fles cola light open en plaats de koker boven de fles. Trek nu het kaartje (of je hand) weg, zodat de snoepjes in de fles vallen.

Maak met een blad papier een koker waarin de Mentos-muntjes gestapeld worden.

Noteer je waarneming.

Hoe verklaar je dat?

THEMA 06

HOOFDSTUK 5

233

5.3 Endo-energetische reacties

Analyse en synthese zijn tegengestelde reacties. Kunnen we dat doortrekken

naar energie-reacties? We weten nu dat sommige chemische reacties energie leveren: ze zijn exo-energetisch. Wanneer we die reacties omdraaien, zal er

energie nodig zijn om de reactie uit te voeren. Tijdens zo’n reacties wordt er dus energie opgenomen: het zijn endo-energetische reacties.

Uit de wet van behoud van energie kun je concluderen dat de reagentia

minder chemische energie hebben dan de reactieproducten (ER< EP). In de OPDRACHT 21

eerste graad heb je al kennisgemaakt met zo’n reactie: de fotosynthese.

Bekijk de chemische reactie en los de vragen op. 6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2

Welk biologisch proces wordt hier weergegeven?

Welke energievorm wordt er gebruikt tijdens de reactie?

Kruis de juiste uitspraak aan.

Fotosynthese is een exo-energetische reactie.

Fotosynthese is een endo-energetische reactie.

Een endo-energetische reactie wordt bijgevolg gekenmerkt door een

positieve reactie-energie: er wordt energie toegevoegd tijdens de reactie.

Endo-energetische reactie: ΔE > 0

Een endo-energetische chemische reactie kan worden weergegeven in een energiediagram.

E (J)

EP reactieenergie ER

Grafiek 5

234

THEMA 06

HOOFDSTUK 5

t (s)

ΔE > 0

OPDRACHT 22 DEMO

Je leerkracht voert een endo-energetische reactie uit. 1

Je leerkracht voert de proef uit.

Noteer je waarneming in de tabel. Gebruik een thermometer. Proef

• •

Meng enkele citroenzuurkristallen met een beetje bakpoeder in een proefbuis. Voeg eventueel een beetje water toe.

Monitor de temperatuursverandering tijdens de hele proef.

Waarneming:

•

In opdracht 22 daalt de omgevingstemperatuur. De reactie heeft energie nodig om te kunnen plaatsvinden: ze neemt warmte op uit de omgeving.

We spreken dan van een endotherme reactie. Een bekende toepassing is het

coldpack.

WEETJE

Bij sporters wordt vaak een zakje ijs gebruikt

om bij een kwetsuur de zwelling tegen te gaan. Zulke zakjes sluiten echter niet goed af rond de kwetsuur en werken minder efficiënt.

Daarom werden coldpacks ontwikkeld.

De meeste bevatten een gel die niet bevriest

in een diepvries. Zogenaamde instant coldpacks bestaan intern uit twee zakjes; in het ene zit

water, in het andere ammoniumnitraat (NH4NO3).

Wanneer de stoffen bij elkaar komen, treedt er een endotherme reactie op waardoor de omgeving, in dit geval dus het gebied rond de kwetsuur, kouder wordt.

Net als bij een exo-energetische reactie kunnen bij een endo-energetische reactie niet alleen warmte-energie maar ook andere energievormen

opgenomen worden. Bij bijvoorbeeld een fotolyse start lichtenergie een reactie op.

Sommige reacties hebben geen zichtbaar licht nodig, maar maken gebruik

van uv-straling. Een bekende toepassing heb je misschien al ervaren bij de

tandarts. De uv-lamp die op een pas behandelde tand wordt geplaatst, zorgt ervoor dat de vulling uithardt. Dit is een endo-energetische reactie.

Naast licht- en warmte-energie kunnen ook andere energievormen een

chemische reactie doen ontstaan. Zo werd er in thema 2 elektrische energie gebruikt om water te splitsen in waterstofgas en zuurstofgas (elektrolyse). THEMA 06

HOOFDSTUK 5

235

Het spontaan initiëren van een reactie door de opname van energie is niet altijd gewenst.

Lichtenergie kan reacties opstarten die nadelig zijn. Voorbeelden:

• •

Stoffen worden vaak bewaard in een bruine fles om te voorkomen dat

licht de chemische stof aantast. Wijn wordt bijvoorbeeld bewaard in een gekleurde fles omdat blootstelling aan zonlicht de wijn een azijnsmaak geeft.

Krantenpapier wordt geel als het te lang in de zon ligt.

Lange blootstelling aan licht kan ervoor zorgen dat de lange moleculen

in kunststoffen worden opgebroken in steeds kleinere moleculen. In de volksmond zegt men dat de kunststoffen ‘verduren’, een fenomeen dat

•

vaak voorkomt bij oude pvc-dakgoten. WEETJE

Röntgenstraling kan schadelijk zijn en bijvoorbeeld leiden tot het ontstaan van kanker in ons lichaam. Röntgenstraling wordt in de

medische wereld gebruikt voor het maken van beeldmateriaal van

beenderen of organen. Bij radiologie wordt zo weinig röntgenstraling

gebruikt dat de kans op schadelijke bijwerkingen bij de patiënt vrijwel te verwaarlozen is. Omdat een radioloog wel dagelijks in contact komt

met straling, neemt hij tijdens de behandeling van een patiënt altijd plaats achter een muur met loden platen.

Ook een te hoge temperatuur kan ongewenste reacties opstarten.

Styreen, een belangrijke grondstof voor kunststoffen, breekt af onder

invloed van warmte. Thuis bewaar je voedsel in de koelkast, wijn wordt

dan weer in een donkere kelder opgeslagen.

Een endo-energetische reactie is een chemische reactie waarbij een vorm van energie wordt opgenomen.

E (J)

EP reactieenergie ER

Grafiek 6

• • 236

THEMA 06

HOOFDSTUK 5

ΔE > 0

t (s)

Een reactie waarbij warmte wordt opgenomen, is een endotherme reactie.

Een endo-energetische reactie kan voor grote schade zorgen bij verkeerd gebruik.

OPDRACHT 23 1

Lees de artikels.

Is dit een exotherme of een endotherme reactie? Kruis aan. Artikel 1

De heat packs bereiken ongeveer 55 °C en zijn geschikt om bv. spierpijn te verhelpen. De inhoud van de plakken is niet giftig of gevaarlijk. Hij bestaat uit water en natriumacetaat, een stof die ook in voedsel gebruikt wordt.

Warmtepakken of hot packs stralen gedurende een halfuur tot maximaal een uur warmte uit. Nadien kunnen ze weer gebruiksklaar gemaakt worden door ze ongeveer zes minuten in kokend water te plaatsen. In elke heat pack zit een muntje en een vloeistof die iets dikker is dan water. Buig je het muntje, dan stolt de vloeistof en wordt er warmte gecreëerd. Na vijftien seconden is de vloeistof veranderd in een halfharde vulling die ongeveer dertig minuten nodig heeft om helemaal hard te worden. Tijdens dit proces blijft de plak warmte uitstralen.

Artikel 2

 exotherm  endotherm

Het zwembad ’t Beerke sluit in juli 2011 de deuren voor ingrijpende verbouwingen. In september 2012 gaat het vernieuwde zwembad opnieuw open.

Het zwembad moet in orde worden gemaakt met de milieuwetgeving. “In het project is ook een waterzuivering door zoutelektrolyse en UVbehandeling opgenomen”, zegt sportfunctionaris Ronald Van Gils.

Uit keukenzout in tabletvorm wordt via elektrolyse het ontsmettingsmiddel natriumhypochloriet gevormd. De productie gebeurt in een volledig gesloten circuit. De zoutelektrolyse biedt het voordeel dat er geen transporten van gevaarlijke stoffen meer vereist zijn.

Naar: Gazet van Antwerpen

 exotherm  endotherm

Bekijk de ontdekplaat bij het onlinelesmateriaal en ontdek verschillende reacties in het dagelijkse leven.

OPDRACHT 24 ONDERZOEK

Voer het labo rond exotherme en endotherme reacties uit. Je vindt het op p. 285.

THEMA 06

HOOFDSTUK 5

237

Chemische stoffen bezitten een specifieke chemische energie-inhoud of inwendige energie.

Tijdens een chemische reactie geldt het behoud van energie: energie gaat niet verloren, maar kan enkel omgezet worden in een andere vorm.

Een exo-energetische reactie is een chemische reactie waarbij een vorm van energie wordt vrijgegeven.

Een endo-energetische reactie is een chemische reactie waarbij een vorm

van energie wordt opgenomen.

Chemische reacties waarbij warmte betrokken is, worden exotherme en

endotherme reacties genoemd.

Chemische reacties kunnen nuttig zijn als energiebron in het dagelijks leven (bv. warmte, elektriciteit), maar kunnen ook nadelig zijn (bv. verduren van materialen).

` Maak oefening 16 t/m 21 op p. 247-248.

238

THEMA 06

HOOFDSTUK 5

THEMASYNTHESE

WAT IS EEN CHEMISCHE REACTIE? Tijdens een chemische reactie worden de aanwezige atomen herschikt ter vorming van nieuwe stoffen. Bij samenvoegen

HOE WORDT EEN CHEMISCHE REACTIE GENOTEERD?

