Deeltjes en elementen VWO PDF

 Deeltjes en elementen  leerdoelen - Stol-, smelt- en fasendiagrammen kunnen lezen, tekenen en begrijpen - Herkennen zuivere stof/mengsel in een fasendiagram - Verschil tussen micro niveau en macro niveau kunnen uitleggen en toepassen. -...

 Deeltjes en elementen  leerdoelen - Stol-, smelt- en fasendiagrammen kunnen lezen, tekenen en begrijpen - Herkennen zuivere stof/mengsel in een fasendiagram - Verschil tussen micro niveau en macro niveau kunnen uitleggen en toepassen. - Verschillende scheikundige en natuurkundige verschijnselen kunnen verklaren zowel op micro als op macroniveau (bv scheidingsmethoden, fasenovergangen enz) - De fasen en fasenovergangen kennen en begrijpen (ook op micro/macroniveau) - De 2 tendensen bij een stof, chaos en orde, kennen - Weten wat we verstaan onder een chemische reactie (definitie) - Weten wanneer iets een chemische reactie is of niet, - Reactie **[schema's]** kunnen noteren - De werking kennen van het apparaat van Hoffman - Weten hoe je zuurstof en waterstof aantoont - Verschillende **[soorten]** reacties kennen en herkennen, denk aan chemische reactie, ontledingsreactie - De 2 ontledingsreacties (thermolyse, elektrolyse) kennen - Begrijpen wat we verstaan we onder elementbehoud. (Stoffen verdwijnen en ontstaan, elementen blijven behouden) - Van de 37 elementen die in de tabel staan moet je de naam en het symbool kennen - Leren en onderhouden van je rekenen, oa massa/volume percentages en concentraties In de eerste module heb je een aantal denkvragen moeten beantwoorden bij de practica. Al die vragen kun je beantwoorden na het doornemen van deze module. In deze module ga je ontdekken hoe het zit met de deeltjes waaruit stoffen bestaan. Ook ga je veel tekenen. Slim om [al je vragen] te beantwoorden met **grijs potlood**. Daarnaast heb je ook minstens 4 kleurpotloden nodig. Veel plezier gewenst! **\ ** **Taak 1 Zuiver of mengsel** We hebben gezien dat we door scheidingsmethoden toe te passen stoffen als het ware uit elkaar kunnen pulken. We kunnen bijvoorbeeld uiteindelijk suiker uit een suikerbiet halen. Maar hoe weten we nu dat suiker óók niet bestaat uit meerdere verschillende stoffen. Kunnen we eindeloos door pulken of bestaat er zoiets als een zuivere stof? Het antwoord is nee! We kunnen niet eindeloos doorgaan met scheiden. Stoffen kun je scheiden dankzij een verschil in eigenschappen van de te scheiden stoffen. Zo kun jij rode en blauwe balletjes met een identiek vorm, gewicht en materiaal enzovoort, scheiden (= sorteren) op grond van een verschil in kleur. 1\. Op welke stofeigenschap berust de scheiding met behulp van extractie?......................................................................................................................................................... 2\. Op welke stofeigenschap berust de scheiding bij indampen of destillatie?......................................................................................................................................................... 3\. Op welke stofeigenschap berust de scheiding bij bezinken (en vervolgens afschenken)?......................................................................................................................................................... Als er in een stof geen verschillende substanties meer te detecteren zijn met een verschillende oplosbaarheid, kookpunt, brandbaarheid enzovoort spreken we van een zuivere stof. [Doel:] In deze taak leer je een methode kennen om onderscheid te kunnen maken tussen een zuivere stof en een mengsel! We gaan het smeltpunt van de zuivere stof palmitinezuur bepalen en we gaan kijken of er iets verandert aan het smeltgedrag als er een mengsel is van verschillende stoffen. Als mengsel gebruiken we bijenwas. 4\. Zoek op internet de smeltpunten op van palmitinezuur en bijenwas en noteer de waarden. Smeltpunt palmitinezuur:............... °C smeltpunt bijenwas:............... °C 5\. Schets (met potlood) in beide grafieken het temperatuurverloop wat je verwacht te meten.  [palmitinezuur:] [bijenwas:] **Leerling experiment 1 bijenwas en palmitinezuur** Bij dit practicum ga je onderzoeken hoe het de zuivere stof palmitinezuur en het mengsel bijenwas stollen. Lees eerst het onderstaande voorschrift goed door. Pak straks een stopwatch en een reageerbuisrekje. Controleer of de stopwatch goed functioneert. Haal vervolgens 2 reageerbuizen bijenwas (BW) en palmitinezuur (PZ) uit het waterbad. In beide reageerbuizen is al een thermometer. Zodra je op je plaats zit ga je [direct] de temperatuur aflezen en start je de stopwatch. Meet elke minuut de temperatuur van beide stoffen. Laat de stopwacht gewoon doorlopen tijdens het aflezen van de temperatuur. Noteer ook waarnemingen zodra je iets van de stoffen ziet veranderen. Gedurende de 15 minuten beweeg je de thermometers heel lichtjes op en neer in de reageerbuizen. Tijd (min) T~bijenwas~ (°C) T~palmitinezuur~ (°C) ------------ ------------------ ----------------------- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Schrijf van dit practicum een verslag op de volgende bladzijden. **Verslag van het 'stol'-practicum** \- Titel van de proef:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. \- Onderzoeksvraag:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. \- Hypothese:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. \- Materialen:.......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... \- Methode:............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ \- Resultaten:..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... **\ ** **Gebruik ook de grafiek om je resultaten in te plaatsen.** **Maak hieronder beide grafieken. Alles in een grafiek doe je altijd met grijs potlood.** **Zowel de bijschriften, getallen als de vloeiende lijn doe je met grijs potlood.** **Zorg eerst voor een logische assenindeling met gelijke stapgroottes.** **Maak je grafiek zo groot mogelijk.**  \- Conclusie:.......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... \- Discussie:.......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... Beantwoord na uitvoering van de proef de volgende vragen: 6\. Bij welke temperatuur stolt de zuivere stof palmitinezuur?............... Bij welke temperatuur smelt palmitinezuur?............... Is er een verschil tussen de waarde van de stoltemperatuur en de smelttemperatuur van een zuivere stof?......................................................................................................................................................... 7\. Heeft een mengsel van twee zuivere stoffen twee smeltpunten?......................................................................................................................................................... 8\. Beschrijf hoe je het verschil ziet tussen de stolgrafieken van een zuivere stof en een mengsel................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... Yasmin en Alexandra doen een proef met 2 stoffen A en B. Hieronder zie je hun metingen. *stof A* *stof B* ----------- ---------- ---------- *t (min)* *T (°C)* *T (°C)* 1 22 22 2 30 30 3 38 38 4 45 44 5 49 48 6 49 51 7 49 53 8 49 55 9 52 58 10 60 65 9\. Teken de tijd-temperatuurgrafieken van beide stoffen met grijs potlood. Schrijf ook de bijschriften in potlood 10\. Leg uit welke stof zuiver is................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 11\. Welk proces vindt plaats bij met beide stoffen.......................................................................................................................................................... 12\. Geef in je grafiek aan in welk deel je te maken hebt met de fasen vast (s), vloeibaar (ℓ) en vast+vloeibaar (s+ ℓ). Een zuivere stof heeft een smeltpunt. Dat is één temperatuur waarbij deze stof smelt. Dat is goed te zien aan de horizontale lijn in je grafiek. Een mengsel van stoffen heeft een smelttraject. Dat is een temperatuurgebied waarin een mengsel van de vaste fase over gaat naar de vloeibare fase. 13\. Bij welke temperatuur kookt water?............... Alcohol kookt bij 78 °C. Met deze twee kookpunten kun je de volgende vraag beantwoorden. 