DO e L Je leert waaraan je chemische reacties kunt herkennen.
Chemische reactie Bij het bakken van een cake worden bloem, suiker, boter en ei gemengd. Het mengsel wordt verhit in een oven. Als de cake uit de oven komt, zijn de oorspronkelijke ingrediënten niet meer te herkennen. Er heeft een chemische reactie plaatsgevonden. Bij een chemische reactie verdwijnen één of meerdere beginstoffen en ontstaan één of meerdere nieuwe stoffen, de reactieproducten Een nieuwe stof die gevormd is, heeft andere stofeigenschappen dan de beginstof(fen).
Een chemische reactie kun je weergeven in een reactieschema. Hierin zet je voor de pijl de beginstoffen en na de pijl de reactieproducten. Om het schema compleet te maken zet je achter elke stof tussen haakjes de fase die de stof heeft bij kamertemperatuur. Dat heet de faseaanduiding. Voor de vaste fase is dat de letter s (van solid), voor de vloeibare fase de letter l (van liquid) en voor de gasfase de letter g (van gas). Stoffen die in water zijn opgelost krijgen de faseaanduiding aq (van aqua).
Voorbeeld [1] Als een mengsel van ijzerpoeder en zwavelpoeder wordt verhit, ontstaat de zwartbruine vaste stof ijzersulfide. Noteer het reactieschema van deze reactie.
Beginstoffen: vast ijzer en vast zwavel
Reactieproduct: vast ijzersulfide
Reactieschema: ijzer (s) + zwavel (s) ijzersulfide (s)
Ontleedbare en niet-ontleedbare stoffen Een reactie met één beginstof en meerdere reactieproducten heet een ontledingsreactie. Er staat dus één stof voor de pijl en na de pijl staan meer stoffen. Stoffen die kunnen ontleden in andere stoffen, zijn ontleedbare stoffen
Waterstofperoxide is een ontleedbare stof. Het reactieschema van de ontleding is: waterstofperoxide (l) water (l) + zuurstof (g). Water kun je weer ontleden in de stoffen waterstof en zuurstof.
Waterstof en zuurstof kun je niet verder ontleden. Dat zijn nietontleedbare stoffen
2.1 De reactie van ijzer met zwavel
Elementen en verbindingen Bij chemische reacties veranderen stoffen. Dat kun je verklaren op microniveau. De meeste stoffen bestaan uit moleculen. Een molecuul bestaat uit nog kleinere chemisch ondeelbare deeltjes: atomen. Een watermolecuul bijvoorbeeld bestaat uit één zuurstofatoom en twee waterstofatomen. Bij de ontleding van water verdwijnen de watermoleculen, maar de zuurstof en waterstofatomen blijven behouden. Deze atomen hergroeperen zich tot zuurstofmoleculen en waterstofmoleculen, die beide uit slechts één atoomsoort bestaan (figuur 2.2). Stoffen die uit één atoomsoort bestaan, zijn nietontleedbaar en heten elementen. Stoffen die uit twee of meer atoomsoorten bestaan, zijn ontleedbaar en heten verbindingen (figuur 2.3). Water is dus een verbinding van de twee atoomsoorten waterstof en zuurstof. Bij chemische reacties verdwijnen moleculen en worden er nieuwe gevormd. De atomen waaruit de moleculen bestaan, verdwijnen echter niet.
mengsel
voorbeeld: lucht bestaat uit meerdere soorten moleculen
stof scheiden
ontleedbare stof/verbinding voorbeeld: aardgas bestaat uit meerdere atoomsoorten
2.2 Bij de ontleding van water verdwijnen de watermoleculen en ontstaan zuurstof en waterstofmoleculen. Rode bolletjes zijn zuurstofatomen, witte bolletjes zijn waterstofatomen.
zuivere stof bestaat uit één soort moleculen ontleden
2.3 Overzicht van de opbouw van stoffen. De gekleurde bolletjes zijn atomen.
niet-ontleedbare stof/element voorbeeld: koolstof (roet) bestaat uit één atoomsoort
Oefenen
1 a Welke informatie staat in een reactieschema? R
b Met welke letter geef je de vloeibare fase van een stof weer? R
c Wat is een ontledingsreactie? R
d Wat is een element? R
2 Waar of niet waar? R
a Bij een ontledingsreactie is altijd sprake van één beginstof en meerdere reactieproducten.
b Veel van dezelfde moleculen bij elkaar noem je een mengsel.
c Elementen krijg je alleen door verbindingen te ontleden.
d Bij een chemische reactie is altijd sprake van meerdere beginstoffen en reactieproducten.
3 Bekijk het reactieschema: aardgas (g) + zuurstof (g) koolstofdioxide (g) + water (l)
a Wat zijn de beginstoffen? T1
b Wat zijn de reactieproducten? T1
c Waaraan kun je zien dat hier een chemische reactie plaatsvindt? T1
4 Bekijk figuur 2.2.
a Waaraan kun je zien dat water een ontleedbare stof is? T1
b Hoe noem je een ontleedbare stof ook wel? R
c Waaraan kun je zien dat hier een chemische reactie wordt weergegeven? T1
d Wat blijft behouden bij een chemische reactie? R
e Schrijf het reactieschema op van de ontleding van water. T1
5 Leg bij de volgende processen uit of het een faseovergang of een chemische reactie is. T2
a Het smelten van ijzer.
b Het koken van een ei.
c Het koken van water.
6 Leg bij de volgende processen uit of het om een scheiding of een ontleding gaat. T2
a Het koken van een zoutoplossing, waardoor waterdamp in de lucht komt en zout achterblijft in het bekerglas.
b Het onder spanning zetten van een zoutoplossing, waardoor chloorgas en waterstofgas ontstaan.
7 Stikstofmono oxide is een kleurloos gas, dat ontstaat in de verbrandingsmotor van een auto. In de katalysator van een auto worden de giftige gassen koolstofmono oxide en stikstofmono oxide omgezet in het element stikstof en de stof koolstofdioxide. Beide stoffen komen voor in de lucht.
a Wat zijn de beginstoffen bij deze reactie? T1
b Wat zijn de reactieproducten bij deze reactie? T1
c Noteer het reactieschema, inclusief de faseaanduidingen. T1
d Eén stof uit het reactieschema is niet ontleedbaar. Welke stof is dat? T1
e Leg uit of dit een ontledingsreactie is. T2
8 Afbeelding A
Tekening 1 geeft een scheiding aan en tekening 2 een chemische reactie. Leg uit hoe je dit kunt zien. T2
9 Stel de reactieschema’s op voor de volgende reacties (inclusief de faseaanduidingen).
a Planten zetten koolstofdioxide uit de lucht met water uit de bodem om in glucose en zuurstof. De glucose is een vorm van suiker die wordt opgeslagen in de plant. De zuurstof komt in de lucht. T1
b Water wordt gevormd uit gasvormig waterstof en zuurstof. Je hoort een knal als deze reactie plaatsvindt. T1
c Vast kalium reageert met zuurstof tot de vaste stof kaliumoxide. T1
d De ontleding van opgelost waterstofperoxide in water en zuurstof. T1
10 Bekijk de volgende processen. Leg bij elk proces uit of het een faseovergang, een scheiding, een ontleding of een andere chemische reactie is. T2
a IJzer en zuurstofgas worden roest.
b Een suikeroplossing wordt ingedampt.
c Suiker wordt verwarmd, waarbij waterdamp ontwijkt en roet achterblijft.
d Koolstofdioxideijs sublimeert tot koolstofdioxidegas.
e Kalk verdwijnt als het in contact komt met schoonmaakazijn. Het bruist en er blijft een calciumethanoaatoplossing achter.
11 Kaliumnitraat is een belangrijk bestanddeel van vuurwerk. Het kan reageren tot kaliumnitriet en zuurstof. Zuurstof kun je niet verder ontleden, kaliumnitriet wel.
a Leg uit of zuurstof een element is. T1
b Leg uit of kaliumnitriet een element is. T1
c Leg uit of je de reactie van kaliumnitraat waarbij zuurstof en kaliumnitriet ontstaan een ontledingsreactie kunt noemen. T1
HUISPROEF
Schenk in een glas een laagje azijn. Voeg aan de azijn een zakje bakpoeder toe en roer zachtjes. Hoe zie je dat er een chemische reactie plaatsvindt?