De reactievergelijking

reagentia → reactieproducten

Behoud van atomen

•

Per atoomsoort is het aantal atomen voor en na de reactie gelijk.

Voor stoffen worden coëfficiënten geplaatst om het aantal atomen per soort gelijk te stellen.

WELKE TYPES CHEMISCHE REACTIES BESTAAN ER?

1 Analyse

Een chemische reactie waarin een samengestelde stof

2 Synthese

Een chemische reactie waarbij een samengestelde stof gevormd wordt.

wordt ontleed.

Na de reactie

Voor de reactie

Dat kan met behulp van: • • •

warmte (thermolyse), licht (fotolyse),

elektriciteit (elektrolyse).

Dat kan met behulp van: •

• •

warmte (thermosynthese), licht (fotosynthese),

elektriciteit (elektrosynthese).

WAT GEBEURT ER MET DE MASSA’S VOOR EN NA EEN CHEMISCHE REACTIE?

De wet van Lavoisier (behoud van massa)

De totale massa voor en na een chemische reactie blijft gelijk.

mreagentia = mreactieproducten

THEMA 06

THEMASYNTHESE

239

THEMASYNTHESE

ZIJN CHEMISCHE REACTIES NUTTIG ALS ENERGIEBRON? •

Stoffen bevatten een specifieke hoeveelheid energie: de chemische of inwendige energie (E).

•

Er bestaan exo- en endo-energetische reacties.

•

Chemische reacties kunnen nuttig zijn als energiebron in het dagelijks leven (bv. warmte, elektriciteit), maar kunnen ook nadelig zijn (bv. verduren van materialen). Exo-energetische reactie

Endo-energetische reactie

Een chemische reactie waarbij energie vrijkomt tijdens

Een chemische reactie waarbij energie opgenomen

De reagentia hebben meer chemische energie dan de

De reagentia hebben minder chemische energie dan de

reactieproducten.

ER > Ep

wordt tijdens de reactie. reactieproducten.

de reactie.

ER > Ep

E (J)

reactieenergie

ΔE < 0

reactieenergie

ΔE > 0

t (s)

Voorbeeld: verbranden van magnesium

t (s)

Voorbeeld: elektrolyse van water

Mijn samenvatting

BEKIJK KENNISCLIP

240

THEMA 06

THEMASYNTHESE

CHECKLIST

NOG OEFENEN

1 Begripskennis •

Ik ken het verschil tussen een chemisch en een fysisch proces.

•

Ik ken de begrippen elektrolyse, thermolyse en fotolyse.

• • • •

Ik ken het verschil tussen een coëfficiënt en een index.

Ik ken het verschil tussen een analyse en een synthese. Ik ken het begrip chemische energie.

Ik ken het verschil tussen exo- en endo-energetische reacties. Ik ken de termen endotherm en exotherm.

2 Onderzoeksvaardigheden

•

Ik kan een reactievergelijking opstellen.

•

Ik kan een synthese/analyse herkennen en er voorbeelden van geven.

• • • •

Ik kan de wet van behoud van atomen uitleggen en toepassen. Ik kan de wet van behoud van massa uitleggen en toepassen.

Ik kan een exo- en endo-energetische reactie grafisch weergeven.

Ik kan een exo- endo-energetische reactie herkennen en er voorbeelden van geven.

•

Ik kan reagentia en reactieproducten toelichten.

invullen bij je Portfolio.

` Je kunt deze checklist ook op

THEMA 06

CHECKLIST

241

CHECK IT OUT

Waarom rijst brood? CO2-vorming zorgt voor het rijzen van brood, maar er gebeurt zoveel meer. Bekijk de video en beantwoord de vragen.

BEKIJK DE VIDEO

Vul de tabel aan. Wat gebeurt er?

fysisch proces

33 °C

chemisch proces fysisch proces

62 °C

chemisch proces fysisch proces

100 °C

chemisch proces fysisch proces

154 °C

Proces

Temperatuur

Wat is de formule en de naam van het rijsmiddel in bakpoeder?

chemisch proces

Tijdens de Maillard-reacties ontstaan nieuwe biomoleculen. Kruis aan.

Dit is een analysereactie.

Dit is een synthesereactie.

b Waarvoor zorgen die nieuwe chemische stoffen? c

Kruis aan.

Dit is een exo-energetische reactie.

Dit is een endo-energetische reactie.

d Wat is de naam van de laatste reactie? •

Dit is een analyse / synthese (schrap wat niet past).

Dit is een endo-energetische / exo-energetische reactie (schrap wat niet past).

Op welke temperatuur moet je de oven instellen om dit proces te laten plaatsvinden?

•

Bij het bakken van koekjes ontstaan tijdens de chemische reacties nieuwe stoffen zoals CO2, die zorgen voor het rijzen van het deeg.

Tijdens een chemische reactie geldt de wet van behoud van massa. Omdat er gassen gevormd worden tijdens het bakken van koekjes, zal er massa verloren gaan. De koekjes wegen minder.

Tijdens het bakken zullen eiwitten veranderen van structuur of omgezet worden. Die nieuwe stoffen

zorgen voor de specifieke smaken. Wanneer de koekjes te lang gebakken worden, zullen de eiwitten stukgaan en de koekjes verbranden. En nu maar echt koekjes bakken!

242

THEMA 06

CHECK IT OUT

AAN DE SLAG

Zijn de verschijnselen fysisch of chemisch? Zet een kruisje in de juiste kolom. Verschijnsel

Fysisch

Chemisch

ijzer laten roesten fruit laten rotten

inkt verwijderen met een inktwisser potlood verwijderen met een gom ontkleuren met bleekwater linnen drogen

voedsel verteren boter smelten boter bruinen

ijs smelten en water vormen een blok hout verbranden

groenten gaarkoken

een trui laten verkleuren door langdurige blootstelling aan zonlicht ijzer smelten

ijs smelten door het gebruik van strooizout koffiezetten

Zijn de modelvoorstellingen voorbeelden van fysische of chemische processen? Leg uit.

Modelvoorstelling

Fysisch of chemisch proces

elektrische energie

THEMA 06

AAN DE SLAG

243

Schrijf de chemische reactie uit.

De synthese van waterstofchloride (HCl) uit diwaterstof en dichloor.

Schrijf de chemische reactie uit.

De chemische reactie tussen salpeterzuur (HNO3) en soda (NaOH), waarbij natriumnitraat (NaNO3) en water gevormd worden.

Schrijf de chemische reactie uit.

De analyse van glucose (C6H12O6) in water en koolstof (karamel).

Vul de reactievergelijkingen aan.

Al + O2 → Al2O3

Al2O3 + Na → Na2O + Al

H2S + O2 → H2O + SO2 NH3 → N2 + H2

CO2 + H2O → C6H12O6 + O2 Fe + O2 → Fe2O3

PCl5 → P + Cl2 Hg + l2 → Hgl

SnS2 → Sn + S

Pb + O2 → PbO

HCl + O2 → Cl2 + H2O

C2H4 + O2 → CO2 + H2O Na2O + H2O → NaOH N2 + H2 → NH3

Al + PbO2 → Al2O3 + Pb KClO3 → KCl + O2 NH3 + HCl → NH4Cl

NH3 + O2 + → NO + H2O Fe + S → FeS

Cr2O3 + Zn → ZnO + Cr

C12H22O11 → C + H2 + O2

C12H22O11 + O2 → CO2 + H2O

244

THEMA 06

AAN DE SLAG

Vul de reactievergelijkingen aan en beantwoord de vragen.

a Bij een onvolledige verbranding van aardgas (bv. bij een gaskachel in een badkamer) wordt het giftige koolstofmonoxide gevormd.

CH4 + O2 → CO + H2O

b Bakpoeder reageert met azijn.

NaHCO3 + CH3COOH → CH3COONa + CO2 + H2O Hoe kun je visueel waarnemen dat het om een chemische reactie gaat?

c Met glucose kan drankalcohol (ethanol) gevormd worden. De zogenaamde ‘moonshiners’, mensen die illegaal alcohol stoken, maken gebruik van deze reactievergelijking.

C6H12O6 → C2H5OH + CO2

d In grotten worden langzaam druipstenen gevormd.

Regenwater dat de grotten binnensijpelt, bevat het

oplosbare Ca(HCO3)2. Door de lage concentratie aan CO2

in de grot treedt een reactie op. Naast CO2 en water wordt daarbij ook het onoplosbare CaCO3 gevormd, waaruit de druipstenen zijn opgebouwd.

Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O

Leid uit de volgende reactievergelijkingen de waarden van x, y en z af. a

CxHy + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O

x =

y =

4 FeS + 7 O2 → 2 FexOy + z SO2

x =

y =

x =

b 3 Ag + 4 HNO3 → 3 AgxNyOz+ NO + 2 H2O

d 2 Fe + 3 Cl2 → 2 FexCly

x =

y = z = y =

z =

Waarom mag je de indexen bij de formule-eenheden van stoffen niet wijzigen bij het schrijven van een reactievergelijking?

Bekijk de reactievergelijkingen. Is het een synthese of een analyse? Kruis aan. Analyse

Synthese

2 H2 + O2 → 2 H2O Fe + S → FeS

Li2CO3 → CO2 + Li2O

6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2 NH4Cl → NH3 + HCl

THEMA 06

AAN DE SLAG

245

Vul de reactievergelijkingen aan en beantwoord de vragen. a

Het ijzer in boten, auto’s en fietsen roest.