14\. Bij een practicum ga je zowel water koken als een water/alcohol-mengsel. Schets (met potlood) in beide grafieken het temperatuurverloop wat je verwacht te meten.  [Water:] [water/alcohol-mengsel:] 15\. Maak de volgende zin af: Een mengsel van water en alcohol heeft geen kookpunt, maar een.............................. 16\. Schrijf van de zuivere stof water 4 stofeigenschappen op............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ **\ ** **Taak 2 Stoffen, oneindig deelbaar?!** [Oneindig deelbaar?] Stel : we pakken een suikerklontje en slaan er één keer goed met een hamer op. Je hebt dan kristalsuiker. Je kunt deze kristalletjes verder verbrijzelen tot poedersuiker. Zou je die minuscule stukjes suiker in poedersuiker steeds maar weer in nog kleinere stukjes kunnen slaan? Of zou daar op een gegeven moment een eind aan komen? Zou je dus op een gegeven moment eindigen bij "het kleinste korreltje suiker", de basis bouwsteen van de stof suiker? Deze vraag heeft wetenschappers en filosofen al duizenden jaren beziggehouden. In de vijfde eeuw voor Christus gebruikten de Griekse filosoof Leucippus en zijn leerling Democritus het woord *a-tomos* ( letterlijk "niet-snijdbaar) om het kleinste afzonderlijke stukje materie aan te duiden. Omdat al snel duidelijk werd dat deze stukjes materie ongelooflijk klein moeten zijn, lukte het lange tijd niet deze aan te tonen en geloofden dan ook velen niet in het bestaan ervan. Pas in de 19^e^ eeuw deed de Schot Robert Brown een grote stap voorwaarts met een interessante ontdekking. **Even een beetje filosofie** Stel je voor dat alle materie tot in het oneindige deelbaar is. Dan zou de aardbol met alles erop en eraan ook kunnen bestaan in het formaat van een doperwtje. En die kleine mensjes zouden niet in de gaten hebben dat hun wereldje eigenlijk heel klein is. De begrippen groot en klein zouden eigenlijk helemaal geen betekenis hebben, je kunt immers oneindig verkleinen en oneindig opschalen. Ook in onze wereld zou het betekenis hebben. We zouden onze computers bijvoorbeeld oneindig klein kunnen maken. Stel je voor: al het ooit geschrevene, gefotografeerde en gefilmde, opgeslagen op een chipje ter grootte van het puntje van een naald! **Demonstratie 1 Brownse beweging** a\. Wat zie je?......................................................................................................................................................... b\. Kan dode materie bewegen?......................................................................................................................................................... c\. Geef een mogelijke verklaring voor de bewegingen die je ziet.......................................................................................................................................................... De **Brownse beweging** is een natuurkundig verschijnsel, in 1827 beschreven door de Schotse botanicus Robert Brown bij onderzoek van stuifmeelkorrels in een vloeistof onder de microscoop. Hij merkte op dat de deeltjes, hoewel bestaande uit dode materie, een onregelmatige eigen beweging  vertoonden en volgens een toevallig aandoend patroon in alle richtingen weg konden schieten. Wanneer deze aaneenschakeling van minuscule toevallige verplaatsingen lang genoeg duurt, verplaatst een dergelijk deeltje zich geleidelijk. De verklaring van de Brownse beweging is, dat kleine stuifmeelkorrels onderhevig zijn aan botsingen met talloze nog veel kleinere niet zichtbare deeltjes van het gas of de vloeistof waarin ze zweven. De hevigste botsingen daaronder brengen voldoende energie over om microscopisch waarneembare bewegingen te veroorzaken. De Brownse beweging is dus een aanwijzing voor het bestaan van kleinste deeltjes stof. Deze kleinste deeltjes van een stof noemen we **moleculen** (molecula is Latijn voor een "kleine moles" -- een kleine massa). Kun je er geen genoeg van krijgen, dan is dit een mooie opname van de Brownse beweging: plaatje van een driedimensionale Brownse beweging Met moderne technologie dringen we letterlijk steeds dieper in de materie door. We verkennen steeds kleinere structuren. En ook dan lijkt het erop dat er zoiets bestaat als kleinste deeltjes. 2 films over het grootste én het kleinste: of  1\. In de vorige module heb je een proef gedaan met willekeurige bewegingen. Wat heb je in die proef gedaan?.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 2\. Hoe noemen we de kleinste deeltjes van een zuivere stof die de eigenschappen van die stof hebben?................................................... 3\. Zijn er volgens jou grenzen aan het kleiner maken van bijvoorbeeld een geheugenchip? Waar wordt die grens door bepaald?.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... **\ ** **Micro- en Macroschaal** Om verschijnselen bij scheikunde te kunnen verklaren is het soms handig om op micro of macro niveau te "kijken". In dit verband betekent micro "klein". Macro is eigenlijk het tegenovergestelde en betekent dus "groot". **[Macroschaal: ]** Als we het hebben over dingen die we kunnen zien, meten of bv wegen hebben we het over macro-schaal. Als bv olie niet met water mengt, noemen we dat de macro-schaal. **[Microschaal:]** Maar in de scheikunde is ook de 'micro-schaal' van wezenlijk belang. Dat is de schaal van de atomen en de moleculen, van de kleinste deeltjes. Daar kunnen we ons alleen maar een voorstelling van maken, een model. Denken vanuit deeltjes (microschaal) is wezenlijk voor de scheikunde, we snappen dankzij een deeltjesmodel zoveel meer van de eigenschappen van stoffen. Maar pas op, het deeltjesmodel blijft een model en perfecte modellen bestaan niet. Over hoe moleculen en zeker hoe atomen in elkaar zitten is nog veel onduidelijk. Het deeltjesmodel is nog niet af. **[Micro/Macro plaatsbepaling]** *De microschaal is heel klein, kleiner dan een miljoenste millimeter (= 1 nanometer), ver buiten het bereik van waarneming met onze zintuigen.* Belangrijk is dat je probeert goed uit elkaar te houden of je over de macro- of microschaal praat. Bij het verhitten van suiker zonder dat er (veel) lucht bij kan, komt waterdamp vrij en ontstaat koolstof. ( dat is macro-schaal ). De uitspraak dat in een molecuul suiker koolstof-, zuurstof- en waterstofatomen aanwezig zijn, is micro schaal. De macroschaal eindigt waar onze ogen het opgeven: rond de millimeter. Maar de microschaal begint pas bij een miljardste millimeter. Daar zit een groot gebied tussen: de mesoschaal. Daar valt ook veel te ontdekken en te onderzoeken. Denk aan hoe veel biologen dankzij de microscoop te weten zijn gekomen. Dit gebied laten we voorlopig even buiten beschouwing. **[\ ]** **[Praktisch:]** Deeltjes of groepen van deeltjes op micro niveau kunnen we ons soms bijvoorbeeld proberen voor te stellen als ronde ballen, of knikkers. (ballenbakmodel) Hiermee kunnen we bepaalde eigenschappen beter leren begrijpen. Bij taak 8 gaan we nog uitgebreid oefenen. **Schematisch** **Stoffen en reacties door de ogen van chemici ( macro) en *in hun hoofd (model, micro)*** **Macro (zichtbaar) *Micro (model)*** Stoffen moleculen zuivere stof mengsel *1 soort molecuul* *meerdere soorten* *moleculen* **scheiden *moleculen sorteren*** N.O.S. O.S. *1 soort atoom meerdere soorten atomen*\ elementair verbinding *aanwezig in elk molecuul* (bestaat uit één element) (bevat meer dan een element) 80 metalen 20 niet metalen N.O.S. : Niet Ontleedbare Stoffen O. S. : Ontleedbare stoffen **\ Proef - bewegen in water** [Inleiding] Hoe beweegt een stof die oplost zich in het oplosmiddel? In deze proef ga je dat ontdekken. [Werkwijze] Leg een houten plaat op tafel, hier ga je op werken vanwege de kleurstof. Pak 3 bekerglazen van 150 mL. Vul 2 van de 3 bekerglazen met 100 mL [koud] water. Laat deze 2 bekerglazen 1 minuut op de tafel staan zodat het water helemaal [niet] meer beweegt. Doe na 1 minuut in elk bekerglas koud water één druppeltje kleurstof. Hoe minder, des te mooier het resultaat. Beschrijf in elk van de bekerglazen wat je ziet gebeuren.......