Toepassen
12 Lees de tekst over de chemie van de liefde op de rechterbladzijde.
a Is dopamine een ontleedbare stof?
Leg uit. T2
b Door het eten van chocola komen de stoffen dopamine en serotonine vrij in de hersenen. Beide stoffen spelen een grote rol bij het ervaren van geluksgevoelens. Zitten de stoffen dopamine en serotonine in chocola? Leg uit. I
13 Afbeelding B
Wit kopersulfaat is een witte vaste stof. Als het in contact komt met water, verandert de stof van kleur. Je doet een aantal proeven met wit kopersulfaat.
Proef 1: Je laat een paar druppels water op een schepje wit kopersulfaat vallen. De vaste stof wordt blauw, er ontstaat vast blauw kopersulfaat.
Proef 2: Je voegt een half bekerglas water toe aan vast blauw kopersulfaat. Er ontstaat een blauwe oplossing van kopersulfaat.
Proef 3: Je verhit vast blauw kopersulfaat in een reageerbuis. Hierbij ontstaan vast wit kopersulfaat en waterdamp.
a Bij welke twee proeven vindt een chemische reactie plaats? T2
b Noteer het reactieschema van elk van deze chemische reacties. T1
c Welk soort proces vindt plaats bij de proef die geen chemische reactie is? T2
14 Sir Humphry Davy isoleerde in 1807 voor het eerst het element natrium als zuivere vaste stof. Dit deed hij door gesmolten keukenzout onder spanning te zetten. Bij deze reactie ontstaat natrium. Ga ervan uit dat bij deze reactie naast natrium ook zuurstof en waterstofgas ontstaan.
a Noteer het reactieschema van de productie van het element natrium. T2
b Wat voor proces is dit? Kies uit: faseovergang / scheiding / ontleding / andere chemische reactie T1
c Noteer twee verschillen tussen een ontleding en een faseovergang. T2
Heb je het leerdoel bereikt?
R Ik ken de betekenis van de volgende begrippen:
Chemische reactie
Beginstof en reactieproduct
Reactieschema
Faseaanduiding
Ontledingsreactie
Ontleedbare stof en niet ontleedbare stof
Atoom en atoomsoort
Element en verbinding
T1 Ik kan een reactieschema opstellen.
T2 Ik kan chemische reacties onderscheiden van faseovergangen of scheidingsmethoden.
I Ik kan het verschil tussen elementen en verbindingen uitleggen op microniveau.
De chemie van de liefde Als je verliefd bent, reageert je lichaam daarop. Een hoge hartslag, een rode huid en zweterige handpalmen zijn dan mogelijke symptomen. Bij verliefdheid worden er in onze hersenen stimulerende stoffen aangemaakt die chemische reacties veroor zaken. Zo komt de stof dopamine vrij waardoor je een gelukkig gevoel krijgt. De stof noradrenaline lijkt op adrenaline en zorgt ervoor dat je hartslag omhooggaat. Het lijkt erop dat een combinatie van dopamine en noradrenaline zorgt voor de slapeloosheid, het verlangen, het verlies van eetlust en de gerichte aandacht die kenmerkend zijn voor verliefde mensen.
2.4 De chemie van de liefde.
2.2 Periodiek systeem
DOeL Je leert hoe het periodiek systeem is opgebouwd en hoe je moleculen tekent en in formules noteert.
Atoomsoorten Er zijn 118 atoomsoorten (elementen) bekend, waarvan er 94 in de natuur voorkomen. In tabel 2.5 staan enkele atoomsoorten vermeld, in naslag B1 staan alle atoomsoorten die je moet kennen. Elke atoomsoort heeft een eigen symbool dat uit een of twee letters bestaat. De eerste letter is altijd een hoofdletter. Moleculen van verbindingen bestaan uit twee of meer atoomsoorten. Met de 94 atoomsoorten uit de natuur kun je dus miljoenen verschillende moleculen maken.
Periodiek systeem Het periodiek systeem van de elementen geeft een overzicht van alle bekende atoomsoorten. In figuur 2.6 zie je een vereenvoudigde versie. Achterin het boek is een uitgebreidere versie opgenomen. Je ziet zeven rijen en achttien kolommen. De zeven rijen heten perioden en de achttien kolommen heten groepen. De meeste atoomsoorten zijn metalen. De overige zijn metalloïden (halfmetalen) of nietmetalen. Atomen met vergelijkbare chemische eigenschappen staan in dezelfde groep. De metalen in groep 1 zijn de alkalimetalen. Deze reageren heel heftig met water. Groep 17 bestaat uit halogenen. Deze gaan gemakkelijk een verbinding aan met een metaal. De edelgassen in groep 18 reageren vrijwel nooit met andere stoffen.
atoomsoort symbool
waterstof H
helium He
koolstof C
stikstof N
zuurstof O
fluor F
natrium Na
aluminium Al zwavel S
chloor Cl
calcium Ca ijzer Fe
koper Cu
broom Br goud Au
2.5 Atoomsoorten
2.6 Periodiek systeem
Molecuulformules Een molecuul van een ontleedbare stof bestaat uit twee of meer atoomsoorten. Aan de molecuulformule kun je zien uit welke atoomsoorten een molecuul bestaat (tabel 2.7). Het molecuul glucose schrijf je als C6H12O6. Het getal achter het symbool heet de index en geeft aan hoe vaak het atoom in het molecuul voorkomt. Het glucosemolecuul bestaat dus uit zes koolstofatomen, twaalf waterstofatomen en zes zuurstofatomen. Ontbreekt de index, dan is er maar één atoom. Bij sommige nietontleedbare stoffen bestaan de moleculen altijd uit twee atomen van dezelfde soort. De molecuulformules van deze stoffen zijn: H2, N2, O2, F2, Cl2, Br2 en I 2.
Molecuultekening Een molecuultekening is een handig hulpmiddel om je een voorstelling te kunnen maken van een molecuul. De verschillende atomen geef je weer als bolletjes. Het symbool in het bolletje laat zien welke atoomsoort het is. Vaak wordt ook gebruikgemaakt van kleuren: koolstofatomen worden zwart weergegeven, zuurstofatomen rood en waterstofatomen wit. Je kunt ook een 3Dtekening maken. Soms worden er tussen de atomen verbindingsstreepjes getekend. In figuur 2.8 zie je molecuultekeningen van een watermolecuul in 2D en 3D.
molecuul molecuulformule
water H 2 O
ammoniak NH 3
koolstofdioxide CO 2
koolstofmonooxide CO
stikstofdioxide NO 2
glucose (suiker) C6H12O6
methaan CH 4 ethanol (alcohol) C 2H6O
2.7 Molecuulformules
2.8 Molecuultekening van water in 2D en 3D
Oefenen
Gebruik bij de opdrachten zo nodig de tabellen 2.5 en 2.7, figuur 2.6 en naslag B1.
15 a Hoe noem je de rijen in het periodiek systeem? R
b In welke groep staan de edelgassen? R
c Hoe heten de metalen uit groep 1 van het periodiek systeem? R
d Noteer alle symbolen van de metalloïden. R
16 Leg uit of de volgende uitspraken waar of niet waar zijn.
a Een mengsel bestaat uit meer dan één soort moleculen. T1
b Bij scheiden worden de moleculen afgebroken. T1
c De moleculen in één stof zijn allemaal opgebouwd uit dezelfde atoomsoort. T2
d Het molecuul van een nietontleedbare stof bestaat altijd uit één atoom. T2
17 a Noteer het symbool van de volgende atoomsoorten: zuurstof, argon, lood , stikstof, mangaan, fluor, waterstof
b Noteer de naam van de volgende atoomsoorten: Ne, Br, S, He. T1
c Noteer de namen en de formules van zeven tweeatomige elementen. R
d Noteer bij de volgende atoomsoorten de periode en de groep waarin deze staan: Mg, Au, Cl, F. T1
18 Afbeelding A
Fosforzuur is een stof die onder andere in cola zit. Fosforzuur bestaat uit de atoomsoorten waterstof, zuurstof en fosfor. In afbeelding A stellen de witte bolletjes waterstof voor, de rode zuurstof en de oranje fosfor.
a In welke fase komt fosforzuur voor als het in cola zit? T2
b Uit hoeveel atoomsoorten bestaat fosforzuur? T1
c Hoeveel zuurstofatomen zitten er in een molecuul van de stof fosforzuur? T2
d Noteer de molecuulformule van fosforzuur. T2
19 Noteer een chemische eigenschap van elk van de volgende stoffen. T1
a Neon b Kalium c Jood
20 Ons lichaam maakt melatonine aan.
Dit hormoon heeft invloed op ons slaapwaakritme. Sommige mensen hebben moeite met slapen en nemen daarvoor extra melatonine in. De formule van melatonine is C 13H16N2O2
a Noteer de namen van de atoomsoorten die in melatonine voorkomen. R
b Welke atoomsoort heeft de hoogste index?