Fe + O2 → Fe2O3

Is dit een analyse of een synthese? Verklaar.

Is dit een analyse of een synthese?

Stel dat ammoniak (NH3) aan elektrolyse wordt onderworpen, welke gassen zouden er dan ontstaan?

Schrijf de bijbehorende reactievergelijking. Is dit een synthese en/of een analyse?

b Aluminium en zuurstof reageren tot vorming van di-aluminiumtrioxide (Al2O3).

Een reepje magnesiumlint wordt verbrand. Bij die reactie ontstaat een wit poeder: magnesiumioxide.

De massa daarvan is groter dan die van het oorspronkelijke magnesium. Wil dat zeggen dat de wet van Lavoisier niet geldig is? Motiveer je antwoord.

Pas de chemische reacties aan indien nodig. Noteer telkens of het om een synthese of analyse gaat. P2O5 +

H2O 

H3PO4

HClO2  Cl2O3 + H2O

Welke wet pas je toe?

Hoe heten de getallen die je aanbrengt?

Waarom is een proef waarbij een gas ontstaat minder geschikt om de wet van Lavoisier aan te tonen? Waar moet je op letten? Verklaar.

246

THEMA 06

AAN DE SLAG

Vul bij elk verschijnsel het bijbehorende begrip in. Opgelet: een van de gegeven begrippen is niet van toepassing. Je mag elk begrip slechts één keer gebruiken.

analyse – endo-energetisch – endotherm – exo-energetisch – exotherm – fysische reactie – synthese a

een vijver die bevriest

grote moleculen  kleine moleculen

een Mg-lint verbranden (het vrijkomen van licht)

b Mg + 2 HCl  MgCl2 + H2 + warmte

kleine moleculen  grote moleculen

d thermolyse

Vul de reactievergelijkingen aan en beantwoord de vragen. Waterstofgas wordt gebruikt in brandstofcellen.

Is dit een endo-energetische of een exo-energetische reactie? Verklaar.

H2 + O2 → H2O

b Is dit een analyse of een synthese? Verklaar.

Vervolledig de reactievergelijkingen en beantwoord de vragen. a

Planten voeren een fotosynthesereactie uit.

+ → C6H12O6 + O2

Is dit een endo-energetisch of een exo-energetisch proces? Verklaar.

Welke energie-omzettingen vinden hierbij plaats?

b Methaangas (CH4) wordt gebruikt om woningen te verwarmen.

CH4 + O2 → CO2 + H2O

Is dit een endo-energetisch of een exo-energetisch proces? Verklaar.

Welke energie-omzettingen vinden hierbij plaats?

THEMA 06

AAN DE SLAG

247

Beoordeel de stellingen. Duid aan met juist (J) of fout (F). Is de stelling fout? Juist of fout?

Stelling

Tijdens een chemische reactie worden nieuwe stoffen gevormd. Verbetering:

Tijdens een exo-energetische reactie hebben de stoffen na de reactie de grootste energie-inhoud. Verbetering:

Als je een endotherme reactie uitvoert in een waterbad dan zal de temperatuur van het Verbetering:

water rond de reactiebeker stijgen.

De stoffen verliezen energie tijdens een exotherme reactie. Verbetering:

Wat hoort er bij elkaar? Noteer het juiste getal in de tweede tabel. 1

fotosynthese

De reactieproducten bevatten meer

2 4 5

smelten

energie dan de reagentia.

chemische energie naar lichtenergie

endo-energetische reactie

exo-energetische reactie

De stoffen verliezen energie. glimwormen

lichtenergie naar chemische energie fysische reactie

Teken een energietijddiagram van een exo-energetische reactie. Vermeld de volgende gegevens:

energieniveau van de reactieproducten (EP); energieniveau van de reagentia (ER); ΔE < 0 of ΔE > 0

(teken een pijl). Benoem de assen.

` Verder oefenen? Ga naar

248

THEMA 06

AAN DE SLAG

Notities

LABO'S 251

` ONDERZOEK 2: Massadichtheid (virtueel)

253

` ONDERZOEK 3: Het smeltpunt van paraffine

257

` ONDERZOEK 4: De geleidbaarheid van stoffen

261

` ONDERZOEK 5: De oplosbaarheid van stoffen

265

` ONDERZOEK 6: Scheidingstechnieken

269

` ONDERZOEK 7: Scheidingsschema’s

273

` ONDERZOEK 8: Metalen herkennen

277

` ONDERZOEK 9: Chemisch of fysisch proces

281

` ONDERZOEK 1: Labotechnieken

` ONDERZOEK 10: Analyse en synthese ` ONDERZOEK 11: De wet van Lavoisier ` ONDERZOEK 12: Exotherm of endotherm

` ONDERZOEK 13: De reactie tussen azijn en staalwol

250

285

LABO Naam:

ONDERZOEK

klas:

nummer:

Labotechnieken In dit onderzoek leer je een aantal veelgebruikte labotechnieken. Bekijk telkens eerst het filmpje via de QR-code en voer dan de stappen uit om de technieken aan te leren. Tijdens dit schooljaar zul je die technieken verschillende keren toepassen; dit onderzoek kun je altijd gebruiken om je kennis op te frissen. !

VEILIGHEIDSVOORSCHRIFT

labocontract op p. 32: • • •

draag een gesloten labojas en een labobril; bind lange haren samen;

zorg steeds voor een nette werkbank

Vaste stoffen afwegen en overbrengen

Houd altijd rekening met de veiligheidsvoorschriften en regels zoals je ze terugvindt in het

Vloeistoffen afmeten en overbrengen

VIDEO

Maatcilinder

LABO

VIDEO

Parafilm gebruiken

VIDEO

Pipetteren

LABO

De bunsenbrander gebruiken

LABO

VIDEO

LABO

Proefbuis verwarmen

VIDEO

LABO

ONDERZOEK 1

251

LABO Naam:

klas:

nummer:

Notities

252

LABO

ONDERZOEK 1

LABO Naam:

ONDERZOEK

klas:

nummer:

Massadichtheid (virtueel) 1

Onderzoeksvraag Op welke manier kunnen we experimenteel de massadichtheid van een stof bepalen?

Open de applet met de QR-code.

Hypothese

maatbeker en is

kg/m3.

Ik ken de formule voor massadichtheid, namelijk Benodigdheden

van mijn voorwerp ken, kan ik de massadichtheid berekenen.

Klik op ‘turn fluid into water’. De massadichtheid van water kun je aflezen naast de kg/L =

OPEN DE APPLET

Als ik

OPMERKING: In de applet heb je vervolgens twee opties:

•

(‘mass’) en volume (‘volume’);

ofwel kies je voor een willekeurig voorwerp, waarvan je twee parameters kunt aanpassen: massa

•

ofwel kies je voor een voorwerp dat is opgebouwd uit een welbepaalde zuivere stof.

Wij gaan in dit labo verder met de tweede optie: een voorwerp dat is opgebouwd uit een zuivere stof. Zoek op het internet op wat de massadichtheid van goud is: massadichtheid goud = t(goud) =

We onderzoeken de stof goud ('gold').

kg/dm3 =

kg/m3, of met andere woorden

een kubus met een zijde van 1 dm (of 10 cm) heeft een massa van

Werkwijze + 5

kg.

Waarnemingen

We kennen de theoretische waarde van de massadichtheid van goud en we weten ook dat we de grootheden massa en volume nodig hebben. 1

Op welke manier kunnen we de massa van een voorwerp bepalen?

Gebruik dat toestel in de applet om de massa van het blok goud te bepalen. massa m (goud) =

LABO

ONDERZOEK 2

253

LABO Naam:

klas:

nummer:

Voor het volume ligt het wat moeilijker: het volume van een balk bepaal je immers met de formule

V(balk) = goud te bepalen.

. Maar we hebben nergens een meetlat om de afmetingen van onze blok

Wat we wel kunnen doen, is onze blok goud in de beker met water leggen. We zien dat het volume in de beker stijgt / daalt / constant blijft (schrap wat niet past).

→ Voor het blok goud gaat het volume in de beker van mL naar

mL.

Dat volumeverschil is gelijk aan het volume van het blok dat we in het water plaatsen.

We kunnen nu het volume van het blok goud berekenen:

Verwerking

→ volumeverschil goud = volume blok goud =

We proberen nu de massadichtheid van goud te berekenen. We lossen dat op als een vraagstuk, dus met ‘gegeven’, ‘gevraagd’ en ‘oplossing’. TIP

‑

Denk aan de omzettingen naar SI-eenheden.

Houd rekening met de regels voor beduidende cijfers.

‑

STEM VADEMECUM

Vraagstuk 1 Gegeven -

De massa van het blok goud: m = =

Het volume van het blok goud: V = mL = L = dm3 = m3

Gevraagd

massadichtheid (goud) = t = ?

Oplossing

Antwoord

De berekende massadichtheid voor goud komt wel / niet (schrap wat niet past) overeen met de opgezochte

waarde.

De massadichtheid voor de zuivere stof goud is wel / niet constant en is dus wel een / geen stofeigenschap (schrap wat niet past).

254

LABO

ONDERZOEK 2

LABO Naam:

klas:

nummer:

Vraagstuk 2

We proberen opnieuw, maar nu voor het blok lood uit je applet. TIP

Net zoals in de fysica moet je rekening houden met het aantal beduidende cijfers van je meetresultaten als je berekeningen uitvoert!