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... Zijn de bewegingen van de kleurstof in elk bekerglas hetzelfde of verschillen ze?.......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... Wat neem je waar na een minuut of 3?.......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... Vul nu het 3^e^ bekerglas met heet water uit de waterkoker en laat ook dit bekerglas 1 minuut op tafel rusten voordat je hier 1 druppeltje kleurstof in doet. Beschrijf wat er met de kleurstof gebeurt in dit hete water................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ Maak op de volgende bladzijde een tekening van de bewegingen van kleurstof in zowel koud als warm water. [Tekening: (met potlood natuurlijk)] Het gekleurde water mag gewoon door de gootsteen. [Bewegingen van kleurstof in water] Wat je hebt kunnen ontdekken bij de proef zijn de volgende dingen: - de opgeloste stof verspreid zich naar alle plaatsen in het water; - de verspreiding vindt willekeurig plaats; - in warm water gaat de verspreiding veel sneller. 1\. Hoe noemen we de kleinste deeltjes van een zuivere stof die de eigenschappen van die stof hebben?................................................... 2\. Zijn er volgens jou grenzen aan het kleiner maken van bijvoorbeeld een geheugenchip? Waar wordt die grens door bepaald?.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... **Taak 3 Waarom zijn er drie fasen?** In een **[vaste stof]** liggen de deeltjes (moleculen) netjes (soms minder netjes) ordelijk op een rijtje, er is weinig ruimte tussen de deeltjes. We zouden dit een ballenbakmodel kunnen noemen (zie plaatje op de volgende bladzijde. De vraag is nu: hoe onderscheidt dit plaatje zich van een plaatje van een vloeistof en één van een gas. Bedenk hoe de ballenbakmodellen voor een vloeistof en een gas eruit zien. **Demonstratie 2 samendrukbaarheid gas/vloeibaar/vast** 1\. Teken op basis van wat je hebt geleerd uit het demonstratie experiment hieronder een deeltjesmodel voor een vloeistof en een deeltjesmodel voor een gas. In een **[vloeistof]** is de ordening veel minder. De moleculen kunnen langs elkaar bewegen en van plaats verwisselen (materiaal is vloeibaar/vervormbaar). De ruimte tussen de deeltjes is echter niet veel groter dan bij een vaste stof. In een **[gas]** bevinden de deeltjes zich op grote gemiddelde afstand van elkaar. Er is veel lege ruimte! Maar hoe kunnen we verklaren dat er verschillende fasen kunnen bestaan? [Waarom worden stoffen juist bij hoge temperatuur gasvormig en bij lage vast, waarom niet andersom?] Om antwoord op deze vraag te krijgen zullen we eerst iets meer moeten weten over wat temperatuur en warmte eigenlijk is. **Demonstratie 3 ballon in vacuüm** 2\. Wat verandert er op deeltjesniveau (microniveau) onder de stolp zodra ik de vacuümpomp aanzet?.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 3\. Streep weg: Als ik de vacuümpomp inschakel: blijft de gasdruk in de ballon gelijk / neemt de gasdruk in de ballon af / neemt de gasdruk in de ballon toe. 4\. Streep weg: Als ik de vacuümpomp inschakel: blijft de gasdruk buiten de ballon gelijk / neemt de gasdruk buiten de ballon af / neemt de gasdruk buiten de ballon toe. 5\. Geef op microniveau een verklaring voor de volumevergroting van de ballon............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ **Demonstratie 4 fles in warm water** 6\. Geef op microniveau een verklaring voor je waarnemingen............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ Je zou kunnen zeggen dat in een warm gas de deeltjes harder botsen en dus sneller bewegen dan in een koud gas. Hoe zou je op microniveau deeltjes sneller kunnen laten bewegen? Juist, een schop geven. Opwarmen is niets anders dan langzame deeltjes (het materiaal dat je wilt opwarmen) in contact brengen met hele snelle deeltjes. De deeltjes in het op te warmen materiaal gaan dan gemiddeld sneller bewegen en dat heet dan dat het materiaal een hogere temperatuur krijgt. [Maar... als deeltjes bewegen waarom blijven ze in de vloeibare en vaste fase dan toch bij elkaar???] **Leerling experiment 2 Paraffinepapier en water** Probeer uit een flesje voorzichtig één druppel water te drukken zonder dat deze er afvalt. Bekijk hoever je de druppel kan laten groeien zonder dat hij valt. Maak met behulp van de pipet vier waterdruppels tot één grote druppel op het papier. Beweeg het papier zo dat de druppel heen en weer over het papier 'rolt'. Probeer met een spatel de druppel te scheiden in twee druppels. Breng de twee druppels voorzichtig heel dicht bij elkaar en laat ze contact maken. a\. Bij het uitdrukken van de pipet, bleef het water bij elkaar of viel het uit elkaar?......................................................................................................................................................... b\. Bleef de druppel bij het 'rollen' stabiel?......................................................................................................................................................... c\. Was de druppel makkelijk te splitsen?......................................................................................................................................................... d\. Waren de twee druppels makkelijk te verenigen?......................................................................................................................................................... 7\. Welke conclusie kun je op basis van je waarnemingen in bovenstaand experiment trekken over de eigenschappen van watermoleculen?........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... In elke stof kunnen we dus twee tendensen onderscheiden: \- één van orde, dankzij de werking van krachten -- aantrekkende krachten houden de deeltjes bij elkaar = orde \- één van chaos, toe te schrijven aan de beweeglijkheid van de deeltjes. Verwarming betekent op moleculair niveau: verhoging van de snelheden van de deeltjes. Iets vergelijkbaars kun je zien via de link die hieronder staat. *Grappig hè : als je een stof verwarmt, betekent dat dus eigenlijk dat je de moleculen van die stof sneller laat bewegen. Een thermometer zou dus eigenlijk niet in graden Celsius moeten meten, maar in kilometer per uur!* 8\. In elke stof kunnen we twee tendensen onderscheiden. Maak hieronder een tekening van de twee tendensen die in elke stof zijn te onderscheiden. Natuurlijk teken je dat met behulp van kleine deeltjes. 9\. Beschrijf in eigen woorden wat je in deze taak hebt geleerd over moleculen..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... **\ ** **Ruimte voor een samenvatting of aantekeningen**...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................