[scheikunde] Practicum 10 onbekende stoffen

[Regitze]

We krijgen 10 potjes met stoffen. En we moeten erachter komen d.m.v redoxreacties en/of zuurbasereacties.

De stoffen die het kunnen zijn
1. Calciumcarbonaat
2. Calciumfosfaat
3. Koolstof
4. Koper(II)oxide
5. Natriumcarbonaat
6. Natriumjodide
7. Natriumchloride
8. IJzer
9. IJzer(II)chloride
10. IJzer(III)chloride

De stoffen die wij bij het prakticum kunnen gebruiken zijn:

1. Demiwater
2. 1,0 M zoutzuur
3. 1,0 M natronloog
4. Waterstofperoxide 30%

Nu kom ik er dus niet helemaal uit hoe je de reacties moet combineren aan de stoffen die je mag gebruiken.

[Marko]

Ik denk dat je, om te beginnen, ook iets met oplosbaarheid moet doen. Anders begrijp ik niet waar je demiwater voor nodig hebt, en ook kan het nodig zijn om te zien óf er een reactie met zoutzuur, natronloog etc optreedt.

Wat betreft de combinaties, ik zou ze gewoon allemaal nagaan: bij iedere stof kijken of de stof kan optreden als zuur, als base, als oxidator of als reductor.

En je moet kijken naar de eigenschappen van de andere stoffen die je hebt (zoutzuur, natronloog en waterstofperoxide).

Vervolgens kun je combineren. Een zuur reageert met een base en andersom. En een oxidator met een reductor. Je kunt dus voorspellen welke van de stoffen 1-10 kunnen reageren met welke van de stoffen 1-4. En je kunt voorspellen wat er dan ontstaat en wat dáár dan de eigenschappen van zijn.

Een voorbeeld, calciumcarbonaat (stof 1):

De molecuulformule is CaCO₃. Je kunt opzoeken dat deze stof slecht oplosbaar is in water. En je e kunt zien dat de stof CO₃^2- ionen bevat, en die kunnen optreden als base. Je weet dan dus dat deze stof zal reageren met een zuur, in dit geval zoutzuur. De bijbehorende reactie is:

CaCO₃ + 2 H⁺ Ca²⁺ + CO₂ + H₂O

(afhankelijk van de opleiding wordt deze reactie ook wel geschreven als

CaCO₃ + 2 HCl CaCl₂ + CO₂ + H₂O

Maar het komt op hetzelfde neer, namelijk dat je met een slecht oplosbaar zout begon en dat er een goed oplosbaar zout ontstaat. En H₂O, en CO₂. Daar kun je ook nog iets mee, want dat kun je waarnemen.

Je kunt ook vinden dat CaCO₃ niet kan optreden als zuur, en ook niet als oxidator of als reductor.

Samengevat vind je voor voor CaCO₃ dus:

- het lost niet op in demiwater
- het reageert met 1.0 M zoutzuur, en daarbij ontstaat een goed oplosbaar zout, en CO₂ en H₂O
- het reageert niet met 1.0 M natronloog
- het reageert niet met 30% waterstofperoxide

Op dezelfde manier kun je dit voor de 9 andere stoffen in kaart brengen.

Vervolgens kun je dit ook zo testen. Iedere onbekende stof voeg je toe aan een buisje met demiwater, een buisje met zoutzuur, een buisje met natronloog en een buisje met waterstofperoxide. En dan schrijf je per buisje op wat er gebeurt; en dat vergelijk je dan met je voorspelling.

[Benm]

Dat zou kunnen, maar is bijvoorbeeld de kleur ook een geldige observatie in dit practicum?

Bijvoorbeeld: telt "lost op in demiwater en geeft een gele of groene oplossing" een situatie waarbij je het verschil tussen groen en geel mag gebruiken om een onderscheid te maken?

Verder neem ik aan dat je observaties mag doen als: lost wel/niet op, maar ook of er bijvoorbeeld een gas vrijkomt als je zuur of base toevoegt en dat soort zaken.