De gegevens haal je uit de applet. -

Gegeven

De massa van het blok lood: m = g =

Het volume van het blok lood: V = mL =

Gevraagd

massadichtheid (lood) = t = ?

Besluit

Oplossing

De massadichtheid van een stof kan worden bepaald aan de hand van

Aangezien de massadichtheid voor een zuivere stof constant is / varieert, kan die eigenschap wel / niet

worden gebruikt om stoffen te identificeren (schrap wat niet past).

Reflectie

Tijdens dit labo heb ik correct gebruikgemaakt van de eenheden en grootheden.

De uitvoering van de proef verliep vlot / niet vlot (schrap wat niet past), omdat

Gedreven

Goed op weg

Bij het noteren

ik steeds het correcte

bijna altijd het correcte

van eenheden en

grootheden bewaak gebruik ervan.

Ik help anderen om

de correcte eenheden en grootheden te gebruiken.

In ontwikkeling

Ik maak soms een fout

Ik maak fouten tegen

en grootheden omdat

grootheden.

van eenheden en

tegen het gebruik van

gebruik ervan.

ik onnauwkeurig of

grootheden bewaak ik

Onvoldoende

de juiste eenheden

Ik kan mezelf corrigeren. onoplettend te werk ga.

Ik kan mezelf corrigeren

als ik erop gewezen word.

het gebruik van de

juiste eenheden en Ik kan mezelf niet

corrigeren als ik erop gewezen word.

LABO

ONDERZOEK 2

255

LABO Naam:

Tijdens dit labo heb ik correct gebruikgemaakt van beduidende cijfers. Gedreven

Goed op weg

In ontwikkeling

Bij het invullen van

Ik maak bij het invullen

Ik maak bij het

correcte gebruik van

gebruik van beduidende

tegen het gebruik van

bewaak ik steeds het beduidende cijfers. Ik help anderen om de correcte

beduidende cijfers te

vraagstukken bewaak ik bijna altijd het correcte cijfers.

van een vraagstuk soms een fout tegen het cijfers.

Ik kan mezelf corrigeren. Ik kan mezelf corrigeren

gebruiken.

Gedreven

Goed op weg

beduidende cijfers. Ik kan mezelf niet

gewezen word.

In ontwikkeling

Onvoldoende

Tijdens het uitvoeren

Tijdens het uitvoeren van

Tijdens het uitvoeren

enkel bezig met de

vooral bezig met de

Als ik erop gewezen

afgeleid.

Ik werk

van een online

practicum hou ik me opdracht.

Ik laat me niet afleiden

gestructureerd en laat door anderen. me niet afleiden door

ik soms afgeleid.

word pas ik mijn gedrag meteen aan.

anderen.

een online practicum ben van een online

opdracht.

practicum ben ik vaak Ik bezoek andere

sites en/of stoor de leerlingen rondom mij.

Ik pas mijn gedrag na één opmerking niet aan.

Deze tip geef ik aan mezelf mee om in de volgende labo's toe te passen en ze zo vlotter te laten verlopen:

LABO

vraagstuk fouten

Tijdens het uitvoeren practicum hou ik me

256

invullen van een

als ik erop gewezen word. corrigeren als ik erop

Tijdens dit labo heb ik gefocust kunnen werken. van een online

Onvoldoende

Bij het invullen

van vraagstukken

nummer:

klas:

ONDERZOEK 2

LABO Naam:

ONDERZOEK

klas:

nummer:

Het smeltpunt van paraffine 1

Onderzoeksvraag Wat is het smeltpunt van paraffine?

Hypothese

Ik denk dat het smeltpunt van paraffine hoger / lager ligt dan het smeltpunt van water (schrap wat niet

past). 3

Benodigdheden

VEILIGHEIDSVOORSCHRIFT

Check steeds goed de veiligheidsmaatregelen en gevaren van alle stoffen en materialen! Materiaal lucifers

bunsenbrander draadnet

driepikkel

Stoffen kraantjeswater (100 mL)

paraffine (kaarsvet) in een proefbuis

maatbeker (250 mL)

temperatuursensor of thermometer

statief met statiefklem proefbuis

Werkwijze

Vul de maatbeker voor de helft met water.

Maak de opstelling zoals op de afbeelding 81. 21,0

thermometer

statiefklem

statief

proefbuis met paraffine water

driepikkel

draadnet

bunsenbrander

Afb. 81

LABO

ONDERZOEK 3

257

LABO Naam:

klas:

Lees de temperatuur af van de paraffine bij start van de proef.

Noteer bij welke temperatuur de paraffine vloeibaar wordt.

4 5 7 8 5

nummer:

Steek de bunsenbrander aan. Herbekijk eventueel de instructievideo. Lees elke 30 seconden de temperatuur van de paraffine af.

Zet na 6 minuten de bunsenbrander uit en laat het water (en de paraffine) afkoelen. Verwerk het afval correct.

GEBRUIK BUNSENBRANDER

Vul de tabel aan met je meetresultaten. Tijd t(s) 30 60 90 120 150 180

Temperatuur ϑ (°C)

Waarnemingen

240 270 300 330

360

210

Verwerking

Maak in Excel een grafiek waarbij je de temperatuur uitzet in functie van de tijd. Denk eraan om de assen te benoemen en de grafiek een duidelijke titel te geven.

258

LABO

ONDERZOEK 3

LABO Naam:

b c

klas:

nummer:

Duid het smeltpunt van paraffine aan op de grafiek.

Kijk nu bij twee klasgenoten en vergelijk de smeltpunten die jullie gevonden hebben.

Smeltpunt van paraffine

Klasgenoot:

Besluit Vul aan en schrap wat niet past. Het smeltpunt van paraffine is ongeveer

Klasgenoot:

Mijn klasgenoten hadden dezelfde / een verschillende temperatuur als smeltpunt voor paraffine.

We weten bovendien dat het smeltpunt van zuiver water gelijk is aan

Het smeltpunt is wel een / geen stofeigenschap, en eigen aan een welbepaalde zuivere stof.

8 a

De uitvoering van de proef verliep vlot / niet vlot (schrap wat niet past), omdat:

Vergelijk je hypothese met je besluit.

Reflectie

Misschien was het smeltpunt van je klasgenoten niet hetzelfde (of toch niet exact). Waaraan zou dat kunnen liggen?

Tijdens dit labo heb ik veilig gewerkt bij het opwarmen van vloeistoffen en bij het gebruik van de bunsenbrander.

Gedreven

Goed op weg

In ontwikkeling

Ik kan zonder

Ik kan zonder hulp

Ik kan meestal zonder

gebruiken en veilig

een stof opwarmen. Ik

stof opwarmen. Ik ken

probleem

de bunsenbrander

een stof opwarmen. Ik ken het

stappenplan om

de bunsenbrander

correct te gebruiken. Ik kan anderen vaak helpen.

de bunsenbrander

gebruiken en veilig

ken het stappenplan

om de bunsenbrander correct te gebruiken. De leerkracht moet me maar af en toe

aansporen om de juiste stappen te volgen.

Onvoldoende Ik kan de

hulp de bunsenbrander

bunsenbrander

het stappenplan om de

veilig een stof

gebruiken en veilig een bunsenbrander correct te gebruiken nog niet volledig.

De leerkracht moet me vaak aansporen om de

juiste stappen te volgen.

niet zonder hulp

gebruiken en niet opwarmen. Ik ken het

stappenplan om de bunsenbrander te gebruiken niet.

LABO

ONDERZOEK 3

259

LABO Naam:

Tijdens dit labo heb ik correct gebruik gemaakt van ICT. Gedreven

In ontwikkeling

Ik kan correct

Ik kan na hulp correct

gegevens weer te

gegevens weer te geven

weer te geven in een

gebruikmaken van

ICT om op die manier geven in een grafiek. Ik benoem alle

onderdelen van

de grafiek correct en geef alles f

Goed op weg

overzichtelijk weer.

gebruikmaken van

ICT om op die manier in een grafiek.

Ik vergeet onderdelen van de grafiek te

benoemen en niet alles is overzichtelijk.

verlopen:

Ik kan niet correct

gebruikmaken van ICT om gebruikmaken van ICT op die manier gegevens

om gegevens weer te

Als ik een vraag stel,

maar ga niet aan

grafiek.

ga ik aan de slag met

het antwoord en durf ik proberen.

LABO

Onvoldoende

geven in een grafiek. Ik stel hulpvragen de slag met de

antwoorden OF ik stel geen hulpvragen.

Deze tip geef ik mee aan mezelf om in de volgende labo’s toe te passen en ze zo vlotter te laten

260

nummer:

klas:

ONDERZOEK 3

LABO Naam:

ONDERZOEK

klas:

nummer:

De geleidbaarheid van stoffen 1

Onderzoeksvraag Welke stoffen geleiden elektrische stroom?

Hypothese

Kijk voor het stellen van je hypothese naar de stoffen die je gaat gebruiken in dit labo. Je kunt ze vinden bij

benodigdheden.

Ik denk dat de volgende stoffen/oplossingen de stroom geleiden:

•

Ik denk dat de volgende stoffen/oplossingen de stroom niet geleiden:

3 !