**\ ** **Taak 4 Faseovergangen** [Snelheid van de deeltjes] Moleculen bewegen zeer snel. Snelheden van meer dan 1000 km/h zijn normaal. De snelheid van een molecuul varieert voortdurend door botsingen en dergelijke. Het beste spreken we daarom over de gemiddelde snelheid. Die hangt met twee zaken samen: *Temperatuur* -- hoe hoger de gemiddelde snelheid, des te hoger de temperatuur; *Massa* -- bij constante temperatuur hebben zwaardere deeltjes een lagere gemiddelde snelheid. Afkoelen betekent dus het verlagen van de gemiddelde snelheid van deeltjes. Hieruit kunnen we afleiden dat er een minimumtemperatuur voor een stof moet zijn. Dit is de temperatuur waarbij alle deeltjes tot stilstand zijn gekomen. Deze temperatuur waar de deeltjes geen bewegingsenergie meer hebben is voor alle stoffen gelijk. Het is qua temperatuur het absolute nulpunt. Stilstand wordt bereikt bij -273 ^0^ C. Op een andere temperatuurschaal, de schaal van Kelvin, is het dan 0 K(elvin). Door verwarming/afkoeling kan de ene fase in de andere overgaan. [Fase overgangen verklaarbaar?] Verder met stoffen nu. Stoffen kunnen in drie fasen voorkomen : de vaste, de vloeibare en de gasvormige fase. Tussen deze drie fasen zijn 6 faseovergangen mogelijk zoals je ziet in de tekening. Nu we kennis hebben gemaakt met het molecuulmodel, kunnen we proberen deze faseovergangen te verklaren. [De faseovergang vast ↔ vloeibaar (smelten / stollen)] Naarmate de deeltjes (die elkaar aantrekken) sneller bewegen is het moeilijker ze nog bij elkaar te houden - er is een strijd tussen orde en chaos. Bij een bepaalde temperatuur (voor elke vaste stof die kan smelten een andere) verliezen de krachten het. De deeltjes bewegen dan zo snel dat ze niet meer op een vaste plaats gehouden kunnen worden. Zij verlaten hun vaste plaatsen en krioelen langs elkaar - de vaste stof is een vloeistof geworden. De temperatuur waarbij dit gebeurt is het smeltpunt van de vaste stof. Omgekeerd zal bij temperatuurdaling in een vloeistof door de aantrekking van deeltjes de orde het op een gegeven moment winnen van de chaos. De vloeistof stolt en wordt vast. Dit gebeurt bij het stolpunt. Stolpunt en smeltpunt zijn bij elke stof aan elkaar gelijk -- bij die temperatuur kan de stof dan ook in twee fasen voorkomen. *Opmerking: bij water noemen we stollen ook wel bevriezen -- maar dat is alleen zo bij water en bij geen enkele andere vloeistof!* [\ ] [De overgang vloeistof ↔ damp (verdampen / condenseren)] Ook in een vloeistof oefenen de deeltjes krachten op elkaar uit. Maar ook daar is er een strijd om de nog bestaande orde teniet te doen. Deze strijd wordt door de chaos met succes gevoerd aan het oppervlak van de vloeistof. Stel dat een deeltje door wat toevallige botsingen met zijn buren een grote snelheid omhoog heeft gekregen. Zo'n deeltje kan dan uit de vloeistof ontsnappen aan de aantrekkende krachten van zijn buren. Als dat met veel deeltjes gebeurt, zeggen we dat de vloeistof verdampt. Nog is alles niet verloren\... Ontsnapte vloeistofdeeltjes botsen vaak tegen luchtmoleculen (of tegen elkaar) en kunnen dan wel een snelheid omlaag krijgen. Hop, daar zitten ze weer gevangen in de vloeistof! Dit terugkeerproces vertraagt het verdampen. Je kunt begrijpen hoe je verdampen kunt versnellen: \- hoge temperatuur → grote kans op voldoende snelheid om te ontsnappen \- groot oppervlak; alleen aan het oppervlak kunnen de deeltjes ontsnappen. Door dat groot te maken neemt het aantal deeltjes dat aan het oppervlak zit toe, en dus ook de ontsnappingskans. \- vacuüm (=luchtledig) maken van de ruimte boven de vloeistof: een eenmaal ontsnapt molecuul kan dan niet door een "ongelukkige" botsing weer terug keren in de vloeistof. \- wat ook al helpt : blazen. Als je de ontsnapte moleculen wegblaast, kunnen die ook niet meer terugkeren. Condenseren gebeurt als een damp afkoelt. (Zo ontstaat "regen" in hogere, koudere luchtlagen) Vloeistoffen verdampen dus ook onder hun kookpunt. Bij koken is de gemiddelde snelheid van de deeltjes in de vloeistof zo groot dat zich niet alleen aan het oppervlak maar overal gasbellen vormen. Via de volgende links kun je de beweging van de deeltjes in de verschillende fasen goed zien. **Vragen** 1\. Wat gebeurt er volgens jou met het kookpunt van water als je de luchtdruk aan het oppervlak verlaagt?........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... **Demonstratie 5 water koken in vacuüm** 2\. Bij welke temperatuur kookt water in de eenheid K?............... 3\. Misschien had het water dat kookte in vacuüm een temperatuur van 48°C. Reken om: 48°C =............... K 4\. Leg op microniveau uit waarom water in vacuüm kookt bij een lagere temperatuur dan bij een normale luchtdruk. Maak in het kader ook 2 tekeningen van deze situatie waarin je de deeltjes van zowel het water als de deeltjes van de lucht die erboven is tekent............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 5\. Milou maakt een saus waarbij de saus moet indikken door het water van de saus er grotendeels uit te koken. a\. Hoe heet de faseovergang die bij het koken plaatsvindt?.................................... b\. Leg met behulp van het deeltjesmodel uit waarom het koken van water energie kost......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... c\. Milou wil het indikken versnellen. Schrijf 3 manieren op hoe zíj dat kan doen............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 6\. Bij het maken van de saus ging Milou eerst 40 g vaste boter verhitten. Laat op microniveau in 2 tekeningen zien wat er gebeurt met de boter tijdens het verhitten. Schrijf bij de tekeningen wat er gebeurt met de deeltjes. 7. Milou leest op de verpakking van de boter dat deze bestaat uit verschillende oliën en vetten en ook dat het meest voorkomende bestandsdeel water is. De boter begint vloeibaar te worden bij een temperatuur van 308 K. Schets het temperatuurverloop tijdens het verhitten van de boter. Schrijf de temperatuur waarbij de boter vloeibaar begint te worden op de as van je grafiek. 8\. Leg uit waarom het in de bergen vaak heel erg lang duurt voordat rijst en aardappelen gaar zijn bij koken............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 9\. Leg uit wat wordt bedoeld met rijpen en schrijf daar één voorbeeld van op............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ Kernpunt film over deeltjes en fasen: **\ ** **Taak 5 Chemische reacties** In de vorige taken hebben we gesproken over zuivere stoffen en mengsels. Het scheiden van een mengsel in zuivere stoffen is eigenlijk gewoon het sorteren van de verschillende stoffen op basis van een verschil in stofeigenschappen. Je kunt een zeef gebruiken om grove van fijn verdeelde stoffen te scheiden of je kunt een destillatieopstelling gebruiken om stoffen met een laag kookpunt van stoffen met een hoog kookpunt te scheiden. Het scheiden van mengsels is een kwestie van sorteren. [Wanneer we vanaf nu over stoffen spreken dan bedoelen we zuivere stoffen. In andere gevallen spreken we over mengsels (van stoffen)]. Scheikunde zou wel heel saai zijn als het alleen maar een kwestie van mengen en sorteren zou zijn. Niets is minder waar! In deze taak maken jullie kennis met verschijnselen die niet zo makkelijk te verklaren zijn. Stoffen kunnen als sneeuw voor de zon verdwijnen en nieuwe stoffen lijken uit het niets te kunnen ontstaan, soms heel stilletjes, soms heel spectaculair. **Demonstratie 6 Zoutzuurgas en ammoniakgas** Straks gaat de docent of TOA kleurloos ammoniakgas en kleurloos zoutzuurgas bij elkaar brengen. a\. Voorspel hoe het mengsel van deze gassen er dan uit zullen zien.......................................................................................................................................................... b\. Waarom zou je niet zelf met zoutzuurgas mogen werken?......................................................................................................................................................... Nu wordt de proef gedaan. c\. Schrijf je waarnemingen van deze proef op................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... d\. Denk je dat de 2 gassen zijn gemengd of dat er wat anders is gebeurd? Leg je antwoord uit................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... Manon zegt: \"Dat witte spul is zoutzuurgas of ammoniakgas dat gestold is\". e\. Leg uit dat het witte spul niet gestold zoutzuurgas of ammoniakgas kan zijn................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... Wat het witte spul is dat is ontstaan kun je nu nog niet weten. Je komt daar in een van de volgende taken achter. Proef gemist? **Leerling experiment 3 Vitrioolblauw, zwavel en magide (± 25 min.)** Stel, we mengen suikerpoeder en kristalsuiker. a\. Leg uit dat scheikundigen het resultaat van het mengen van suikerpoeder en kristalsuiker niet een mengsel vinden................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... b\. Leg uit dat het resultaat van het mengen van meel en suikerpoeder wel een mengsel is................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... *Pak het potje met de stof vitrioolblauw, een mortier met stamper en een spatel.