Je kan dan een serie proefjes doen waarmee je redelijk tactisch het verschil tussen stoffen kunt bepalen.

Bovendien nog een idee: mag je 2 reagentia tegelijk gebruiken voor een proefje? Bijvoorbeeld zowel zoutzuur als peroxide?

[ArcherBarry]

Opmerking moderator

Ben, laten we niet te moeilijk van stapel lopen. Ja de kleur van een oplossing is een observatie die je mee kan nemen, maar het combineren van 2 reagentia in dezelfde reageerbuis is hier niet aan de orde.

gelieve te wachten tot antwoord van TS

[Pa Pinkelman]

Voorlopig is bijna alles te achterhalen met 1 reagens tegelijkertijd. Ik denk dan in eerste instantie aan oplosbaarheid in water en kijken hoe het reageert met zoutzuur of natronloog. Soms zal verwarmen nodig zijn.

[Regitze]

Dat zou kunnen, maar is bijvoorbeeld de kleur ook een geldige observatie in dit practicum?

Bijvoorbeeld: telt "lost op in demiwater en geeft een gele of groene oplossing" een situatie waarbij je het verschil tussen groen en geel mag gebruiken om een onderscheid te maken?

Verder neem ik aan dat je observaties mag doen als: lost wel/niet op, maar ook of er bijvoorbeeld een gas vrijkomt als je zuur of base toevoegt en dat soort zaken.

Je kan dan een serie proefjes doen waarmee je redelijk tactisch het verschil tussen stoffen kunt bepalen.

Bovendien nog een idee: mag je 2 reagentia tegelijk gebruiken voor een proefje? Bijvoorbeeld zowel zoutzuur als peroxide?

Je mag meerdere reagentia gebruiken. Ja kleur van de stof mag gebruikt worden

[Regitze]

Voorlopig is bijna alles te achterhalen met 1 reagens tegelijkertijd. Ik denk dan in eerste instantie aan oplosbaarheid in water en kijken hoe het reageert met zoutzuur of natronloog. Soms zal verwarmen nodig zijn.

Waarvoor zal je verwarmen nodig zijn? In welke situaties?

[Regitze]

Ik denk dat je, om te beginnen, ook iets met oplosbaarheid moet doen. Anders begrijp ik niet waar je demiwater voor nodig hebt, en ook kan het nodig zijn om te zien óf er een reactie met zoutzuur, natronloog etc optreedt.

Wat betreft de combinaties, ik zou ze gewoon allemaal nagaan: bij iedere stof kijken of de stof kan optreden als zuur, als base, als oxidator of als reductor.

En je moet kijken naar de eigenschappen van de andere stoffen die je hebt (zoutzuur, natronloog en waterstofperoxide).

Vervolgens kun je combineren. Een zuur reageert met een base en andersom. En een oxidator met een reductor. Je kunt dus voorspellen welke van de stoffen 1-10 kunnen reageren met welke van de stoffen 1-4. En je kunt voorspellen wat er dan ontstaat en wat dáár dan de eigenschappen van zijn.

Een voorbeeld, calciumcarbonaat (stof 1):

De molecuulformule is CaCO₃. Je kunt opzoeken dat deze stof slecht oplosbaar is in water. En je e kunt zien dat de stof CO₃^2- ionen bevat, en die kunnen optreden als base. Je weet dan dus dat deze stof zal reageren met een zuur, in dit geval zoutzuur. De bijbehorende reactie is:

CaCO₃ + 2 H⁺ Ca²⁺ + CO₂ + H₂O

(afhankelijk van de opleiding wordt deze reactie ook wel geschreven als

CaCO₃ + 2 HCl CaCl₂ + CO₂ + H₂O

Maar het komt op hetzelfde neer, namelijk dat je met een slecht oplosbaar zout begon en dat er een goed oplosbaar zout ontstaat. En H₂O, en CO₂. Daar kun je ook nog iets mee, want dat kun je waarnemen.

Je kunt ook vinden dat CaCO₃ niet kan optreden als zuur, en ook niet als oxidator of als reductor.