VEILIGHEIDSVOORSCHRIFT

Check steeds goed de veiligheidsmaatregelen en gevaren van alle stoffen en materialen! Materiaal

Benodigdheden

twee maatbekers

drie weegschuitjes spatel

stroomkring met ledlamp en elektroden of geleidsbaarheidsmeter

maatcilinder pipetzuiger

Stoffen

20 mL gedestilleerd water 20 mL kraantjeswater grafiet

(koolstof van potloodkern)

ijzer (Fe)

koper (Cu)

suiker (sacharose)

H- en P-ZINNEN

keukenzout (NaCl) krijt (CaCO3)

Werkwijze

1 2

Neem twee maatbekers. Meet de vloeistoffen

(kraantjeswater en gedestilleerd water) met een

maatcilinder af en voeg ze toe aan de maatbekers. Herbekijk de instructievideo indien nodig.

GEBRUIK MAATCILINDER

20 mL gedestilleerd water

20 mL kraantjeswater LABO

ONDERZOEK 4

261

LABO Naam:

klas:

Breng in één weegschuitje een spatel keukenzout.

keukenzout

nummer:

spatel

weegschuitje

Breng in één weegschuitje een spatel suiker.

suiker

spatel

Breng in één weegschuitje een spatel krijt.

weegschuitje

krijt

spatel

weegschuitje

Test of de stoffen de stroom geleiden (geleidbaarheidsmeter geeft een waarde / het lampje brandt)

door de elektroden een voor een in de maatbekers, de weegschuitjes en tegen het grafiet, het ijzer en het koper te houden.

stroombron

ledlamp

maatbeker

weegschuit

7 8

Noteer een voor een je waarnemingen in de tabel. Verwerk het afval correct.

Waarnemingen

gedestilleerd water kraantjeswater grafiet (C) ijzer (Fe) koper (Cu) krijt (CaCO3) keukenzout (v) (NaCl) suiker (sacharose) (v)

262

LABO

grafiet/ijzer/koper

ONDERZOEK 4

Geleidt de stroom

Geleidt de stroom niet

LABO Naam:

klas:

nummer:

Verwerking

b c

Welke van de geteste stoffen zijn zuivere stoffen (bestaan uit één soort componenten)?

Welke van de geteste stoffen is een mengsel (bestaan uit meerdere componenten)?

Doordenker: waarom geleiden bepaalde stoffen wel, en andere stoffen niet? Vul de tabel aan.

Stof/mengsel

kraantjeswater gedestilleerd water

koper

Besluit

Geleidt de stroom wel/niet ja

nee

ja ja

nee nee

Reden?

ijzer

De volgende geteste stoffen geleiden de stroom:

Geleidbaarheid is wel een/ geen stofeigenschap en kan dus wel / niet gebruikt worden om een zuivere stof

te identificeren. Zo zal gedestilleerd water de stroom wel / niet geleiden. Koolstof (grafiet in een potlood) zal de stroom wel / niet geleiden (schrap wat niet past).

Reflectie

Vergelijk je hypothese met je besluit.

De uitvoering van de proef verliep vlot / niet vlot (schrap wat niet past), omdat

LABO

ONDERZOEK 4

263

LABO Naam:

Tijdens dit labo heb ik correct de maatcilinder gebruikt. Gedreven

Ik kan zonder hulp de

Ik kan meestal zonder

gebruiken.

om de maatcilinder

Ik ken het stappenplan

maatcilinder gebruiken.

maatcilinder

Ik ken het stappenplan

Ik ken het

stappenplan om de

maatcilinder correct te gebruiken.

Ik kan anderen vaak helpen.

correct te gebruiken. De leerkracht moet me maar af en toe

aansporen om de juiste stappen te volgen.

Tijdens dit labo heb ik ordelijk gewerkt. Gedreven

Goed op weg

niet zonder hulp

om de maatcilinder

stappenplan om

gebruiken.

correct te gebruiken nog niet volledig.

De leerkracht moet me

gebruiken. Ik ken het

de maatcilinder te gebruiken niet.

vaak aansporen om de

juiste stappen te volgen. In ontwikkeling

Onvoldoende

Ik heb regelmatig hulp

Ik heb veel moeite

kloppen, begin ik

lastig om dat bij elke

uitvoeren … van de

proef, het invullen

Ik wil de opdracht

altijd goed uitvoeren. Ik spoor anderen

dan ook vaak aan

om nauwkeuriger te

nodig bij het ordenen,

uitvoeren, maar vind het juist invullen, goed taak te doen.

opdracht.

Heel af en toe moet de

leerkracht me wijzen op slordigheden.

De leerkracht (of

anderen) moet(en) me

regelmatig bijsturen om het juist te doen.

werken.

meestal alles juist

opnieuw.

met het juist

uitvoeren van de

van de opdracht ...

Ik wil me er snel van

afmaken, zonder dat ik nadenk.

De leerkracht moet me meermaals per

proef aansporen om nauwkeurig te zijn.

Deze tip geef ik aan mezelf om in de volgende labo's toe te passen en ze zo vlotter te laten verlopen:

LABO

Ik kan de maatcilinder

hulp de maatcilinder

Ik ben ordelijk en wil

Als de resultaten niet

264

Onvoldoende

Ik kan niet slordig werken.

In ontwikkeling

Ik kan zonder probleem de

Goed op weg

nummer:

klas:

ONDERZOEK 4

LABO Naam:

ONDERZOEK

klas:

nummer:

De oplosbaarheid van stoffen 1

Onderzoeksvraag Welke stoffen lossen op in water?

Hypothese

Kijk voor het stellen van je hypothese naar de stoffen die je gaat gebruiken in dit labo. Je kunt ze vinden bij

benodigdheden.

Ik denk dat de volgende stoffen oplossen in water: 3

Benodigdheden !

VEILIGHEIDSVOORSCHRIFT

Check steeds goed de veiligheidsmaatregelen en gevaren van alle stoffen en materialen! Materiaal

spatel

bloemsuiker

vijf proefbuizen dop of parafilm

pipet

Stoffen

keukenzout (NaCl) krijt (CaCO3) maïsolie

ethanol (CH3CH2OH)

H- en P-ZINNEN

demiwater (H2O)

Werkwijze

Vul de proefbuizen met ongeveer 1/3de water.

Breng zoals op de afbeeldingen van elke stof een spatel of enkele druppels met een pipet in de proefbuizen.

bloemsuiker

bloemsuiker en water

keukenzout

zout en water

maisolie

ethanol

maïsolie en water

ethanol en water

krijt

krijt en water

LABO

ONDERZOEK 5

265

LABO Naam:

klas:

Sluit de proefbuizen af met een dop of parafilm en schud even.

Verwerk het afval correct.

nummer:

Herbekijk het instructiefilmpje indien nodig.

Noteer je waarnemingen voor elke proefbuis in de tabel.

GEBRUIK PARAFILM

Waarnemingen Stoffen

Lost op in water

Lost niet op water

zout krijt maïsolie ethanol 6

Verwerking ‑ Deze stoffen lossen op in water:

bloemsuiker

‑ Deze stoffen lossen niet op in water:

‑ Wil je de oplosbaarheid van enkele andere stoffen in water uittesten?

OPEN DE APPLET

Scan dan de QR-code.

Besluit

We ontdekten dat alle / niet alle (schrap wat niet past) stoffen oplossen in water.

We kunnen het al dan niet oplossen van een stof in water gebruiken als een mogelijke manier om een stof te identificeren.

(Schrap wat niet past.)

Oplosbaarheid is wel / niet een stofeigenschap en kan dus wel / niet gebruikt worden om een zuivere stof

te identificeren. Bloemsuiker, zout en ethanol lossen wel / niet op water, terwijl krijt en maïsolie wel / niet oplossen in water.

Reflectie

De uitvoering van de proef verliep vlot / niet vlot (schrap wat niet past), omdat:

Vergelijk je hypothese met je besluit.

266

LABO

ONDERZOEK 5

LABO Naam:

klas:

Tijdens dit labo heb ik gelet op orde en netheid. Gedreven

Goed op weg

In ontwikkeling

Ik draag altijd zorg voor

De leerkracht moet me

Ik heb geen respect

ook aan om

De leerkracht moet mij

materiaal om te gaan.

Ik ruim niet op.

Ik spoor de anderen

het materiaal van de school.

regelmatig aansporen voorzichtig met het

respectvol om te gaan zelden zeggen dat ik nog Ik vergeet vaak op te

Ik ruim altijd

spontaan op en zorg

moet opruimen.

ook dat de anderen in mijn groep dat doen.

ruimen.

Tijdens dit labo heb ik goed samengewerkt met anderen. Gedreven

Goed op weg

voor het materiaal van de school.

met het materiaal.

In ontwikkeling

Onvoldoende

Ik zie wat er nodig is

Ik draag bij aan het

Ik voel me echt niet

verschillende taken

mij te nemen en uit te

taken uit te voeren die

Ik zal niet snel mijn

en ik draag actief bij op mij te nemen en uit te voeren.

groepswerk door

verschillende taken op

Ik spoor anderen

voeren.

ook aan om mee te

werken.

groepswerk door af en toe kleine, relevante

aan de groep door

anderen mij opdragen. Ik werk vooral alleen.

comfortabel met anderen.

ervaringen en kennis delen.

Ik houd me afzijdig tijdens het

groepswerk.