* c\. Zit er in het potje een mengsel? Als jullie vinden van wel, zet er dan bij van welke stoffen het een mengsel is.......................................................................................................................................................... d\. Is het vitrioolblauw vast, vloeibaar of gasvormig?............................................................... *Doe een spatelpunt vitrioolblauw in het mortier. Wrijf (dus niet stampen) het vitrioolblauw met de stamper fijn.* e\. Zit er nu vitrioolblauw in het mortier?............... f\. Is de inhoud van het mortier vast, vloeibaar of gasvormig?............................................. Zo meteen (nu nog niet!) ga je wat suikerpoeder in het mortier erbij doen. g\. Voorspel hoe de inhoud van het mortier er dan uit zal uitzien na het samenwrijven. (Vermeld in ieder geval ook de kleur die jullie verwachten.)......................................................................................................................................................... *Pak het potje met suikerpoeder. Doe een spatelpunt suikerpoeder in het mortier bij de vitrioolblauw en wrijf de inhoud door elkaar.* h\. Klopte jullie voorspelling bij g?............... i\. Zit er nu een mengsel of een stof in het mortier? Als jullie vinden dat het een mengsel is, zet er dan bij van welke stoffen.......................................................................................................................................................... *!! Doe het mengsel wat in het mortier is in het bekerglas met chemisch afval wat de TOA heeft klaargezet. Vitrioolblauw is namelijk giftig en mag niet zomaar in het milieu terecht komen.* *Pak het potje met daarin de stof zwavel.* j\. Hoe ziet zwavel eruit?............................................................................................................... Zo meteen (nu nog niet!) ga je in het mortier wat vitrioolblauw en zwavel samenwrijven. k\. Voorspel hoe de inhoud van het mortier er dan uit zal uitzien na het samenwrijven. (Vermeld in ieder geval ook de kleur die jullie verwachten.)......................................................................................................................................................... *Doe een spatelpunt vitrioolblauw en een spatelpunt zwavel in het mortier. Wrijf de inhoud van het mortier door elkaar.* l\. Klopte jullie voorspelling bij k?............... m\. Zit er nu een mengsel in het mortier? Als jullie vinden van wel, zet er dan bij van welke stoffen....................................................................................................................................................... *Doe de inhoud van het mortier bij het chemisch afval.* *Het mortier is nu niet meer nodig. Voor de laatste proef gebruiken we in verband met het schoonmaken de kleine reageerbuis en een pipet.* *In je mandje is een potje met de stof magide.* *n. Hoe ziet magide eruit ?* *.....................................................................................................................................................................* *Zo meteen (nu nog niet!) ga je in een kleine reageerbuis wat vitrioolblauw en magide samenwrijven. (vermeld in ieder geval de kleur die jullie verwachten.* *.....................................................................................................................................................................* *Doe een [kleine] spatelpunt vitrioolblauw en een [kleine] spatelpunt magide in de* *reageerbuis. Schud de reageerbuis even rustig heen en weer.* *Wrijf vervolgens de inhoud door elkaar met behulp van de brede achterkant* *van de pipet die je in de reageerbuis moet brengen. (zie tekening) Laat de pipet in de* *reageerbuis! De reageerbuis mag je vies inleveren, samen met de andere spullen.* p.*        * Klopte jullie voorspelling bij o? ............... q.         Zit er nu een mengsel in de reageerbuis? Als jullie vinden van wel, zet er dan bij van welke stoffen. *.......................................................................................................................................................................* We zagen bij het mengen van zoutzuurgas en ammoniakgas dat er een witte vaste stof ontstond, salmiak genaamd. 1\. Hoe weet je eigenlijk zeker dat er een stof is ontstaan die er in het begin nog niet was?......................................................................................................................................................... 2\. Hoe kwamen we tot de conclusie dat er ook stoffen verdwenen tijdens dit proces?......................................................................................................................................................... 3\. Kunnen er volgens jouw in zijn algemeenheid nieuwe stoffen ontstaan zonder dat er beginstof verdwijnt?......................................................................................................................................................... Een proces waarbij stoffen echt verdwijnen en nieuwe stoffen echt ontstaan noemen we een **chemische reactie.** Dankzij onze definitie van een zuivere stof (specifieke stofeigenschappen\...) kunnen we eigenlijk heel makkelijk zien of we te maken hebben met een chemisch proces, of liever een chemische reactie. Wanneer er stoffen of mengsels van stoffen overblijven waarbij we een stof onderscheiden met nieuwe specifieke stofeigenschappen dan moet er een nieuwe stof zijn ontstaan. Met andere woorden: dan heeft er een chemische reactie plaatsgevonden. De bovenstaande vorming van salmiak is dus een chemische reactie en kunnen we als volgt schematisch weergeven: zoutzuurgas + ammoniak → salmiak We noemen dit het **reactieschema** van de reactie van de vorming van salmiak uit zoutzuurgas en ammoniak. Ook bij het proces waarbij vitrioolblauw werd samengewreven met magide was er sprake van een chemische reactie waarbij een bruine vaste stof ontstond. 4\. Waaruit kunnen we de conclusie trekken dat er hierbij sprake is van een chemische reactie?.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 5\. Geef het reactieschema van deze chemische reactie.......................................................................................................................................................... 6\. Leg uit of je de volgende voorbeelden een chemische reactie vindt of niet. a\. Uit een mengsel van meel en melk een pannenkoek bakken..................................................................................................................................................................................................................................................................................... b\. Een stuk ijzer dat aan het roesten is..................................................................................................................................................................................................................................................................................... **Demonstratie 7 Apparaat van Hofmann + onderzoek gassen** a\. Wat gebeurt er na inschakeling van de spanningsbron?......................................................................................................................................................... b\. Welk verschil neem je waar tussen + en -- pool?......................................................................................................................................................... c\. Ontstaan er nieuwe stoffen?................................................................................................... d\. Verdwijnen er stoffen?............................................................................................................ e\. Zit de stof zuurstof in water?................................................................................................... f\. Indien er sprake is van een chemische reactie, geef het reactieschema..........................................................................................................................................................  