Noteer de naam. T1
c Bereken het totale aantal atomen in een molecuul van de stof melatonine. T2
21 Het is bij de symbolen voor de elementen belangrijk om goed onderscheid te maken tussen hoofd en kleine letters. Gebruik zo nodig het periodiek systeem achter in het boek.
a Welke atoomsoort(en) wordt (worden) bedoeld met de letters CO? T2
b Welke atoomsoort(en) wordt (worden) bedoeld met de letters Co? T2
c Welke verwarring kan ontstaan als er niet op hoofd en kleine letters gelet wordt? T2
d Zoek zelf nog zo’n voorbeeld uit het periodiek systeem. T2
22 Afbeelding B
In afbeelding B zie je een aantal molecuultekeningen.
a Hoeveel atoomsoorten zijn er afgebeeld? T1
b Hoeveel moleculen zijn er afgebeeld? T1
c Hoeveel soorten moleculen zijn er afgebeeld? T1
d Noteer de formules van de moleculen. T2
23 Afbeelding C
Hierboven zie je moleculen van alcohol, azijnzuur en glucose. De zwarte bolletjes stellen koolstofatomen voor, de rode zuurstofatomen en de witte waterstofatomen. De molecuulformule van glucose is C6H12O6.
a Noteer de molecuulformules van alcohol en van azijnzuur. T1
b Leg uit hoe het kan dat verschillende stoffen uit dezelfde atoomsoorten bestaan. T2
24 Maak een molecuultekening van:
a H 2 S. Het zwavelatoom zit in het midden. Maak een 2Dweergave met symbolen. T1
b C 2H6. De waterstofatomen zijn steeds maar aan één ander atoom gebonden. Maak een 2Dweergave met kleuren. T2
c Een mengsel van drie moleculen zuurstof en twee moleculen ammoniak. De waterstofatomen zijn steeds maar aan één ander atoom gebonden. Kies zelf een manier om het weer te geven. T2
HUISPROEF
Probeer je eigen naam te spellen met alleen de afkortingen uit het periodiek systeem. Probeer ook een zo lang mogelijk Nederlands woord te maken.
Toepassen
25 Lees de tekst over de ordening van de elementen op de rechterbladzijde.
a Waarop is de volgorde van de atoomsoorten in het periodiek systeem gebaseerd? R
b Waarom plaatste Mendelejev bepaalde atoomsoorten in eenzelfde kolom van zijn periodiek systeem? T1
c Hoe kon Mendelejev de eigenschappen van een aantal atomen voorspellen? T2
d Bedenk twee redenen waarom de edelgassen niet voorkomen in de tabel van Mendelejev. I
26 Metalen kunnen edel of onedel zijn. Onedele metalen reageren gemakkelijk met lucht en water. Een voorbeeld hiervan is ijzer, dat kan roesten. Edele metalen reageren juist bijna niet. Een voorbeeld hiervan is goud. Daarom worden van deze stof vaak sieraden gemaakt.
a Zoek in het periodiek systeem het element goud op. Noteer nog twee andere edele metalen. R
b Soms laat een sieraad een kleur achter op de huid. Is dit sieraad gemaakt van een onedel of een edel metaal? Leg je antwoord uit. T2
c Natrium is een zeer onedel metaal omdat het heel heftig reageert met lucht of water. De niet ontleedbare stof natrium komt dan ook niet in de natuur voor. Leg dat uit. T2
d Leg uit dat de atoomsoort natrium wel in de natuur voorkomt. I
27 Een van de slimme zetten van Mendelejev bij het opstellen van zijn periodiek systeem, was het leeg laten van bepaalde plekken.
a Waarom heeft hij dat gedaan? T2
b Hoe kon hij voorspellingen doen over de atoomsoorten die later op de lege plekken zouden komen te staan? T2
Heb je het leerdoel bereikt?
R Ik ken de betekenis van de volgende begrippen:
Periodiek systeem van de elementen
Periode
Groep
Molecuulformule
Index
Molecuultekening
T1 Ik kan aangeven uit hoeveel atomen en uit welke atoomsoorten een molecuul bestaat.
T2 Ik kan molecuulformules opstellen aan de hand van molecuultekeningen of beschrijvingen.
I Ik kan de opbouw van het periodiek systeem uitleggen.
2.9 Oude versie van het periodiek systeem
Ordening van de elementen Dimitri Mendelejev ontwierp in 1869 een systeem om de elementen te ordenen. De Russische geleerde ordende ze in volgorde van toenemende atoommassa (massa van één atoom van een atoomsoort). De elementen verdeelde hij in rijen, waarbij elementen met een vergelijkbare reactiviteit onder elkaar werden gezet. Er waren ook lege plaatsen in het systeem. Mendelejev voorspelde de eigenschappen van de elementen op deze lege plaatsen. Die voorspellingen bleken later grotendeels te kloppen. Germanium en gallium zijn twee voorbeelden van zulke elementen. De ordening van Mendelejev staat bekend als het periodiek systeem der elementen. In figuur 2.9 zie je de tweede versie van het periodiek systeem uit 1871. Daarin ontbreken de edelgassen.
2.3 Reactievergelijkingen
DO e L Je leert een chemische reactie weer te geven met een reactievergelijking.
Reactievergelijking opstellen Bij de verbranding van waterstof ontstaat een nieuwe stof: water. Een verbranding is een reactie met zuurstof. In een reactieschema geef je deze reactie als volgt weer:
waterstof (g) + zuurstof (g) water (l)
Je kunt deze reactie ook opschrijven door de namen van de stoffen te vervangen door de molecuulformules:
H 2 (g) + O2 (g) H2O (l)
Dit heet een reactievergelijking. Bij een reactie ontstaan er nieuwe stoffen uit de atomen waaruit de beginstoffen bestaan. Het blijven dezelfde atomen, ze worden alleen anders gerangschikt. Het aantal atomen van iedere soort is dus altijd voor en na de reactie gelijk. In de reactievergelijking hierboven is dit nog niet zo: het aantal zuurstofatomen links en rechts van de pijl verschilt. De vergelijking klopt dus nog niet. Om de vergelijking kloppend te maken, voeg je links van de pijl een extra waterstofmolecuul toe en rechts een extra watermolecuul:
2 H 2 (g) + O2 (g) 2 H2O (l)
Het getal voor het molecuul noem je de coëfficiënt. Je kiest de coëfficiënten altijd zo dat de reactievergelijking kloppend is. Bij het kloppend maken van een reactievergelijking gelden altijd de volgende regels:
Het aantal atomen van iedere soort is voor en na de reactie gelijk.
Een coëfficiënt is een geheel getal.
De coëfficiënten moeten zo klein mogelijk zijn.
De index mag niet worden aangepast.
Coëfficiënt 1 wordt weggelaten (net als bij de index).
Stappenplan voor het opstellen van een reactievergelijking
Bij het opstellen van een reactievergelijking zet je de volgende stappen:
1 Stel het reactieschema in woorden op.
2 Vervang de namen van de stoffen door de molecuulformules.
3 Tel het aantal atomen van elke soort voor en na de pijl.
4 Maak nu de reactievergelijking kloppend door coëfficiënten voor elke molecuulformule te kiezen die het aantal atomen van elke soort voor en na de pijl gelijk maken. Begin met de atoomsoort die in het minste aantal moleculen voorkomt.
5 Controleer ten slotte of de fasen vermeld zijn en of het aantal atomen van elke soort links en rechts even groot is.
Voorbeeld [2] Als fruit gaat rotten, is de geur van alcohol te ruiken. Dit komt doordat de suiker die in het vruchtensap is opgelost (glucose) wordt omgezet in alcohol (ethanol) en koolstofdioxide.
Stel de reactievergelijking op van dit ontledingsproces. Zie tabel 2.7 voor de molecuulformules van de stoffen.