Deze tip geef ik aan mezelf mee om in volgende labo's toe te passen en ze zo vlotter te laten verlopen:

Onvoldoende

Ik draag altijd zorg

voor het materiaal.

nummer:

LABO

ONDERZOEK 5

267

LABO Naam:

klas:

nummer:

Notities

268

LABO

ONDERZOEK 5

LABO Naam:

ONDERZOEK

klas:

nummer:

Scheidingstechnieken 1

Onderzoeksvraag •

Op basis van welke stofeigenschappen kun je een mengsel van zand en water scheiden?

•

Op basis van welke stofeigenschappen kun je een mengsel van water en olie scheiden?

Op basis van welke stofeigenschappen kun je een mengsel van zout en water scheiden?

•

Hypothese

Omcirkel een mogelijke hypothese per deelonderzoeksvraag.

Proef 1: Een mengsel van zand en water kan gescheiden worden op basis van:

massadichtheid – kookpunt – smeltpunt – deeltjesgrootte – geleidbaarheid – oplosbaarheid.

Proef 2: Een mengsel van water en olie kan gescheiden worden op basis van:

massadichtheid – kookpunt – smeltpunt – deeltjesgrootte – geleidbaarheid – oplosbaarheid.

Proef 3: Een mengsel van zout en water kan gescheiden worden op basis van: 3

massadichtheid – kookpunt – smeltpunt – deeltjesgrootte – geleidbaarheid – oplosbaarheid. Benodigdheden

VEILIGHEIDSVOORSCHRIFT

Check steeds goed de veiligheidsmaatregelen en gevaren van alle stoffen en materialen! Materiaal

proef 1

trechter

filtreerpapier

erlenmeyer (100 mL) maatbeker (50 mL)

proef 2

proef 3

glazen staaf spatel

scheitrechter

2 maatbekers (50 mL) statief

statiefklem of - ring lucifers

maatbeker

verbrandingskroes driepikkel

Stoffen 10 g zand

20 mL kraantjeswater

20 mL maïsolie

20 mL kraantjeswater keukenzout

20 mL kraantjeswater

draadnet of pijpaardendriehoek kroestang

bunsenbrander spatel

LABO

ONDERZOEK 6

269

LABO Naam:

klas:

nummer:

Werkwijze Proef 1 1

Neem een maatbeker.

Plaats een filtreerpapier in een trechter.

Giet daarin 20 mL kraantjeswater.

Voeg er twee spatels zand aan toe.

GEBRUIK FILTREERPAPIER

Herbekijk het instructiefilmpje indien nodig. Plaats de trechter op de erlenmeyer. Giet het mengsel langs een glazen staaf in de trechter.

glazen staaf

Noteer je waarnemingen.

filtreerpapier

trechter

zand

maatbeker

erlenmeyer water + zand

Proef 2

Bevestig een scheitrechter aan een statief d.m.v. statiefklem of -ring.

Giet daarin 20 mL kraantjeswater.

2 3

5 6

Plaats een maatbeker onder de scheitrechter. Neem een tweede maatbeker. Laat het mengsel even staan.

Breng het mengsel over in de scheitrechter.

Herbekijk het instructiefilmpje indien nodig. Noteer je waarnemingen.

Draai het kraantje van de scheitrechter open,

zodat de onderste component in de maatbeker loopt.

component volledig in de beker is gelopen.

11 Noteer je waarnemingen.

LABO

GEBRUIK SCHEITRECHTER

Voeg er 20 mL maïsolie aan toe.

10 Draai het kraantje dicht op het moment dat die

270

water

ONDERZOEK 6

scheitrechter statief

water + maisolie maatbeker

water + maisolie

LABO Naam:

klas:

nummer:

Proef 3 1

Neem een maatbeker.

Steek de bunsenbrander aan.

3 5 6

Giet daarin 20 mL kraantjeswater.

Voeg er twee spatels zout aan toe.

GEBRUIK BUNSENBRANDER

Herbekijk de instructievideo indien nodig.

Plaats de driepikkel met draadnet over de bunsenbrander. Giet wat zoutoplossing in een verbrandingskroes. Plaats de verbrandingskroes op het draadnet m.b.v. een kroestang.

Blijf de oplossing verhitten tot alle water is verdampt.

Noteer je waarnemingen.

Waarnemingen Proef 1

Proef 2

zoutoplossing

maatbeker

driepikkel

bunsenbrander

draadnet

10 Verwerk het afval correct.

verbrandingskroesje

Proef 3

Besluit

Proef 1: Een mengsel van zand en water werd gescheiden op basis van verschil in

Proef 3: Een mengsel van zout en water werd gescheiden op basis van verschil in

Proef 2: Een mengsel van water en olie werd gescheiden op basis van verschil in

Reflectie

De uitvoering van de proef verliep vlot / niet vlot (schrap wat niet past), omdat:

Vergelijk je hypothese met je besluit.

LABO

ONDERZOEK 6

271

LABO Naam:

Tijdens dit labo heb ik correct gefiltreerd. Gedreven

Goed op weg

Ik kan zonder

Ik kan zonder hulp

Ik kan meestal zonder

stappenplan om te

om te filtreren al goed.

om te filtreren nog niet

probleem filtreren. Ik ken het

filtreren heel goed.

Ik kan anderen vaak

helpen. d

filtreren.

Ik ken het stappenplan De leerkracht moet me maar af en toe

aansporen om de juiste stappen te volgen.

Gedreven

Goed op weg

volledig.

filtreren niet.

Ik ken het stappenplan De leerkracht moet me vaak aansporen om de

gebruiken.

om een scheitrechter te

Ik ken het stappenplan

gebruiken heel goed. Ik kan anderen vaak helpen.

gebruiken al goed.

De leerkracht moet me maar af en toe

aansporen om de juiste stappen te volgen.

Tijdens dit labo heb ik zelfstandig gewerkt.

Goed op weg

om een scheitrechter

stappenplan om

gebruiken.

te gebruiken nog niet volledig.

De leerkracht moet me vaak aansporen om de

Ik ken het

de scheitrechter te gebruiken niet.

juiste stappen te volgen. In ontwikkeling

Onvoldoende

Ik denk meestal zelf

Ik denk eerst na, maar als Ik vraag vrijwel altijd

oplossing.

mogelijke oplossing

hulp aan de leerkracht.

naar een mogelijke Ik zal de leerkracht

pas om hulp vragen

als ik alle mogelijke

denkstrategieën heb

toegepast.

goed na en zoek

zelfstandig naar een vooraleer ik hulp inschakel.

Ik geef niet snel op.

ik niet onmiddellijk een oplossing zie, vraag ik

heel snel hulp aan de leerkracht.

Ik ga zelf niet aan de slag om oplossingen te bedenken, maar wacht liever af.

Deze tip geef ik mee aan mezelf om in de volgende labo's toe te passen en ze zo vlotter te laten verlopen:

LABO

gebruiken.

Ik denk zelf goed na en zoek zelfstandig

272

Ik kan zonder hulp

de scheitrechter niet

Gedreven

Onvoldoende

hulp een scheitrechter

een scheitrechter te

In ontwikkeling

Ik kan meestal zonder

scheitrechter gebruiken.

stappenplan om

Ik ken het

stappenplan om te

juiste stappen te volgen.

Ik kan zonder hulp een

Ik ken het

Ik kan zonder hulp

niet filtreren.

Ik kan zonder scheitrechter

Onvoldoende

hulp filtreren.

Tijdens dit labo heb ik de scheitrechter correct gebruikt. probleem een

In ontwikkeling

nummer:

klas:

ONDERZOEK 6

LABO Naam:

ONDERZOEK

klas:

nummer:

Scheidingsschema's 1

Onderzoeksvraag Met behulp van welke scheidingstechnieken kan een mengsel van zand, olie en water worden gescheiden?

Hypothese

We helpen je op weg om tot een hypothese te komen.

Welk soort mengsel ontstaat als je zand, olie en water bij elkaar voegt en roert? Schrap wat niet past.

Wat gebeurt er met het zand?

een heterogeen / homogeen mengsel Wat er gebeurt er met de olie?

→ Hypothese: Welke scheidingstechniek zou je toepassen om de volgende mengsels te scheiden? olie en water:

•

zand en water:

•

Stel een scheidingsschema op.

Benodigdheden

VEILIGHEIDSVOORSCHRIFT

Check steeds goed de veiligheidsmaatregelen en gevaren van alle stoffen en materialen!

Noteer nu zelf welke materialen je nodig hebt om de scheiding te kunnen uitvoeren. Materiaal

Stoffen

kraantjeswater (ongeveer 100 mL) olie (ongeveer 10 mL) zand (handvol)

LABO

ONDERZOEK 7

273

LABO Naam:

klas:

nummer:

TIP Bekijk de instructievideo over het correct gebruik van filtreerpapier.

GEBRUIK FILTREERPAPIER

Werkwijze Noteer hieronder jouw werkwijze voor het scheiden in afzonderlijke componenten (volg daarvoor je scheidingsschema).

Waarnemingen

Noteer hier jouw waarnemingen na elke scheidingstechniek.

Besluit

Formuleer een antwoord op de onderzoeksvragen.

We kunnen een mengsel van zand, olie en water scheiden door middel van

Reflectie

Was je scheidingsschema correct? Schrap wat niet past.