g\. Bestudeer de tekening die hiernaast staat met het originele apparaat van Hofmann en beschrijf de verschillen met het apparaat uit de klas.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... h\. Geef rechts in de tekening de + en de - pool aan. i\. Laat op microniveau in 2 tekeningen zien wat er gebeurt bij de elektrolyse van water. Het proces waarbij uit één zuivere stof meerdere nieuwe stoffen ontstaan noemen we ontleding. De stof water wordt ontleedt in de stoffen waterstof en zuurstof. In dit proces gebeurt dat onder invloed van een elektrische spanning. Deze ontleding wordt dan ook elektrolyse genoemd. (uit Grieks: lysis = losser maken, vrijmaken, afbreken, oplossen). 7\. Leg uit of elektrolyse behoort tot de scheidingsmethoden?.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 8\. Wat is het verschil tussen scheiden en ontleden?.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. **Demonstratie 8 Thermolyse van suiker** (of Kijkexperiment Youtube: ) a\. Leg uit dat hier sprake is van een ontledingsreactie................................................................................................................................................................................................................ b\. Leg uit of de stof koolstof in suiker zit........................................................................................................................................................................................................................................... c\. Dit type ontleding wordt wel thermolyse genoemd. Verklaar deze naam................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... d\. Probeer een reactieschema op te stellen voor de ontleding van suiker.......................................................................................................................................................... e\. Laat op microniveau in 2 tekeningen zien wat er gebeurt bij de thermolyse van suiker. Er zijn onnoemelijk veel stoffen die we kunnen ontleden maar er zijn ook een beperkt aantal stoffen die we met geen mogelijkheid kunnen ontleden. De stof waterstof die bij de elektrolyse van water ontstaat bijvoorbeeld en de stof koolstof die bij de thermolyse van suiker ontstaat zijn met geen miljoen graden of 100.000 Volt te ontleden. 9\. Er bestaan ontleedbare en niet-ontleedbare stoffen. Bestudeer de tekening en geef aan welke processen worden bedoeld bij de cijfers 1 en 2. 1\............................................................. 2\............................................................. **Taak 6 Elementbehoud** In de vorige taak hebben we chemisch reacties gedefinieerd als processen waarbij nieuwe stof(fen) ontstaan en tegelijkertijd beginstof(fen) verdwijnen. We hebben gezien dat ontledingsreacties chemische reacties zijn waarbij uit één stof meerdere stoffen ontstaan. Dit lukt alleen bij ontleedbare stoffen. Waarom sommige stoffen ontleedbaar zijn en andere niet kunnen we nog niet snappen, we kunnen het alleen maar constateren. Als we meer willen begrijpen zullen we op zoek moeten naar een onderliggende structuur. Kunnen we een model van stoffen bedenken waarmee we bijvoorbeeld ontledingsreactie kunnen snappen? Om wat verder te komen gaan we de volgende proef doen: **Leerling experiment 4 Proeven met koper** In de zuurkast voegt de TOA of docent wat koperpoeder toe aan salpeterzuur. a\. Beschrijf de stoffen koper en salpeterzuur. Koper:.......................................................................................................................................... Salpeterzuur:.............................................................................................................................. b\. Beschrijf je waarnemingen.......................................................................................................................................................... c\. Is in de blauwe vloeistof nog de stof koper aanwezig?......................................................................................................................................................... d\. Leg uit of er een chemische reactie heeft plaatsgevonden.......................................................................................................................................................... *Je krijgt een beetje van de blauwe vloeistof in een reageerbuisje (**buisje 1**). Giet het hele buisje leeg in een bekerglaasje en voeg de reageerbuis natronloog **(buisje 2)** toe. Noteer je waarnemingen.* e\. Leg uit dat er een nieuwe stof is ontstaan. (We noemen deze stof **bremerblauw**)......................................................................................................................................................... *Verwarm het bekerglaasje op een driepoot en gaasje met brander. Verwarm ongeveer twee minuten met **een kleine kleurloze vlam** en [roer het mengsel] tijdens het verwarmen met de roerstaaf.* *Haal de brander weg als de kleur van het mengsel veranderd is.* *Noteer je waarnemingen. De stof die gevormd wordt is [tenoriet].* f\. Leg uit of er een chemische reactie plaatsgevonden................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... g\. Heeft tenoriet nog de eigenschappen van de stof koper? Licht je antwoord toe................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... *Laat het tenoriet bezinken en schenk de bovenstaande vloeistof voorzichtig af in de gootsteen.. Voeg aan het tenoriet demi-water toe ( **buisje 3**) en roer even.* *Laat het tenoriet weer bezinken en schenk de bovenstaande vloeistof af.* *In een reageerbuis staat ongeveer 10 ml verdund zwavelzuur klaar **(buisje 4)**. Voeg deze oplossing toe aan tenoriet. Laat het bekerglas ongeveer twee minuten staan. Het kan iets langer duren, dus geduld is heel belangrijk. Noteer je waarnemingen. De blauwe vloeistof is een oplossing van de zuivere stof **blauwvitriool** in water.* h\. Leg uit of er na het toevoegen van de zwavelzuur een chemische reactie heeft plaatsgevonden................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... i\. Leg uit of in de blauwe vloeistof nog de stof koper aanwezig is................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... *\[In je mandje is een plukje staalwol. Voordat we deze gaan gebruiken doop je de staalwol* *gedurende een paar seconden in het bekerglas met zoutzuur die op een centrale plek in het lokaal* *staat. Leg het plukje staalwol daarna op een horlogeglas en loop terug naar je plaats.\]* *Voeg met een pincet het plukje staalwol toe aan de oplossing van blauwvitriool. Haal de staalwol er na 10 seconden uit. Noteer je waarnemingen.* j\. Welke stof denk je dat op het staalwol is ontstaan?............................................................ k\. Zet alle resultaten nog eens op een rijtje met behulp van reactieschema's. Maak onderstaande lijst af. Koper + salpeterzuur → blauwe stof X Blauwe stof X + natronloog →........................................................................................................................ → tenoriet.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. De reageerbuizen mag je zo in het rekje laten staan, niet schoonmaken ! De vloeistof uit het bekerglas hoort in het afvalvat. Spoel het na met een klein beetje water, dat hoort ook in het afvalvat. Maak vervolgens schoon (in de afwasbak) en droog We hebben gezien dat de stof koper waarmee we in bovenstaande proef begonnen al snel verdwijnt. Er is geen spoor meer van die roodbruine stof die niet oplosbaar is in water, stroom geleidt, enzovoort. Toch verkrijgen we na enkele omzwervingen van groene naar blauwe naar zwarte naar blauwe stof de stof koper weer terug. Is dit toevallig of hebben we een aanknopingspunt voor een onderliggende structuur? **Ruimte voor een samenvatting of aantekeningen**......