1 Glucose (s) ethanol (l) + koolstofdioxide (g)
2 C6H12O6 (s) C 2H6O (l) + CO2 (g)
3 Voor de pijl: 6 Catomen, 12 Hatomen en 6 O atomen.
Na de pijl: 3 Catomen, 6 Hatomen en 3 O atomen.
4 Waterstof komt in het minste aantal moleculen voor.
Om rechts van de pijl 12 Hatomen te krijgen, moet je voor ethanol de coëfficiënt 2 zetten. Je komt dan nog één Catoom en vier Oatomen tekort. Dat los je op door voor CO2 de coëfficiënt 2 te zetten:
C6H12O6 (s) 2 C 2H6O (l) + 2 CO2 (g)
5 Voor en na de pijl: 6 Catomen, 12 Hatomen en 6 O atomen. De fasen staan erbij en kloppen.
Oefenen
28 Wat is het verschil tussen een reactieschema en een reactievergelijking? R
29 a Waar zet je de getallen die je gebruikt om een reactievergelijking kloppend te maken? R
b Wat is de naam van deze getallen? R
c Waarom mag je de index niet veranderen om de reactievergelijking kloppend te maken? T2
30 Afbeelding A
a Bekijk de reactie in afbeelding A. Is dit een ontledingsreactie? Licht je antwoord toe. T1
b Hoeveel moleculen staan er voor de pijl? T1
c Leg uit of er na de pijl een mengsel of een zuivere stof is weergegeven. T1
d Schrijf de reactievergelijking op. Alle stoffen bevinden zich in de gasvormige fase. T1
H H H H H H N N
H H N
H H N
HUISPROEF
Maak een stopmotionvideo van een model dat de chemische reactie
2 H 2 (g) + O2 (g) 2 H2O (l) voorstelt. Gebruik bijvoorbeeld LEGO of snoepjes om atomen na te bootsen.
31 Afbeelding B
a Welke moleculen staan er links van de pijl in afbeelding B? T1
b Schrijf het reactieschema op van de reactie die in afbeelding B is weergegeven. T1
c Noteer de bijbehorende reactievergelijking. T1
32 CH 4 S 2O6 (s) + O2 (g) CO 2 (g) + 2 H2O (g) + 2 SO2 (g)
Neem de reactievergelijking over.
a Omcirkel alle indexen. T1
b Onderstreep alle coëfficiënten. T1
c Welke stof(fen) in deze reactie is (zijn) een element? T1
33 Bekijk de reactievergelijking:
3 Cl2 (g) + 2 P (s) 2 PCl 3 (l)
a Hoeveel moleculen chloor zijn er links van de pijl? T1
b Hoeveel moleculen chloor zijn er rechts van de pijl? T1
c Hoe vaak komt het atoom chloor voor links van de pijl? T1
d Hoe vaak komt het atoom chloor voor rechts van de pijl? T1
e Controleer of het aantal fosforatomen links en rechts van de pijl gelijk is. T1
f Is de reactievergelijking kloppend? Zo nee, maak de vergelijking kloppend. T2
g Staat in deze reactievergelijking een ontleedbare stof? Leg je antwoord uit. T1 B
34 Ammoniumbromide, NH4Br (s), wordt als vlamvertrager toegepast in textiel.
Ammoniumbromide ontleedt in de gassen stikstof en waterstof en de vloeistof broom.
a Noteer het reactieschema. T1
b Vervang elke stofnaam door de bijbehorende molecuulformule. R
c Maak de reactievergelijking kloppend door coëfficiënten voor de molecuulformules te zetten. T2
d Controleer of het aantal atomen links en rechts even groot is en of de fase aanduidingen aanwezig en juist zijn. T1
35 Neem de reactievergelijkingen over en maak ze kloppend. T1
a S (s) + O2 (g) SO 2 (g)
b K (s) + Br2 (l) KBr (s)
c S8 (s) + O2 (g) SO 2 (g)
d C6H5Cl (l) + H2O (l) C6H5OH (s) + HCl (g)
e Al 2 O 3 (s) + HCl (aq) AlCl 3 (aq) + H2O (l)
f NH 4Cl (s) + CaO2H2 (s) CaCl 2 (s) + NH3 (g) + H2O (l)
g PCl 3 (s) + H2O (l) H 3 PO 3 (aq) + HCl (aq)
h Sb 2 O 5 (s) + HCl (g) SbCl 5 (s) + H2O (g)
i PBr 5 (s) P (s) + Br2 (l)
j FeS 2 (s) + O2 (g) Fe 2 O 3 (s) + SO2 (g)
k C6H14 (g) + O2 (g) CO 2 (g) + H2O (g)
l C 3 H 7 NO 2 (g) + O2 (g)
CO 2 (g) + H2O (g) + N2 (g)
36 Noteer de kloppende reactievergelijking van de volgende reacties. Gebruik naslag B1 en B3.
a Het ontleden van FeCl 3 (s) in de elementen ijzer en chloor. Chloor (Cl2) is een geelgroenig gas. T1
b Bij het verbranden van waterstof wordt zuurstof gebruikt. Er ontstaat dan water. T2
c Ammoniak en zuurstof reageren samen tot stikstof en water. T2
d Fosfor reageert met zuurstof tot P2 O 5 (s). T2
e Koper wordt gemaakt uit koperoxide CuO (s) en koolstof. Er ontstaat ook koolstofdioxide. T2
f Lachgas (N2O) kan worden ontleed in stikstof en zuurstof. T2
37 IJzer wordt gewonnen uit ijzererts. IJzererts bestaat voor een deel uit ijzeroxide, Fe3O4 .
In een hoogoven vinden de volgende reacties plaats:
Reactie 1: Koolstof reageert met zuurstof.
Er ontstaat gasvormig koolstofdioxide, CO2.
Reactie 2: Het koolstofdioxide reageert met koolstof. Het gas CO ontstaat.
Reactie 3: IJzeroxide reageert met CO.
Daardoor ontstaan gesmolten ijzer en het gas CO2
a Noteer de vergelijking van reactie 1. T1
b Noteer de vergelijking van reactie 2. T2
c Noteer de vergelijking van reactie 3. T2
d Leg uit of ijzeroxide een element is. T1
e Leg uit of ijzer een element is. T1
Toepassen
38 Lees de tekst over explosieven op de rechterbladzijde.
a Noteer de reactievergelijking van de reactie waarbij uit buskruit enkel K 2 SO 4 en NO ontstaan en koolstof niet reageert. T2
b Geef een reactievergelijking waarbij alle in de tekst genoemde reactieproducten ontstaan. T2
c Leg met het molecuulmodel uit dat de reactieproducten van deze reactie meer ruimte innemen dan het buskruit. I
39 In het verleden zijn veel experimenten gedaan om de molecuulformules van stoffen te vinden. Hierbij werd gebruikgemaakt van de regel: In een gas bevindt zich in een volume van 1 L een vast aantal moleculen. Het maakt voor het aantal moleculen niet uit welke moleculen dat zijn.
a Noteer de reactievergelijking voor de ontleding van NO. T1
b Hoeveel L zuurstofgas en hoeveel L stikstofgas ontstaat bij de ontleding van 2 L NO, volgens de genoemde regel? T2
Uit 1 L waterstofgas en 1 L chloorgas ontstaat 2 L waterstofchloridegas.
c Leg uit dat hieruit de formules H2 en Cl 2 afgeleid kunnen worden als waterstofchloride als formule HCl heeft. I
Heb je het leerdoel bereikt?
R Ik ken de betekenis van de volgende begrippen: Reactievergelijking Coëfficiënt
T1 Ik kan een reactievergelijking kloppend maken.
T2 Ik kan een reactievergelijking opstellen.
I Ik kan ingewikkelde reactievergelijkingen opstellen.
Explosieven Een explosie is een zeer snelle verbranding waarbij veel warmte vrijkomt. Voor een verbranding is zuurstof nodig. Explosieven zijn vaste stoffen of vloeistoffen die verbindingen bevatten met zuurstof. Het grote voordeel hiervan is dat voor de verbranding geen zuurstof uit de lucht nodig is. Omdat de reactieproducten voor een groot deel bestaan uit gassen die veel meer ruimte innemen dan de beginstoffen, ontstaat er een sterke drukgolf. Die wordt gebruikt om bijvoorbeeld een kogel weg te schieten of een rots te laten splijten. Het explosief buskruit is een mengsel van houtskool, zwavel en salpeter (kaliumnitraat, KNO3). Bij de explosie van buskruit ontleedt het kaliumnitraat, waarbij zuurstofatomen vrijkomen. Deze zuurstofatomen reageren vervolgens met de koolstof en de zwavel. Bij de explosie ontstaan de vaste stoffen K 2 SO 4 en K 2 CO 3 en de gassen CO, CO 2, NO en N2
2.10 Buskruit
2.4 Ontledingsreacties
DOeL Je leert de eigenschappen van drie soorten ontledingsreacties.