Samengevat vind je voor voor CaCO₃ dus:

- het lost niet op in demiwater
- het reageert met 1.0 M zoutzuur, en daarbij ontstaat een goed oplosbaar zout, en CO₂ en H₂O
- het reageert niet met 1.0 M natronloog
- het reageert niet met 30% waterstofperoxide

Op dezelfde manier kun je dit voor de 9 andere stoffen in kaart brengen.

Vervolgens kun je dit ook zo testen. Iedere onbekende stof voeg je toe aan een buisje met demiwater, een buisje met zoutzuur, een buisje met natronloog en een buisje met waterstofperoxide. En dan schrijf je per buisje op wat er gebeurt; en dat vergelijk je dan met je voorspelling.

Bedankt, denk dat ik hier mee al een stuk verder kan komen. Alleen nog een vraagje? Je hebt waarschijnlijk wel meerdere stoffen die de zelfde weg af gaan die ik wel moet onderscheiden. Hoe kan dit dan nog weer verder onderscheiden?

En een redox reactie kan je niet bij een prakticium waarnemen?

[Marko]

Bedankt, denk dat ik hier mee al een stuk verder kan komen. Alleen nog een vraagje? Je hebt waarschijnlijk wel meerdere stoffen die de zelfde weg af gaan die ik wel moet onderscheiden. Hoe kan dit dan nog weer verder onderscheiden?

Dat zal zeker het geval zijn, maar je kunt dit het beste stap voor stap aanpakken. Breng eerst eerns per stof in kaart wát ze zullen doen als jeze aan demiwater, zoutzuur, natronloog of waterstofperoxide-oplossing toevoegt; en áls er iets gebeurt, wat dan de reactie is/wat de gevormde producten zijn.

Dan zul je inderdaad stoffen tegenkomen die op dezelfde manier wel met het ene reagens en niet met de andere reageren. Maar ze verschillen dan in wat er ontstaat, en dát verschil moet je proberen waar te nemen.

Ik schrijf het misschien een beetje raadselachtig op, dus misschien is het het beste om dit te doen aan de hand van een voorbeeld. Ik heb laten zien hoe "mijn" aanpak werkt voor CaCO₃. Probeer diezelfde aanpak ook eens voor het 2e voorbeeld.

En een redox reactie kan je niet bij een prakticium waarnemen?

Jawel hoor, meestal wel zelfs. Zo zijn er redoxreacties waarbij de kleur verandert; waarbij een metaal wordt geoxideerd en in oplossing gaat; waarbij waterstofgas onstaat of waarbij CO₂ ontstaat. Allemaal dingen die je - eenvoudig - kunt waarnemen.

Deze voorbeelden zijn voor jouw proacticum niet allemaal aan de orde, maar ik zou zeggen: laten we eerst eens kijken hoe ver je met deze stoffen komt, en voor welke van je 10 stoffen überhaupt geldt dat ze in een redoxreactie zouden reageren. Dan kunnen we daarna vanzelf kijken hoe je dat zou kunnen waarnemen.

[Regitze]

Bedankt, denk dat ik hier mee al een stuk verder kan komen. Alleen nog een vraagje? Je hebt waarschijnlijk wel meerdere stoffen die de zelfde weg af gaan die ik wel moet onderscheiden. Hoe kan dit dan nog weer verder onderscheiden?

Dat zal zeker het geval zijn, maar je kunt dit het beste stap voor stap aanpakken. Breng eerst eerns per stof in kaart wát ze zullen doen als jeze aan demiwater, zoutzuur, natronloog of waterstofperoxide-oplossing toevoegt; en áls er iets gebeurt, wat dan de reactie is/wat de gevormde producten zijn.

Dan zul je inderdaad stoffen tegenkomen die op dezelfde manier wel met het ene reagens en niet met de andere reageren. Maar ze verschillen dan in wat er ontstaat, en dát verschil moet je proberen waar te nemen.