Wat moet je aanpassen?

ja / neen

274

LABO

ONDERZOEK 7

LABO Naam:

klas:

nummer:

Op basis van welke stofeigenschappen werden de stoffen uiteindelijk gescheiden?

Scheidingstechniek 1 =

→ op basis van verschil in Tijdens dit labo heb ik correct kunnen filtreren. Gedreven

Goed op weg

Ik kan zonder

Ik kan zonder hulp

stappenplan om te

om te filtreren al goed.

probleem filtreren. Ik ken het

filtreren heel goed.

Ik kan anderen vaak helpen.

filtreren.

Ik ken het stappenplan De leerkracht moet me maar af en toe

aansporen om de juiste stappen te volgen.

In ontwikkeling

Ik kan zonder hulp

om te filtreren nog niet

stappenplan om te

hulp filtreren.

Gedreven

Ik ken het stappenplan volledig.

De leerkracht moet me vaak aansporen om de

Ik ken het

filtreren niet.

juiste stappen te volgen.

Goed op weg

In ontwikkeling

Ik kan zonder probleem Ik kan zonder hulp

Ik kan meestal zonder

Ik ken het stappenplan

een scheitrechter

om een scheitrechter

te gebruiken/te

gebruiken/decanteren. Ik ken het stappenplan te gebruiken/te

decanteren al goed.

decanteren heel goed.

Ik kan anderen vaak helpen.

De leerkracht moet me maar af en toe

aansporen om de juiste stappen te volgen.

Tijdens dit labo heb ik ordelijk en netjes gewerkt. Gedreven

Ik kan niet slordig werken. Als de

resultaten niet

kloppen, begin ik

opnieuw. Ik wil de

opdracht altijd goed uitvoeren. Ik spoor

anderen dan ook vaak aan om nauwkeuriger

niet filtreren.

Tijdens dit labo heb ik correct kunnen decanteren/de scheitrechter kunnen gebruiken.

gebruiken/decanteren.

Onvoldoende

Ik kan meestal zonder

→ op basis van verschil in

Scheidingstechniek 2 =

te werken.

Goed op weg

Onvoldoende

Ik kan zonder hulp

hulp een scheitrechter

de scheitrechter

om een scheitrechter te

Ik ken het

gebruiken/decanteren.

niet gebruiken/niet decanteren.

gebruiken/te decanteren stappenplan om nog niet volledig.

De leerkracht moet me vaak aansporen om de

juiste stappen te volgen.

de scheitrechter te gebruiken/te

decanteren niet.

In ontwikkeling

Onvoldoende

Ik ben ordelijk en wil

Ik heb regelmatig hulp

Ik heb veel moeite met

lastig om dat bij elke

uitvoeren … van de

van de opdracht ...

meestal alles juist

nodig bij het ordenen,

uitvoeren, maar vind het juist invullen, goed taak te doen.

Heel af en toe moet de

leerkracht me wijzen op slordigheden.

het juist uitvoeren van de proef, het invullen

opdracht.

Ik wil me er snel van

regelmatig bijsturen

moet me meermaals

De leerkracht (of

anderen) moet(en) me om het juist te doen.

afmaken, zonder dat ik nadenk. De leerkracht per proef aansporen

om nauwkeurig te zijn.

Deze tip geef ik mee aan mezelf om in de volgende labo’s toe te passen en ze zo vlotter te laten verlopen:

LABO

ONDERZOEK 7

275

LABO Naam:

klas:

nummer:

Notities

276

LABO

ONDERZOEK 7

LABO Naam:

ONDERZOEK

klas:

nummer:

Metalen herkennen 1

Onderzoeksvraag Op basis van welke eigenschappen kun je metalen van elkaar onderscheiden?

Hypothese

TIP

Ik denk dat …

Scan de QR-code om je te helpen bij

de hypothese.

Benodigdheden !

VEILIGHEIDSVOORSCHRIFT

EIGENSCHAPPEN METALEN

Check steeds goed de veiligheidsmaatregelen en gevaren van alle stoffen en materialen! Materiaal

magneet

bunsenbrander kroestang

maatbeker

Stoffen

ijzer (Fe)

magnesiumlint (Mg) koper (Cu) lood (Pb) zink (Zn)

inox staal (legering van Fe) aluminium (Al)

H- en P-ZINNEN

2 onbekende metalen kraantjeswater

Werkwijze

Onderzoek welke metalen uit de lijst:

zinken in een maatbeker met water;

buigzaam zijn;

b c

e f

roest vertonen;

aangetrokken worden door een magneet; een bepaalde kleur hebben;

metaal

GEBRUIK BUNSENBRANDER

kroestang

snel ontvlammmen in de bunsenbrander.

Noteer je waarnemingen.

bunsenbrander

Houd de stukjes metaal een voor een in de vlam van de bunsenbrander. Noteer je waarnemingen.

LABO

ONDERZOEK 8

277

LABO Naam:

klas:

nummer:

VEILIGHEIDSVOORSCHRIFT Houd altijd water of een zandbak ter beschikking als je metalen in de vlam houdt.

Verwerk het afval correct.

Waarnemingen Noteer voor elke stof een aantal typische kenmerken. Gebruik de eigenschappen kleur, massa, •

stukje ijzer:

•

stukje magnesiumlint:

• •

stukje koper:

plaatje lood:

stukje zink:

stukje aluminium:

•

stukje inox:

Verwerking

Je krijgt van je leerkracht twee onbekende metalen. Welke eigenschappen ga je gebruiken om ze van elkaar te onderscheiden? Stel een determineertabel op.

Metaal 1: Metaal 2:

Besluit

Je kunt metalen van elkaar onderscheiden op basis van

Er zijn nog andere manieren om metalen van elkaar te onderscheiden, bijvoorbeeld op basis van geleidbaarheid.

278

LABO

ONDERZOEK 8

•

ontvlambaarheid en magnetische aantrekking om de metalen van elkaar te onderscheiden.

LABO Naam:

klas:

nummer:

Reflectie a

Dit labo verliep vlot / niet vlot (schrap wat niet past). Indien niet, waarom niet?

Vergelijk je hypothese met je besluit.

Tijdens dit labo heb ik over het algemeen veilig gewerkt. Gedreven

Ik ga altijd veilig te werk en zal nooit risico’s nemen gevaar breng.

Ik zal anderen ook

aansporen om veilig te werken.

De leerkracht moet

anderen in gevaar

anderen (en mezelf) in

omdat ik anderen

nemen waardoor ik breng.

VA Tijdens dit labo heb ik zelfstandig gewerkt. Gedreven

me af en toe tot de

orde roepen omdat ik

Goed op weg

gevaar breng.

Ik kan de risico’s soms moeilijk inschatten.

In ontwikkeling

Ik denk zelf goed na

Ik denk meestal zelf

Ik denk eerst na, maar

oplossing.

mogelijke oplossing

vraag ik hulp aan de

en zoek zelfstandig naar een mogelijke Ik zal de leerkracht

pas om hulp vragen

als ik alle mogelijke

denkstrategieën heb toegepast.

Onvoldoende

Ik ga veilig te werk.

Ik zal nooit risico’s

Ik kan risico’s goed inschatten.

In ontwikkeling

waardoor ik anderen in

Goed op weg

goed na en zoek

zelfstandig naar een vooraleer ik hulp inschakel.

Ik geef niet snel op.

me regelmatig tot de orde roepen

(en mezelf) in gevaar breng.

Ik kan de risico’s

moeilijk inschatten.

Onvoldoende Ik vraag vrijwel altijd

als ik niet onmiddellijk

heel snel hulp aan de

leerkracht.

slag om oplossingen

een oplossing zie,

leerkracht.

Ik ga zelf niet aan de te bedenken, maar wacht liever af.

LABO

ONDERZOEK 8

279

LABO Naam:

Tijdens dit labo heb ik geconcentreerd gewerkt. Gedreven

Ik kan een uur

geconcentreerd bezig zijn met de opdracht.

Ik verlies de opdracht (bijna) nooit uit het oog.

Goed op weg

In ontwikkeling

Ik ben meestal met de

Regelmatig verlies ik

concentratie en ben ik

dingen (of leerlingen)

opdracht bezig.

Soms verlies ik mijn

met iets anders bezig.

Ik vind het erg lastig

om een heel lesuur

bezig te zijn.

Ik ben vaak afgeleid

durf ik met andere

Ik vind het moeilijk om een heel uur

geconcentreerd te

geconcentreerd te blijven.

en dikwijls met

andere dingen (of leerlingen) bezig.

Deze tip geef ik mee aan mezelf om in de volgende labo's toe te passen en ze zo vlotter te laten verlopen:

LABO

Onvoldoende

mijn concentratie en

werken.

280

nummer:

klas:

ONDERZOEK 8

LABO Naam:

ONDERZOEK

klas:

nummer:

Chemisch of fysisch proces 1

Onderzoeksvraag Wat is het verschil tussen een chemisch en een fysisch proces?

Hypothese

TIP

Scan de QR-code

en bekijk de

checklist voor het stellen van een

goede hypothese.

Benodigdheden !