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... **\ ** Eerst nog weer een proef: **Demonstratie 9 knalgasapparaat + aantonen reactieproduct** a\. Geef het reactieschema van de opgetreden reactie.......................................................................................................................................................... b\. Zoek het reactieschema van het toestel van Hofmann er eens bij en schrijf dat schema nog eens op. Wat valt je op?.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. c\. Laat op microniveau in 2 tekeningen zien wat er gebeurt bij de reactie in het knalgasapparaat. Wat we hier zien is dat déze reactie omkeerbaar is. Wanneer we waterstof met zuurstof laten knallen ontstaat er water waaruit we met elektrolyse de oorspronkelijke stoffen waterstof en zuurstof weer terug kunnen winnen. Het is ook niet zo dat je de ene keer waterstof gevormd krijgt en de andere keer een willekeurige andere stof, er wordt **altijd** waterstof en zuurstof terug gevormd!!! **Blijkbaar is bij die explosie niet alle onderliggende** **structuur verdwenen. Er blijft blijkbaar iets behouden.** We kunnen één en ander in een kringloopschema plaatsen: 1\. Leg uit of in de kringloop de stof water behouden blijft................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 2\. En de stof waterstof?.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 3\. Leg uit of er iets behouden blijft dat met waterstof te maken heeft, iets waterstofachtigs............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ **\ **Je kunt zeggen dat **de stoffen** in de kringloop verdwijnen en ontstaan maar dat er **iets** behouden blijft. Water is hier de ontleedbare stof, water bevat dan iets waterstofachtigs en zuurstofachtigs. Uiteraard bevat de stof waterstof iets waterstofachtigs en de stof zuurstof iets zuurstofachtigs. Met andere woorden: Stoffen bevatten 'iets' dat behouden blijft ook al verdwijnt de stof bij een chemische reactie. De oorspronkelijke stof is dus altijd terug te winnen. Ook bij de proeven met koper kun je constateren dat er iets 'koperachtigs' behouden blijft. De stof koper verdwijnt maar komt uiteindelijk weer te voorschijn. Vul aan de hand van de reactieschema's die je bij de koperproef hebt opgesteld het schema verder in. 4\. Leg uit of bremerblauw de stof koper bevat................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 5\. Leg uit of blauwvitriool iets koperachtigs bevat................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 6\. Wat bedoelen we precies met het begrip "de koperkringloop"?.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. Het waterstofachtige uit de knalgasproef en het koperachtige uit de koperproef noemen we respectievelijk het **element** waterstof en het **element** koper. Bij chemische reacties is er sprake van elementbehoud. Stoffen verdwijnen en ontstaan, elementen blijven behouden. 7\. Kruis aan of de volgende bewering juist of onjuist is. Een stof kan bestaan uit meerdere elementen. 0 juist 0 onjuist Een element kan bestaan uit meerdere stoffen. 0 juist 0 onjuist Licht je bovenstaande antwoorden toe............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 8\. Denk je dat de stof waterstof naast het element waterstof nog andere elementen bevat? Leg je antwoord uit............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 9\. Denk je dat de stof tenoriet naast het element koper nog andere elementen bevat? Leg je antwoord uit............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ Het is simpelweg zo dat alle niet-ontleedbare stoffen slechts één elementsoort bevatten en ontleedbare stoffen meerdere soorten elementen. Niet-ontleedbare stoffen worden ook wel elementaire stoffen genoemd. 10\. Leg uit waarom niet-ontleedbare stoffen elementaire stoffen worden genoemd............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 11\. Waarom kun je uit de stof waterstof zonder toevoeging van andere stoffen geen andere stof maken?........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... **[\ ]** **Taak 7 Periodiek systeem der elementen** In taak 6 hebben we geleerd dat koper en waterstof 2 elementen zijn. Maar... er zijn er veel meer. Hiernaast zie je een lijst aan van elementen volgens Antoine Lavoisier (1743-1792 (guillotine!)). Lavoisier wordt gezien als de grondlegger van de moderne chemie. Hij formuleerde als eerste de moderne elementenleer. 1\. Wat herken je allemaal in deze lijst?............................................................................................................................................................................................................................................................................................................ Vele experimenten en ontdekkingen later is deze lijst wat uitgekleed maar vooral aangevuld met nieuwe elementen. Dmitri Mendelejev heeft deze uitgebreide lijst op een systematische manier geordend en kwam tot het periodiek systeem der elementen. Na Mendelejev is het periodiek systeem verder uitgebreid tot het periodiek systeem dat in op de volgende bladzijde is afgebeeld.  Zoals je kunt zien in het periodiek systeem hebben alle elementen een naam en een symbool. Dit symbool is een internationaal erkend symbool. Er is dus een soort universele scheikundige taal zodat mensen over de hele wereld elkaar begrijpen als ze het over de scheikunde hebben. Kijk en luister maar eens mee naar de elementen via The element song Er zijn grofweg 100 elementen waaruit alle materie in het heelal is opgebouwd. De allerzwaarste elementen zijn elementen die we wel eens in het laboratorium tegenkomen maar niet in de vrije natuur. De elementen zijn zo geordend dat elementen in een kolom van het periodiek systeem overeenkomstige chemische eigenschappen hebben. Zo staan in de laatste kolom elementen die in hun elementaire stof gasvormig zijn en geen of nauwelijks reactiviteit vertonen. Ze heten dan ook de edelgassen. De eerste kolom bevat elementen die in hun elementaire stof metalen zijn die allemaal zeer reactief zijn. Kijk maar eens naar één van deze 2 films: over Francium: Hoeveel verschillende elementaire stoffen zullen er volgens jou zo'n beetje bestaan? Wil je echt een beetje spelen met het periodiek systeem om er veel van te ontdekken? Kijk dan op Je hoeft het periodiek systeem niet uit je hoofd te leren maar je moet een aantal veelgebruikte namen en symbolen wel kennen. In onderstaand tabel staan ze. Je moet ze kennen van naam naar symbool en van symbool naar naam. En je moet weten of de elementaire stof met dit element een metaal of een niet-metaal is. Een elementsymbool begint altijd met een hoofdletter eventueel gevolgd door één kleine letter. Je hoeft níet de Latijnse namen te kennen. **Metalen** **Niet-metalen** ------------------------------------ ------------------ Al = aluminium Br = broom Ba = barium Cl = chloor Ca = calcium F = fluor Cr = chroom P = fosfor Au = goud He = helium K = kalium I = jood Co = kobalt C = koolstof Cu = koper Ne = neon Hg = kwik Si = silicium Pb = lood N = stikstof Mg = magnesium H = waterstof Mn = mangaan O = zuurstof Na = natrium S = zwavel Ni = nikkel Pt = platina Ra = radium Sn = tin Ti = titaan U = uraan W = wolfraam Fe = ijzer Ag = zilver Zn = zink Het periodiek systeem van Mendelejev is niet de enige manier om de elementen te ordenen. Er zijn andere manieren om de periodiciteit die er gewoon echt is vorm te geven. Zoek op het internet drie alternatieve manieren om de periodiciteit die er tussen de chemische elementen bestaat weer te geven. (tip: zoekterm periodic table). Dus niet in andere kleurtjes of met plaatjes maar volgens een ander principe. **\ ** **Taak 8 Denken in deeltjes** Scheikundigen denken in deeltjes. Verklaringen van verschijnselen in de zichtbare wereld worden vaak gegeven door te spreken over de beweging en eigenschappen van deeltjes of moleculen. Bij het verdampen van water bijvoorbeeld 'zien' zij snelle deeltjes ontsnappen uit het vloeistofoppervlak. Scheikundigen schakelen in hun denken en redeneren voortdurend tussen de zichtbare wereld van de verschijnselen, de zogenaamde **macro**-wereld en de wereld van de onzichtbare moleculen, de **micro**-wereld. Vaak worden beide werelden in één adem genoemd en door elkaar gebruikt. Dit is lastig voor beginners: de macro-wereld is zichtbaar, is 'echt', de microwereld is een wereld van **modellen** (wie heeft er immers ooit een molecuul gezien). Dat het **deeltjesmodel** een heel krachtig model is waarmee je veel kunt verklaren en voorspellen wijst er echter wel op dat er echt zoiets als hele kleine deeltjes of entiteiten bestaat. Een belangrijk doel van het scheikundeonderwijs is dat jullie dit heen en weer denken tussen macro en micro ook onder de knie krijgen. Laten we nog een kijken naar het experiment van Brown: Door de microscoop het je een krioelende massa van stofdeeltjes in een waterige oplossing gezien. 