Ontledingsreacties Bij een ontledingsreactie ontstaan uit één stof twee of meer andere stoffen. Om een stof te ontleden is meestal energie nodig. Er zijn drie soorten ontledingsreacties: thermolyse, fotolyse en elektrolyse. Bij deze reacties komt energie in verschillende vormen voor.
Thermolyse Een ontleding door verhitting noem je thermolyse Je voert dan energie in de vorm van warmte toe. Door de verhitting van suiker bijvoorbeeld, treedt er een chemische reactie op. Deze reactie heeft één beginstof, namelijk suiker. De reactieproducten zijn een bruine vloeistof, een zwarte vaste stof en een gas (figuur 2.11).
Fotolyse Ontleding onder invloed van stralingsenergie heet fotolyse. Door middel van de stralingsenergie van de zon kunnen bijvoorbeeld kleuren vaal worden (figuur 2.12). De kleurstof ontleedt en er ontstaan andere stoffen die geen kleur hebben of anders van kleur zijn. Vooral ultraviolette straling zorgt voor ontledingsreacties.
Elektrolyse Ontleding door het toevoeren van elektrische energie noem je elektrolyse. Als je water onder spanning zet, gaat er een elektrische stroom door het water lopen en ontstaan de stoffen waterstof en zuurstof.
reageerbuis
brander
2.11 Thermolyse van suiker
2.12 Door de zon worden kleuren vaal.
Ontleding van water De elektrolyse van water gebeurt met behulp van het toestel van Hofmann (figuur 2.13). In dit elektrolysetoestel zijn twee elektroden in het water geplaatst. De elektroden zorgen voor het contact van de spanningsbron met het water. De ene elektrode is via een snoer verbonden met de positieve pool van de spanningsbron en de andere met de negatieve pool. Er gaat nu een elektrische stroom door het water lopen. Bij de positieve elektrode ontstaat zuurstof en bij de negatieve elektrode waterstof.
Bij elektrolyse is het volume van de ontstane waterstof tweemaal zo groot als het volume van de ontstane zuurstof. De ontledingsreactie van water is:
2 H2O (l) 2 H 2 (g) + O2 (g)
Aantonen van reactieproducten Je kunt de aanwezigheid van de reactieproducten waterstof en zuurstof aantonen met een aantoningsreactie.
De reactieproducten van de elektrolyse van water kun je aantonen met de volgende reacties:
Je vangt het waterstofgas op in een reageerbuis. Als je een brandende lucifer bij de opening van een reageerbuis houdt, hoor je een karakteristiek knalletje.
Zuurstof toon je aan met een gloeiende houtspaander. Door deze in de buurt van de opgevangen zuurstof te houden, gaat de spaander feller branden.
2.13 Elektrolyse van water met het toestel van Hofmann
Oefenen
40 Welke energiesoort speelt een rol bij: R
a fotolyse?
b elektrolyse?
c thermolyse?
41 Leg uit welk type ontledingsreactie optreedt bij de volgende reacties. Kies uit: thermolyse, elektrolyse of fotolyse.
a Een geprinte kassabon verbleekt als deze een tijd in de zon ligt. T1
b Door verhitting van hout, in afwezigheid van zuurstof, ontstaan ten minste drie stoffen. T1
c Vloeibaar aluminiumoxide ontleedt in aluminium en zuurstof als er een stroom doorheen loopt. T1
d Na verhitting van krijt ontstaan ongebluste kalk en een gas. T1
42 Welke van de volgende reacties zijn ontledingsreacties? Licht je antwoord toe.
a Waterstofperoxide wordt omgezet in water en zuurstof. T1
b Zwaveltetrafluoride kan bereid worden uit zwavel en fluor. T1
c Kaliumchloraat reageert bij verhitting. Er ontstaat hierbij een gas dat een vlam feller laat branden. T1
d Zoutzuur en ammonia worden in een vat gebracht, waarna een oplossing van salmiak ontstaat. T1
43 Afbeelding A Minium (Pb3O4) is een zeldzaam mineraal. Het kan gemaakt worden door loodoxide (PbO) met zuurstof te laten reageren. Een andere mogelijkheid om minium te maken, is door het laten reageren van PbCO3 met zuurstof.
a Stel het reactieschema op van de reactie met PbO als beginstof. T1
HUISPROEF
Pak een glas met water en roer er een eetlepel zout door. Slijp twee potloden aan beide kanten. Prik de potloden niet te ver van elkaar door een stuk karton.
Leg het karton met de potloden op het glas, met de potloodpunten in het water. Verbind de potloden met een 9Vbatterij.
Kijk wat er gebeurt. Til het karton een stukje op en ruik. Hoe weet je dat hier een ontledingsreactie heeft plaatsgevonden?
b Stel de reactievergelijking op van de reactie met PbCO 3 als beginstof. Er ontstaat ook koolstofdioxide. T2
44 Afbeelding B
Waterstof kan worden gebruikt als brandstof voor auto’s. Waterstof wordt geproduceerd met behulp van elektrolyse. Als waterstof reageert met zuurstof, ontstaat de omgekeerde reactie van elektrolyse. Er is hiervoor naast waterstof dus ook zuurstof nodig. Bij deze reactie komt veel energie vrij, die wordt gebruikt om de auto te laten rijden.
a Noteer de reactievergelijking van de reactie die plaatsvindt in de waterstofauto. T1
b Welke stof stoot de waterstofauto uit? T1
c Om te testen of de elektrolyse van water gelukt is, kun je gebruikmaken van een aantoningsreactie. Hoe kun je aantonen dat er waterstof is ontstaan? R
d Noteer de reactievergelijking voor het aantonen van waterstof. T1
45 Water kan worden ontleed door elektrolyse, maar ook door thermolyse. Thermolyse van water vindt plaats vanaf 1800 °C.
a Noteer de reactievergelijking van de elektrolyse van water. R
b Noteer de reactievergelijking van de thermolyse van water. T1
c Leg de overeenkomst uit tussen de reactievergelijking van de elektrolyse en die van de thermolyse van water. T2
d Wat is het verschil tussen het koken van water en de thermolyse van water? Geef een uitleg op microniveau. T2
46 Afbeelding C
Aardolie is een mengsel van een zeer groot aantal stoffen waarvan de moleculen voornamelijk bestaan uit koolstof en waterstofatomen. De verschillende stoffen worden voor verschillende doelen gebruikt, zoals het maken van plastic, benzine, kerosine en asfalt.
Voor het maken van plastic heb je vooral kleine moleculen nodig, zoals etheen, C2 H 4
Deze kleine moleculen kun je maken door grotere moleculen in stukjes te breken.
Dit proces vindt plaats bij hoge temperatuur en heet kraken. Kraken gebeurt in de hoge torens van een olieraffinaderij, zoals in de Botlek bij Rotterdam (afbeelding C).
a Welk type reactie is kraken? Kies uit: thermolyse / elektrolyse / fotolyse / vormingsreactie / andere chemische reactie. T1
b Neem de reactievergelijking over en maak deze af (alle coëfficiënten zijn 1). T1
C 12 H26 (l) C8H18 (l) + … (g)
c Noteer de reactievergelijking voor het kraken van C 5 H 10 (l) tot etheengas en C3H6 (g).
C
B
Toepassen
47 Lees de tekst over elektrolyse op de rechterbladzijde.
a Waarom moesten er meerdere batterijen in serie worden aangesloten om de elektrolyse te kunnen starten? T2
b Noteer de reactievergelijking voor het ontleden van gesmolten natriumchloride. T1
c Een andere stof die Davy heeft ontleedt door middel van elektrolyse is de stof lithiumoxide (Li2O). Noteer de reactievergelijking. T2
d Davy heeft ook het element magnesium ontdekt door de elektrolyse van magnesiumchloride (MgCl2). Noteer de reactievergelijking. T1
e Wat valt je op als je kijkt naar de samenstelling van de gesmolten zouten die Davy gebruikte voor zijn experimenten: NaCl, Li2O en MgCl2? Maak gebruik van je kennis over het periodiek systeem der elementen. I
48 Waterstofperoxide wordt onder andere gebruikt als ontsmettingsmiddel, bijvoorbeeld bij ontstekingen in de mond en bij de zuivering van drinkwater. Ook is waterstofperoxide een bleekmiddel, bijvoorbeeld voor het bleken van tanden en het blonderen van haren.