VEILIGHEIDSVOORSCHRIFT

CHECKLIST HYPOTHESE

Check steeds goed de veiligheidsmaatregelen en gevaren van alle stoffen en materialen! Materiaal

proef 1

lucifers

kroestang kaars

proef 2

lucifer

maatbeker

maatbeker 50 mL roerstaaf

maatbeker

maatcilinder

Stoffen

ijzeren spijker

koud kraantjeswater

25 mL volle melk 10 mL azijn

pipet

proef 3

erlenmeyer

filtreerpapier trechter

bunsenbrander lucifers

kroestang

suikerklontje

verbrandingskroes

LABO

ONDERZOEK 9

281

LABO Naam:

klas:

nummer:

Werkwijze kaars

Proef 1 1

Steek de kaars aan.

Laat het kaarsvet in het water druppelen.

3 5 6

Vul de maatbeker met koud water.

Houd de kaars boven de maatbeker met water. Observeer en noteer wat er gebeurt. Verwerk het afval correct.

Proef 2 1

Vul de maatbeker tot de helft met melk.

Roer het geheel met de roerstaaf.

Vul een maatcilinder met 10 mL azijn. Gebruik daarvoor de pipet.

Giet het mengsel in de trechter.

Observeer en noteer wat er gebeurt. Verwerk het afval correct.

Proef 3

glazen roerstaaf

filtreerpapier

trechter

2 3 4

Steek de bunsenbrander aan. Herbekijk de instructievideo

indien nodig.

Breng een suikerklontje in een verbrandingskroes. Verhit.

Observeer en noteer wat er gebeurt. Verwerk het afval correct. Waarnemingen

Noteer je waarnemingen in de tabel. Proef 1

Proef 2

Proef 3

282

LABO

GEBRUIK FILTREERPAPIER

erlenmeyer melk + azijn

verbrandingskroesje

koud water

maatbeker

ONDERZOEK 9

suikerklontje

kroestang bunsenbrander

GEBRUIK BUNSENBRANDER

LABO Naam:

klas:

nummer:

Verwerking

Plaats op basis van je waarnemingen de drie proeven in de juiste kolom van de tabel. Fysisch proces

Welk criterium heb je gebruikt om deze indeling te maken? Fysisch proces

Tijdens de proef met melk en azijn werd een eiwit gevormd dat ook zorgt voor het vormen van kaas uit melk. Het wordt daarom ook ‘kaasstof’ genoemd. Zoek op het internet eens de wetenschappelijke naam op van dat eiwit.

Besluit

Chemisch proces

Schrap in de zinnen wat niet van toepassing is:

•

Tijdens een fysisch / chemisch proces blijven de oorspronkelijke stoffen behouden.

•

Tijdens een fysisch / chemisch proces worden nieuwe stoffen gevormd.

Reflectie

Vergelijk je hypothese met je besluit.

De uitvoering van de proef verliep vlot / niet vlot (schrap wat niet past), omdat:

LABO

ONDERZOEK 9

283

LABO Naam:

Tijdens dit labo werkte ik correct met de bunsenbrander. Gedreven

Ik kan meestal zonder

Ik ken het stappenplan

de bunsenbrander

om de bunsenbrander

correct te gebruiken. Ik kan anderen vaak

helpen.

gebruiken.

Ik ken het stappenplan correct te gebruiken. De leerkracht moet me maar af en toe

aansporen om de juiste stappen te volgen.

Gedreven

Goed op weg

bunsenbrander

om de bunsenbrander

Ik ken het

gebruiken.

correct te gebruiken nog niet volledig.

De leerkracht moet me vaak aansporen om de

niet zonder hulp gebruiken.

stappenplan om de bunsenbrander te gebruiken niet.

juiste stappen te volgen. In ontwikkeling

Onvoldoende

Ik kan meestal zonder

Ik kan de

Ik ken het stappenplan

gebruiken.

de maatcilinder

maatcilinder gebruiken.

om de maatcilinder

correct te gebruiken.

om de maatcilinder De leerkracht moet me maar af en toe

aansporen om de juiste stappen te volgen.

helpen.

Ik ken het stappenplan

hulp de maatcilinder gebruiken.

om de maatcilinder

Ik kan anderen vaak

correct te gebruiken nog niet volledig.

De leerkracht moet me vaak aansporen om de

juiste stappen te volgen.

maatcilinder

niet zonder hulp Ik ken het

stappenplan om

de maatcilinder te gebruiken niet. OF

Ik lees de

maatcilinder foutief af.

Deze tip geef ik mee aan mezelf om in de volgende labo's toe te passen en ze zo vlotter te laten verlopen:

LABO

Ik kan de

hulp de bunsenbrander

Ik kan zonder probleem Ik kan zonder hulp de

correct te gebruiken.

284

Onvoldoende

Tijdens dit labo gebruikte ik de maatcilinder op een correcte manier.

gebruiken.

In ontwikkeling

Ik kan zonder probleem Ik kan zonder hulp gebruiken.

Goed op weg

nummer:

klas:

ONDERZOEK 9

LABO Naam:

ONDERZOEK

klas:

nummer:

Exotherm of endotherm 1

Onderzoeksvraag Zure snoephosties, ook wel vliegende schotels genoemd, zijn snoepjes die bestaan uit twee gekleurde

cirkeltjes met daartussen een mengsel. Wanneer dat mengsel in contact komt met speeksel, word je een sprankelend en verfrissend gevoel gewaar op je tong.

Formuleer op basis van de bovenstaande tekst een goede onderzoeksvraag.

Hypothese

Benodigdheden !

VEILIGHEIDSVOORSCHRIFT

Check steeds goed de veiligheidsmaatregelen en gevaren van alle stoffen en materialen!

Materiaal

twee maatbekers (100 mL)

thermometer (digitaal en tot op 0,1 °C nauwkeurig) pipet

10 zure hosties

100 mL gedemineraliseerd water

Werkwijze

1 2

Doe 100 mL gedemineraliseerd

thermometer

Doe de inhoud van tien hosties

maatbeker

water in de maatbeker.

Meet de temperatuur van het water.

4 5 6

Stoffen

in een droge maatbeker van 100 ml.

Voeg het poeder aan het water toe en roer. Kijk wat er met de temperatuur gebeurt en noteer.

21,0

gedemineraliseerd water

inhoud van 10 zure hosties

Verwerk het afval correct. Waarnemingen

Schrap wat niet past.

De temperatuur daalt / stijgt.

LABO

ONDERZOEK 12

285

LABO Naam:

klas:

nummer:

Verwerking a

Waarom gebruik je best een digitale thermometer die tot op 0,1 °C nauwkeurig meet?

Welk energiediagram past bij je waarnemingen? Omcirkel het juiste antwoord.

E (J)

ER reactieenergie EP

reactieenergie

ΔE < 0

Besluit

t (s) 7

Reflectie

De uitvoering van de proef verliep vlot / niet vlot (schrap wat niet past), omdat:

Vergelijk je hypothese met je besluit.

286

LABO

ONDERZOEK 12

ΔE > 0

t (s)

LABO Naam:

Tijdens dit labo heb ik alle veiligheidsvoorschriften gerespecteerd (niet proeven!). Gedreven

Ik ga altijd veilig te

Goed op weg

De leerkracht moet

anderen in gevaar

anderen (en mezelf) in

omdat ik anderen

gevaar breng.

breng.

Ik zal anderen ook

aansporen om veilig te

nemen waardoor ik

werken.

Ik kan risico’s goed inschatten.

Goed op weg

Mijn werk is ruim op

Mijn werktempo is goed.

aan om sneller te

Het werk is meestal

tijd klaar.

orde roepen omdat ik gevaar breng.

Ik kan de risico’s soms moeilijk inschatten.

werken.

Ik gebruik de

beschikbare tijd zinvol.

In ontwikkeling

Ik heb regelmatig

aansporing nodig om door te werken.

Ik spoor anderen vaak

Ik houd de beschikbare tijd altijd in de gaten.

me regelmatig tot de orde roepen

(en mezelf) in gevaar breng.

Ik kan de risico’s

moeilijk inschatten.

tijdig klaar.

Onvoldoende

Ik verpruts mijn tijd met praten over

andere dingen en wegdromen.

Kortom: mijn

werktempo ligt te laag.

Deze tip geef ik mee aan mezelf om in de volgende labo’s toe te passen en ze zo vlotter te laten

me af en toe tot de

Tijdens dit labo heb ik een goed werktempo aangehouden. Gedreven

Onvoldoende

De leerkracht moet

Ik zal nooit risico’s

waardoor ik anderen in

In ontwikkeling

Ik ga veilig te werk.

werk en zal nooit risico’s nemen

nummer:

klas:

verlopen:

LABO

ONDERZOEK 12

287

LABO Naam:

klas:

nummer:

Notities

288

LABO

ONDERZOEK 12

WOORDENLIJSTEN

THEMA 02

THEMA 04

THEMA 05

THEMA 03

THEMA 01

THEMA 06

WOORDENLIJSTEN

289

Notities

290

291

292

GENIE Chemie GO! 3 leerschrift 2u

Articles inside

1.5 Stofeigenschap: oplosbaarheid van stoffen (in water

CHECK IT OUT

1.1 Wat betekent de term ‘stofeigenschap’?

1.4 Stofeigenschap: geleidbaarheid

CHECKLIST

1.2 Het chemisch etiket

1.5 De algemene veiligheidsregels binnen een labo

1.3 Soorten labomateriaal

THEMASYNTHESE

1.4 Waar moet je op letten bij het uitvoeren van een laboproef?

2.3 De trechter en het filtreerpapier

CHECK IN

2.2 De balans