1\. Zijn deze stofdeeltjes moleculen?......................................................................................................................................................... 2\. Zijn deze stofdeeltjes de deeltjes uit het deeltjesmodel?......................................................................................................................................................... 3\. Leg uit of deze stofdeeltjes behoren tot de micro-wereld of de macrowereld?.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 4\. Hoe werd de willekeurige krioelende beweging van de stofdeeltjes verklaard?.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 5\. Leg uit of deze verklaring een verklaring is uit de microwereld of uit de macrowereld?.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 6\. Leg uit of jij de Brownse beweging het bewijs vind voor het bestaan van kleinste deeltjes (deeltjesmodel)............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ We hebben ons een vaste stof voorgesteld als samengepakte moleculen: Omdat een vloeistof net als een vaste stof niet samendrukbaar is (experiment met de injectiespuiten) moesten we concluderen dat de moleculen in een vloeistof ook heel dicht op elkaar zitten. 7\. Bedenk zelf een ander experiment waarmee je kunt bewijzen dat moleculen in een vaste fase ongeveer net zo dicht gestapeld zijn als in de vloeibare fase............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ Naast de wijze van stapeling (hoe dicht zitten de deeltjes op elkaar) zegt het deeltjesmodel ook iets over de beweging van de deeltjes en de interacties tussen de deeltjes. Dit zogenaamde dynamische aspect heb je nodig om heel veel eigenschappen van stoffen (macro-niveau) te kunnen verklaren. a\. Hoe zou je de willekeurige verspreiding van kleurstof op microniveau kunnen verklaren? (denk nog eens terug aan de animaties uit Taak 4).................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. b\. Verklaar het verschil in waarneming tussen de verspreiding in koud water en in warm water.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. [Mengsel maken en scheiden op microniveau] In de eerste module heb je 2 mengsels gemaakt: \- een oplossing van suiker in water; \- een suspensie van zand in water. 8\. Teken hieronder op microniveau hoe deze mengsels er uit zien. oplossing suspensie [Filtratie] Op **macroniveau** is scheiden door filtratie te beschouwen als een scheidingsmethode die berust op verschillen in deeltjesgrootte. 9\. Geef hieronder in een animatie/stripverhaal van maximaal drie plaatjes aan, hoe een filtratie van een suspensie van krijt in water er op **microniveau** uitziet. Voor de duidelijkheid: de stof krijt lost niet op in water. 10\. Leg nu op microniveau uit dat een oplossing niet te scheiden is met filtratie............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 11\. Verklaar op microniveau hoe het mogelijk is dat na filtratie van een suspensie het filtraat soms troebel is............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ [Indampen] Op **macroniveau** is indampen te beschouwen als een scheidingsmethode die berust op verschillen in kookpunt. 12\. Verklaar met behulp van begrippen op microniveau hoe de scheiding van stoffen plaats vindt bij indampen..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... [\ ] [Extractie] Op **macroniveau** is extractie te beschouwen als een scheidingsmethode die berust op verschillen in oplosbaarheid. 13\. Geef hieronder in een animatie/stripverhaal van maximaal drie plaatjes aan, hoe de extractie van suiker uit een stukje suikerbiet er op **microniveau** uitziet. [Adsorptie] Op **macroniveau** is adsorptie te beschouwen als een scheidingsmethode die berust op verschillen in aanhechting aan norit. 14\. Geef hieronder in een animatie/stripverhaal van maximaal drie plaatjes aan, hoe de adsorptie van kleurstof aan norit er op **microniveau** uitziet. [Zuivere stof of mengsel?] Bij het zogenaamde stolpracticum heb je gezien dat wanneer je gesmolten kaarsvet in koud water zet de temperatuur tijdens het stollen niet afneemt. Dit is hetzelfde als dat bij het verhitten van een vaste zuivere stof tijdens het smelten de temperatuur niet oploopt. Dit lijkt erg vreemd, toch observeren we het! 15\. Schets een smeltcurve van zuiver stearinezuur. 16\. Verklaar op **microniveau** waarom ondanks voortdurende warmtetoevoer gedurende het smelten de temperatuur toch niet toeneemt............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 17\. Teken hieronder op microniveau stearinezuur voor het smelten en erna. [Chemische reactie op microniveau] 18\. Teken hieronder op microniveau hoe het scheiden van een mengsel van drie verschillende stoffen eruit ziet. 19\. Je hebt in deze module ook kennis gemaakt met het ontleden van bijvoorbeeld water en suiker. Leg in eigen woorden uit wat wordt bedoeld met 'het ontleden van een stof'................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 20\. Geef een voorbeeld van een chemische reactie, waarbij een stof wordt ontleed.......................................................................................................................................................... 21\. Leg zo nauwkeurig mogelijk het verschil uit tussen verdamping en ontleding................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 22\. Teken hieronder op microniveau hoe de ontleding van een stof eruit ziet. Rekenles In het beroepsveld werken scheikundigen vaak met geavanceerde apparatuur waarbij ze allerlei metingen doen. Eén van de dingen die scheikundigen doen, zijn controles. In bijvoorbeeld laboratoria van ziekenhuizen worden controles gedaan naar stoffen in het bloed en in laboratoria van levensmiddelenfabrieken worden controles gedaan of de ingrediëntenlijst overeenkomt met de werkelijkheid.  Neem nou satésaus. Op de ingrediënten lijst die op het product staat, lees je in volgorde van hoeveelheid waaruit de satésaus bestaat. Je kunt vervolgens ook berekenen hoeveel van elke stof in de saus is. Het massapercentage van een stof kun je berekenen met de formule: Massapercentage (m%) = [massa van het deel] x 100% de massa kun je berekenen met de formule: massa van het deel = [m%] x massa van het geheel 100% [Voorbeeld:] In 25 g satésaus is 7,75 g koolhydraten. Bereken het massapercentage. m% = [m~deel~] x 100% = [7,75 g] x 100% = 31 % m~geheel~ 25 g Een andere manier van rekenen is met behulp van [kruiselings vermenigvuldigen]. [Kijk maar bij het voorbeeld van zojuist]: Koolhydraten Satésaus 7,75 g ? X =\> [7,75 g x 100 %] = 31% 25 g 100% 25 g [Een ander voorbeeld]: In de ingrediëntenlijst staat dat 100 g satésaus 12 g vet bevat. Bereken hoeveel gram vet je binnenkrijgt als je één portie van 25 g satésaus eet. vet Satésaus 12 g 100 g X =\> [12 g x 25 g] = 3 g ? 25 g 100 g **Vragen** 1\. Hiernaast zie je een ingrediëntenopsomming van de afgebee