Als je een oplossing van waterstofperoxide een tijdje laat staan, zie je belletjes omhoogkomen. Er vindt spontaan een chemische reactie plaats.
a Vul de reactievergelijking aan met het ontbrekende reactieproduct. De coëfficiënten zijn al ingevuld.
2 H 2 O 2 (aq) 2 ( ) + O2 (g) T2
b Welk type reactie is dit? Kies uit: ontledingsreactie / vormingsreactie / aantoningsreactie T1
c Hoe kun je aan de reactievergelijking zien dat er belletjes ontstaan? T1
d Waterstofperoxide wordt vaak in donkere flessen bewaard. Welk type ontledingsreactie verwacht je bij waterstofperoxide? T2
Heb je het leerdoel bereikt?
R Ik ken de betekenis van de volgende begrippen:
Thermolyse
Elektrolyse
Fotolyse
Aantoningsreactie
T1 Ik kan de verschillende ontledingsreacties onderscheiden.
T2 Ik kan voorspellen wat er gebeurt als ik waterstof of zuurstof probeer aan te tonen met een aantoningsreactie.
I Ik kan uitleggen of een ontledingsreactie heeft plaatsgevonden.
2.14 Sir Humphry Davy geeft een scheikundeles.
Elektrolyse Sir Humphry Davy was een Brits scheikundige die in het begin van de 19e eeuw onder andere onderzoek deed naar zouten. Hij gebruikte een zogenaamde ‘Voltazuil’; een elektrische batterij, om zouten te scheiden in hun elementen. Dat proces werd later ‘elektrolyse’ genoemd. Om de zouten te kunnen scheiden, schakelde hij een groot aantal van deze batterijen in serie. Zo kon hij natrium vrijmaken uit vloeibaar natriumchloride (keukenzout). Davy heeft op deze manier diverse elementen ontdekt zoals kalium, calcium, barium en magnesium. Hij is op vijftigjarige leeftijd overleden, waarschijnlijk als gevolg van het inademen van allerlei giftige stoffen tijdens zijn onderzoeken.
2.5 Verbrandingsreacties
DO e L Je leert de reactievergelijking van een verbrandingsreactie opstellen.
Verbrandingsreacties Bij een verbrandingsreactie reageert een brandstof met zuurstof. De meestgebruikte brandstoffen zijn hout, steenkool, aardolie en aardgas. Om een stof te verbranden, heb je drie dingen nodig: een brandbare stof, voldoende zuurstof en een temperatuur boven de ontbrandingstemperatuur. Bij een verbrandingsreactie komt energie vrij in de vorm van warmte en zie je vuurverschijnselen.
Volledige verbranding De producten die vrijkomen bij een verbranding, noem je oxides. Dat zijn verbindingen met zuurstof. Verbrand je bijvoorbeeld ijzer, dan ontstaat ijzeroxide. Bij de verbranding van een verbinding ontstaat een mengsel van de oxides van de elementen uit die verbinding. Ethaan is een verbinding van koolstof en waterstof. Bij de verbranding van ethaan ontstaan dus twee oxides: koolstofdioxide en water. Bij de verbranding van een koolwaterstof (een verbinding van koolstof en waterstof, tabel 2.15) met voldoende zuurstof zijn de reactieproducten altijd koolstofdioxide en water. Er is dan sprake van een volledige verbranding.
Voorbeeld [3] Stel de reactievergelijking op van de volledige verbranding van ethaan, C2H6 (g), en maak deze kloppend.
3 Voor de pijl: 2 Catomen, 6 Hatomen en 2 O atomen
Na de pijl: 1 Catoom, 2 Hatomen en 3 O atomen
4 2 C 2H6 (g) + 7 O2 (g) 4 CO2 (g) + 6 H2O (l)
5 Voor en na de pijl: 4 Catomen, 12 Hatomen en 14 O atomen
De fasen zijn vermeld.
propaan
hexaan C6H14
2.15 Een aantal koolwaterstoffen
Onvolledige verbranding Bij de verbranding van een koolwaterstof waarbij onvoldoende zuurstof beschikbaar is, treedt een onvolledige verbranding op. Er ontstaat dan roet (koolstof) en/of koolstofmono oxide. Als er roet ontstaat, kleurt de vlam geel. Koolstofmono oxide is een giftig en geurloos gas dat vooral bij hoge temperaturen ontstaat.
Voorbeeld [4] Bij de verbranding van propaangas, C3H8 (g), in een zuurstofarme omgeving ontstaat onder andere een giftig gas. Noteer de reactievergelijking en maak deze kloppend.
3 Voor de pijl: 3 Catomen, 8 Hatomen en 2 O atomen
Na de pijl: 1 Catoom, 2 Hatomen en 2 O atomen
4 2 C 3H8 (g) + 7 O2 (g) 6 CO (g) + 8 H2O (l)
5 Voor en na de pijl: 6 Catomen, 16 Hatomen en 14 O atomen. De fasen zijn vermeld.
Reagens Reactieproducten kun je aantonen met een reagens
Een reagens is een stof die zichtbaar reageert met de stof die je wilt aantonen. Zo kun je koolstofdioxide aantonen met het reagens kalkwater. Kalkwater is een heldere en kleurloze vloeistof. Als je hier koolstofdioxide doorheen laat borrelen, wordt het kalkwater troebel en wit (figuur 2.16).
Water toon je aan met de vaste stof wit kopersulfaat. Als wit kopersulfaat in aanraking komt met water, kleurt het blauw (figuur 2.17).
Joodwater toont zwaveldioxide aan. Het bruingele joodwater ontkleurt in contact met zwaveldioxide.
Een reagens is effectief als het selectief en gevoelig is. Selectief wil zeggen dat het reagens slechts met één stof reageert. Gevoelig betekent dat het al reageert met een klein beetje van die stof.
koolstofdioxide
kalkwater
2.16 Kalkwater wordt troebel als er koolstofdioxide doorheen borrelt. kopersulfaat
2.17 Wit kopersulfaat wordt met water blauw.
Oefenen
49 a Wat zijn de drie vereisten voor een verbrandingsreactie? R
b Waaraan kun je een verbrandingsreactie herkennen? R
c Wat is het verschil tussen een volledige en een onvolledige verbranding? R
50 Wanneer is een reagens effectief? R
51 Als je vast magnesium verbrandt, ontstaat er een witte vaste stof.
a Welke stof(fen) heb je, naast de brandstof magnesium, nodig voor de verbranding? R
b Hoe noem je het reactieproduct? T2
c Noteer de reactievergelijking. Gebruik naslag B3. T2
52 Octaan is een bestanddeel van benzine. Ga ervan uit dat octaan volledig verbrandt. De molecuulformule van octaan is C8H18. Stel de reactievergelijking op volgens de vijf stappen. T2
53 Het reactieproduct bij een verbranding met zwavel is zwaveldioxidegas, SO2
a Stel de kloppende reactievergelijking op voor de volledige verbranding. T1
b Hoe kun je het reactieproduct van deze reactie aantonen? R
c Zwaveldioxide kan ook worden geproduceerd door H2S (g) te laten reageren met zuurstof. Er ontstaan dan twee reactieproducten. Noteer de reactievergelijking. T2
54 Stel de kloppende reactievergelijking op van:
a De volledige verbranding van ethanol, C 2H6O (l). T1
b De reactie van NO gas met zuurstof. Het reactieproduct is NO2 (g). T2
c De volledige verbranding van pentaan, C 5 H 12 (l), waarbij koolstofmono oxide en water ontstaan. T1
d De volledige verbranding van methaanthiol, CH 4S (g). T2
55 Om aardgas te verbranden, moet je er een vlam bij houden. Een stukje witte fosfor ontbrandt al bij kamertemperatuur. Een fosforbrand kan niet worden geblust met water, omdat fosfor ook met water reageert.
a Welke stof heeft de hoogste ontbrandingstemperatuur, witte fosfor of aardgas? T1
b Kun je een fosforbrand blussen door het fosfor sterk af te koelen? Leg je antwoord uit. I
c Vroeger werd fosfor gebruikt om de kopjes van lucifers van te maken. Hoe weet je dat hiervoor geen witte fosfor werd gebruikt? T1
HUISPROEF
Verwarm een marshmallow langzaam bij een vlam. Houd de marshmallow steeds dichter bij de vlam. Geef een verklaring voor je waarnemingen.