Ik schrijf het misschien een beetje raadselachtig op, dus misschien is het het beste om dit te doen aan de hand van een voorbeeld. Ik heb laten zien hoe "mijn" aanpak werkt voor CaCO₃. Probeer diezelfde aanpak ook eens voor het 2e voorbeeld.

En een redox reactie kan je niet bij een prakticium waarnemen?

Jawel hoor, meestal wel zelfs. Zo zijn er redoxreacties waarbij de kleur verandert; waarbij een metaal wordt geoxideerd en in oplossing gaat; waarbij waterstofgas onstaat of waarbij CO₂ ontstaat. Allemaal dingen die je - eenvoudig - kunt waarnemen.

Deze voorbeelden zijn voor jouw proacticum niet allemaal aan de orde, maar ik zou zeggen: laten we eerst eens kijken hoe ver je met deze stoffen komt, en voor welke van je 10 stoffen überhaupt geldt dat ze in een redoxreactie zouden reageren. Dan kunnen we daarna vanzelf kijken hoe je dat zou kunnen waarnemen.

Ik heb nu 4 stoffen gedaan en kom uit op dit.

Natriumcarbonaat = Na2CO3

goed oplosbaar in Demiwater

Stof bevat CO3 2- ionen
-> base

Reageren met zoutzuur

Na2CO3 + 2 H+ --> 2 Na+ + CO2 + H2O

H2O en CO2 kun je waarnemen

Na2CO3 kan niet optreden als
- zuur
- oxidator
- reductor

Deze stof geeft geen kleur waar je aan kunt waarnemen.




Koper(II)oxide = CuO

Slecht oplosbaar in Demiwater
Stof bevat Cu2+ ionen --> oxidator

Cu2+ + e- --> Cu+

CuO kan niet optreden als
- zuur
- base
- reductor

CuO is zwart van kleur



Koolstof = c

Je weet niks ver de oplosbaarheid in Demiwater

C + 2H2O2 --> 2H2O + CO2

Reageert met waterstofperoxide

C kan niet optreden als
- zuur
- base
- oxidator
- reductor

C (graniet) = zwart van kleur.




Calciumfosfaat = Ca3(PO4)2

Slecht oplosbaar in Demiwater

Stof bevat PO43- ionen --> base

Reageren met zoutzuur

Ca3(PO4)2 + 4 H+ --> 3 Ca2+ + 2 PO43- + 2 H2O

CA3(PO4)2 kan niet optreden als
- zuur
- oxidator
-reductor

H2O kun je waarnemen

Ca3(PO4)2 heeft geen kleur waar je aan kunt waarnemen.

Ik vraag mij nu af of ik zo goed op weg ben? en ik op deze manier de stoffen kan onderscheiden?

[Marko]

Ja, je bent op de goede weg. Paar kleine dingetjes: C is grafiet, geen graniet (dat is een steensoort). Of het met waterstofperoxide reageert weet ik niet, moet je uitproberen.

Vergelijk nu calciumcarbonaat en calciumfosfaat eens? Qua oplosbaarheid en waar ze wel en niet mee reageren zijn die hetzelfde. Maar je ziet een duidelijk verschil in de reactie met zoutzuur, en dat kun je waarnemen.

Als je de andere ook zo doet denk ik dat het helemaal goed komt!

[ArcherBarry]

Het mengen van koolstof poeder (norit/actief kool) met waterstofperoxide geeft niet direct een reactie van het koolstof, maar zal wel als katalysator kunnen gaan fungeren voor de ontleding van de peroxide

[Regitze]

Het mengen van koolstof poeder (norit/actief kool) met waterstofperoxide geeft niet direct een reactie van het koolstof, maar zal wel als katalysator kunnen gaan fungeren voor de ontleding van de peroxide

kan ik dat waarnemen?

[ArcherBarry]

mogelijk door gas(belletjes) in de vloeistof bij toevoegen van de koolstof. Ook kan je een gloeiende spaander in de reageerbuis steken. Bij extra zuurstof zal deze feller gaan opgloeien en mogelijk weer ontbranden.

[Marko]

Wellicht, maar je kunt koolstof hoe dan ook ook op andere manieren indentiferen.