56 Afbeelding A
Koper kan op verschillende manieren reageren met zuurstof. Bij verbranding ontstaat koperoxide, CuO, dat een zwarte kleur heeft. Een tragere reactie geeft koper een groene kleur. Bij deze reactie reageert het koper met water, zuurstof en koolstofdioxide. Deze tragere reactie is de oorzaak van de groene daken van gebouwen met een koperen dak en van de groene kleur van het Vrijheidsbeeld.
a Noteer de reactievergelijking van de verbranding van koper. T2
b Noteer de reactievergelijking van de reactie waardoor de groene kleur ontstaat. Het reactieproduct is Cu2 H 2 CO5. T2
c Leg aan de hand van de reactieproducten uit dat het groen worden van koper geen verbranding is. T2
57 Afbeelding B
Er is veel warmte nodig om in open lucht stalen treinrails aan elkaar te lassen. Dit gebeurt nog dagelijks door thermietlassen. Thermiet is een mengsel van twee poeders dat extreem heet kan branden. Thermiet steek je aan met bijvoorbeeld een stukje magnesiumlint, waarna een snel verlopende reactie plaatsvindt. Bij de reactie zijn veel vuurverschijnselen te zien.
Het meestgebruikte thermietmengsel reageert volgens de volgende, nog niet kloppende reactievergelijking:
Fe 2 O 3 (s) + Al (s) Al 2 O 3 (s) + Fe
Bij deze reactie loopt de temperatuur op tot 1700 °C. Het smeltpunt van ijzer is 1538 °C.
a In welke fase bevindt ijzer zich bij 1700 °C? T1
b Maak de reactievergelijking kloppend. T1
c Beschrijf wat er met het ontstane ijzer gebeurt. T2
d Het gevormde aluminiumoxide kun je ontleden met elektrolyse. Noteer hiervan de reactievergelijking. T2
Toepassen
58 Lees de tekst over verbranding in het lichaam op de rechterbladzijde.
a Voor de reactie van glucose met zuurstof in je lichaam is oxidatie een betere term dan verbranding. Waarom wordt meestal toch de term verbranding gebruikt? T1
b Noteer de reactievergelijking voor de verbranding van glucose in je lichaam. T1
c Hoe raakt je lichaam water kwijt? T2
d Noteer de reactievergelijking voor de omzetting van glucose in melkzuur. T2
e Leg uit wat voor type reactie deze omzetting is. T2
59 Afbeelding C
Een explosie is een heftige snelle verbranding. Een deel van de zuurstof die daarvoor nodig is, komt bij explosieven niet uit de lucht, maar uit het explosief zelf. Dynamiet is een oranjekleurig explosief met als werkzame stof nitroglycerine, C3H5N3O9 (s).
a Stel de reactievergelijking op voor de reactie van nitroglycerine. Nitroglycerine is de enige beginstof. De reactieproducten zijn zuurstof, waterdamp, koolstofdioxide en stikstof. T1
b Leg uit of deze reactie een verbranding is. I
60 Staal wordt geproduceerd in hoogovens. Een hoogoven is een installatie waarin ijzererts en koolstof worden gemengd en zo sterk verhit dat via een aantal chemische reacties vloeibaar ijzer ontstaat.
Onder in de hoogoven worden hete lucht en verpoederd koolstof geblazen. Soms wordt de hete lucht verrijkt met zuurstof. Er ontstaat koolstofmono oxide. Boven in de hoogoven reageert het ontstane koolstofmono oxide verder met ijzererts (Fe2O3) tot koolstofdioxide en ijzer.
a Noteer de reactievergelijking van de reactie onder in de hoogoven. T1
b Noteer de reactievergelijking van de andere reactie die plaatsvindt in de hoogoven. T2
Heb je het leerdoel bereikt?
R Ik ken de betekenis van de volgende begrippen:
Verbrandingsreactie
Ontbrandingstemperatuur
Volledige verbranding
Onvolledige verbranding
Reagens
T2 Ik kan de reactievergelijking opstellen van een volledige en een onvolledige verbranding.
T1 Ik kan een reagens gebruiken en aangeven wat er gebeurt.
I Ik kan uitleggen welke chemische reactie in je lichaam energie levert.
2.18 Tijdens inspanning verbrand je veel suikers in je spieren.
Verbranding in het lichaam In je lichaam vindt voortdurend een langzame verbranding, oxidatie, plaats. Je lichaam zet suikers, zoals C6H12O6, om in de verbrandingsproducten koolstofdioxide en water. Bij deze verbranding komen geen vuurverschijnselen voor. Je ademt zuurstof in en koolstofdioxide uit. Er komt behoorlijk wat energie vrij bij de langzame verbranding. Deze energie gebruikt je lichaam om allerlei processen te laten plaatsvinden. Ook de extra energie die nodig is om te sporten wordt geleverd door deze langzame verbranding.
Tijdens inspanning ga je sneller ademhalen, omdat de spiercellen zuurstof verbruiken. Als er een tekort aan zuurstof ontstaat, reageert glucose zonder zuurstof tot koolstofdioxide en melkzuur, C 3H6O3. Als gevolg van deze reactie raken je spieren verzuurd. Dit leidt tot vermoeidheid en doet pijn.
Toetsvoorbereiding
Controleer bij elke paragraaf van dit hoofdstuk of je de leerdoelen hebt bereikt. Zo niet, lees dan de uitleg nog eens goed door of bekijk de uitlegvideo’s.
Maak daarna de volgende opdrachten.
1 De volgende vragen gaan over het toestel van Hofmann.
a Voor welk type reacties wordt dit toestel gebruikt? R
b Wat zijn de reactieproducten bij deze reactie? R
c Schrijf het reactieschema op. R
d Leg uit hoe je zuurstof kunt aantonen. R
2 Stel de reactievergelijkingen op bij de volgende beschrijvingen.
a Onder de juiste omstandigheden is ammoniak bruikbaar als brandstof. Bij de reactie ontstaat geen koolstofdioxide, maar alleen stikstofgas en water. Er is behalve ammoniak ook zuurstof nodig voor de verbranding. T1
b Om methanol, CH3OH (l), te maken kun je koolstofdioxide met waterstofgas laten reageren. Hierbij komt water vrij als bijproduct. T1
c Methylbenzoaat, C8H8O2, is een kleurloze vloeistof met een aangename geur. Het wordt daarom onder andere gebruikt in parfums. Om de stof te maken zijn benzoëzuur, C7H6O2 (s), en methanol, CH3OH (l), nodig. Bij deze reactie ontstaat water. T1
3 Pyriet is een stof die erg op goud lijkt. Soms vergissen goudzoekers zich hierin.
De formule van pyriet is FeS2 (s).
a Noteer het symbool van het element goud. T1
b Is goud een metaal? R
c Is pyriet een element? Leg je antwoord uit. T1
d Hoe zou je pyriet en goud van elkaar kunnen onderscheiden met behulp van een experiment? I
4 Afbeelding A
Carbidschieten of melkbusschieten is in sommige plaatsen in Nederland een traditie op oudejaarsdag. Daarbij wordt in een melkbus een beetje water over brokjes carbid (CaC2) gegoten. Daarna wordt de melkbus afgesloten door er een bal op te leggen. Het carbid reageert dan met het water tot ethyn (C2 H2) en calciumhydroxide (Ca(OH)2).
De onvolledige reactievergelijking ziet er als volgt uit:
CaC 2 (s) + H2O (l) → C 2 H 2 (g) + Ca(OH)2 (s).
a Maak de reactievergelijking kloppend. T1
b Het ethyn dat ontstaat is heel brandbaar.
Bij de juiste mengverhouding met zuurstof, krijg je een explosief mengsel. Net na de verbranding zet het gasmengsel uit, waardoor de bal met een enorme knal wegschiet. Waar komt de zuurstof vandaan die nodig is voor de verbranding van ethyn? T1
c Noteer de reactievergelijking van de verbranding van ethyn. T2 a
5 Met een destillatieopstelling kun je alcohol (ethanol) uit wijn destilleren. Om te testen of het destillaat alcohol bevat, wordt een beetje van het destillaat verbrand.
a Noteer de reactievergelijking van de volledige verbranding van alcohol. T1
b Is verbranding een geschikte aantoningsreactie voor alcohol? Leg je antwoord uit. I
6 Afbeelding B
Bekijk de afbeelding.
a Stelt de afbeelding een chemische reactie, een ontleding, een scheiding of het oplossen van een stof voor? T1
b Hoeveel moleculen zijn er links van de pijl getekend? T1
c Hoeveel atomen zijn er rechts van de pijl getekend? T1
7 Ammoniak wordt uit stikstof en waterstof gemaakt. De reactie verloopt vrij langzaam en het is moeilijk om alle stikstof en waterstof in ammoniak om te zetten. Als ammoniak geproduceerd wordt, scheidt de fabriek de ontstane ammoniak uit het gasmengsel. De overgebleven stikstof en waterstof kunnen dan opnieuw reageren.
a Noteer het reactieschema van de vorming van ammoniak. T1
b Noteer de kloppende reactievergelijking. T2
c Ammoniak lost zeer goed in water op, in tegenstelling tot stikstof en waterstof. Welke scheidingsmethode gebruikt de fabriek? T1
8 Salmiak, NH4Cl (s), wordt vaak verwerkt in snoepgoed. Salmiak ontstaat als je waterstofchloridegas met ammoniakgas laat reageren.
a Noteer de reactievergelijking van deze reactie. T2
b Welk type reactie is dit? Kies uit: thermolyse / elektrolyse / fotolyse / vormingsreactie / verbranding / andere chemische reactie T1
9 Noteer de kloppende reactievergelijking van elk van de volgende reacties.
a De volledige verbranding van C15H32S (l). T2
b De reactie van methaan (CH 4), met ammoniak waarbij blauwzuur (HCN) en waterstof worden gevormd. T2
c De onvolledige verbranding van C8H16 (l). Er ontstaat roet. T2
d De volledige verbranding van C18H36O2 (s). T1
10 Water reageert heftig met de vaste stof kalium. Hierbij ontstaan het brandbare gas waterstof en een KOHoplossing.
a Noteer de reactievergelijking. T1
b Leg uit of dit een verbrandingsreactie is. T2
Naslag
A Practicum 212
B Stoffen 215
C Rekenen 219
D Onderzoeken 224
E Ontwerpen 226
A Practicum
A1 Veiligheid
Bij het practicum scheikunde gelden veiligheidsvoorschriften die ongelukken moeten voorkomen;
v Volg altijd de voorschriften op en verzin nooit iets zelf zonder overleg met je docent of toa.
v Werk netjes en rustig.
v Doe altijd een labjas aan en zet een veiligheidsbril op.
v Bind lang haar in een staart.
v Ken de veiligheidssymbolen en weet welke gevaren erbij horen.
v Weet wanneer en hoe je de nooddouche, branddeken en oogdouche moet gebruiken.
v Eet en drink niet in het practicumlokaal.
v Raak stoffen zo min mogelijk aan, proef niet en ruik voorzichtig.
v Was na het practicum altijd je handen.
v Waarschuw bij een ongeluk meteen je docent of de toa.
A2 Brander
Brander aansteken Als je de brander moet aansteken, doe je dat in de volgende stappen:
1 Controleer of de gasregelknop en luchtring op de brander gesloten zijn, maar niet zo strak zitten dat je ze niet open kunt draaien.
2 Draai de gaskraan op de tafel open.
3 Houd een vlam boven de schoorsteen.
4 Draai het gas rustig open. De vlam moet ongeveer de hoogte van de schoorsteen hebben.
Brander gebruiken Tijdens een practicum maak je gebruik van drie verschillende vlammen:
1 De gele vlam heet ook wel de pauzevlam. Deze vlam gebruik je niet om andere materialen te verwarmen of te verhitten, maar juist als je niet bezig bent met de brander. Deze vlam geeft veel roet af, maar is duidelijk zichtbaar. Je kunt makkelijk zien dat de brander aan staat.
2 Door de luchtring een beetje open te draaien, krijg je een lichtblauwe vlam. Deze geeft geen roet af en kun je dus gebruiken om stoffen te verwarmen. Deze vlam gebruik je dan ook om kleine hoeveelheden stof op te warmen.
3 De ruisende vlam is het warmst van allemaal. Deze vlam gebruik je om stoffen te verhitten: om veel energie toe te voegen als je veel materiaal hebt of een hoge temperatuur moet bereiken.
Brander doven Als je klaar bent met de brander, doof je deze in de volgende stappen:
1 Zorg dat de brander op de pauzevlam staat.
2 Draai de gasregelknop op de brander dicht.
3 Draai de gaskraan op de tafel dicht.
1 gele vlam
2
lichtblauwe vlam
3
ruisende vlam
gasregelknop luchtring schoorsteen
A3 Practicumverslag
In een practicumverslag beschrijf je een practicum dat je hebt uitgevoerd. Een practicumverslag bestaat uit de volgende onderdelen:
Titel De titel moet duidelijk aangeven waar je verslag over gaat, dus geen ‘scheikunde verslag’ of ‘experiment 1.3’.
Inleiding Waar ga je onderzoek naar doen? Welk probleem ga je onderzoeken? In de inleiding beschrijf je de gebruikte (nieuwe) methoden en begrippen. Vaak geef je hierin ook de reactievergelijking van je experiment weer.
Onderzoeksvraag Wat ga je onderzoeken? Soms zijn er ook deelvragen. Verdeel de vragen dan in één hoofdvraag en meerdere deelvragen.
Hypothese De onderzoeksvraag wordt eventueel gevolgd door de hypothese. Wat verwacht je tijdens het experiment waar te nemen? Wat denk je dat er uit het experiment zal komen? Waarom verwacht je dat?
Benodigdheden Welke materialen en chemicaliën ga je tijdens het experiment gebruiken? Soms kan ook een (schematische) tekening van je opstelling handig zijn.
Uitvoering Welke stappen moet je nemen als je het experiment uit gaat voeren?
Waarnemingen Noteer alle waarnemingen. Wat heb je gezien, gehoord en geroken? Soms doe je metingen met een meetinstrument. Zet deze meetgegevens in een tabel en vervolgens in een grafiek.
Discussie Zijn er dingen misgegaan? Zo ja, wat is er misgegaan? Als er niet nauwkeurig is gewerkt, wordt dat ook hier vermeld.
Conclusie Wat is er uit het experiment gekomen? Trek conclusies en geef antwoord op de onderzoeksvraag.
2020 Boom voortgezet onderwijs, Groningen, The Netherlands
Behoudens de in of krachtens de Auteurswet van 1912 gestelde uitzonderingen mag niets uit deze uitgave worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch door fotokopieën, opnamen of enig andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever.
Voor zover het maken van kopieën uit deze uitgave is toegestaan op grond van artikelen 16h t /m 16m
Auteurswet 1912 jo. besluit van 27 november 2002, Stb 575, dient men de daarvoor wettelijk verschuldigde vergoeding te voldoen aan de Stichting Reprorecht te Hoofddorp (postbus 3060, 2130 kb , www.reprorecht.nl) of contact op te nemen met de uitgever voor het treffen van een rechtstreekse regeling in de zin van art. 16l, vijfde lid, Auteurswet 1912. Voor het overnemen van gedeelte(n) uit deze uitgave in bloemlezingen, readers en andere compilatiewerken (artikel 16, Auteurswet 1912) kan men zich wenden tot de Stichting PRO (Stichting Publicatie en Reproductierechten, postbus 3060, 2130 kb Hoofddorp, www.stichting pro.nl).
All rights reserved. No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system, or transmitted, in any form or by any means, electronic, mechanical, recording or otherwise without prior written permission of the publisher.
isbn 978 94 9286 283 9 www.boomvoortgezetonderwijs.nl
Polaris is een RTTIgecertificeerde methode en onderscheidt vier soorten vragen:
r Reproductievragen
t1 Trainingsgerichte toepassingsvragen
t2 Transfergerichte toepassingsvragen
i Inzichtvragen
Voor meer informatie over de RTTIsystematiek, zie www.docentplus.nl.
Boekontwerp & omslag René van der Vooren, Amsterdam
