Zouten proeven (eenvoudige leerlingproef) petrischaal zout...
Transcript of Zouten proeven (eenvoudige leerlingproef) petrischaal zout...
Zouten proeven (eenvoudige leerlingproef)
Doel: Op basis van de smaak van zouten (weer eens een ander zintuig dan de ogen) kunnen ze
onderverdeeld worden in categoriën. Dit indelen is een beginnende poging om grip op de
zoutenwereld te krijgen. In de geschiedenis van de wetenschap is categoriseren vaak een begin
geweest van vruchtbare wetenschap. Sommige categoriseringen blijken zeer goed bruikbaar te zijn,
andere minder.
petrischaal zout wetenschappelijke naam formule categorie
- zand, kwarts siliciumoxide SiO2 1. versteend
1 krijt calciumcarbonaat CaCO3 2. half versteend
2 mestzout natriumnitraat NaNO3 3. schraal
3 keukenzout natriumchloride NaCl 4. aromatisch
4 salmiak ammoniumchloride NH4Cl 5. scherp
5 zoutzure kalk calciumchloride CaCl2 6. zuur
- ferrichloride ijzer(III)chloride FeCl3 7. etsend
Benodigdheden:
Twee sets van vijf petrischaaltjes met daarin enkele spatelpunten van bovenstaande zouten.
De petrischaaltjes zijn goed zichtbaar genummerd volgens bovenstaande tabel.
Werkwijze:
1. Leerlingen langs laten lopen en laten proeven met een “natte pink” (houd het hygiënisch;
alleen pink bevochtigen, enkele korreltjes opdeppen);
2. op één of andere manier diep in de smaak doordringen (tekening maken, kleur geven, onder
woorden brengen, enz..).
Verwerking:
Gezamenlijk bovenstaande tabel maken. De formule is voorlopig slechts een “plaatje” dat
chemici handig vinden.
De wetenschappelijke namen geven de indruk dat zouten uit twee delen bestaan.
In de loop van de periode blijven we zoeken naar een beschrijving van wat zouten nou
eigenlijk zijn. Die beschrijving gaat steeds beter en nauwkeuriger worden. Nu de eerste
beschrijving: Een zout is een meer of minder smaakvolle stof die wellicht uit twee delen
bestaat.
Opruimen:
De petrischaaltjes kunnen gewoon bewaard blijven. Ze kunnen (in een rekje) op elkaar gestapeld
worden; bovenste afdekken met horlogeglas of zesde petrischaaltjes en bovenstaande tabel erbij.
Kristallisatie & Kristalvorm (demo)
Doel: De leerlingen zich laten verwonderen over kristalgroei en kristalvormen van zouten.
Kennismaking met kristalvorm als unieke eigenschap van een zout.
Beeld: Op een overheadprojector staat een bakje met een vloeistof er in. In de projectie op de muur
zijn slechts enkele kleine korreltjes zichtbaar. Na verloop van tijd beginnen de korreltjes ineens met
zichtbare snelheid uit te groeien tot prachtige kristallen. Dit proces gaat door tot alles vast geworden
is.
Benodigdheden:
heldere petrischaal (zo veel mogelijk zonder krassen)
een iets grotere petrischaal als “deksel” voor op die petrischaal (ook helder)
lepel/spatel (geen kleintje)
overheadprojector (bij conciërge?)
waterkoker
erlenmeyer met stop (moet in waterkoker zwenkbaar zijn)
natriumthiosulfaat Na2S2O3 (kristallen)
stuk papier of doek om petrischaaltjes af te drogen
Werkwijze:
1. overheadprojector installeren
2. waterkoker redelijk vol met water aanzetten
3. enkele kleine kristalletjes thiosulfaat apart leggen
4. ongeveer 1 cm thiosulfaat kristallen in de erlenmeyer
5. stop er losjes op (tegen verdampen van water)
6. erlenmeyer in heet water; zwenken
7. tiosulfaat nèt laten oplossen in eigen kristalwater (niet te warm!)
8. beide petrischaaltjes verwarmen met warm water (waterkoker, tegen condens), daarna
afdrogen
9. petrischaaltje op overheadprojector, vloeibare thiosulfaat erin, afdekken
10. enkele losse kristalletjes thiosulfaat er in laten vallen
11. afwachten
Conclusie:
Kristalgroei, kristalvorm, regelmaat, symmetrie, groeisnelheid, enz. Kristalvorm als unieke
eigenschap van een zout.
Addy heeft Pyriet, Steenzout en Calciet. Leuk om er naast te leggen en kristalvormen na te tekenen.
Opruimen:
Natriumthiosulfaat lost goed op in (warm) water en mag door de gootsteen.
Kleurige zouten (demo)
Doel: Bewondering wekken over de kleuren en andere verschijnselen bij het oplossen van twee
zouten. Aan de zichtbare verschillen tussen de twee zouten tijdens het oplossen kunnen allerlei
verhalen en eigenschappen worden opgehangen.
Benodigdheden:
2 hoge cilinders met leidingwater gevuld tot ±1 cm onder de rand (hoe hoger deste beter,
hoeven niet persé gelijk te zijn)
2 satéstokjes (om boven op de randen te leggen)
touwtje met kopersulfaatkristal (CuSO4, minstens 1 cm groot) er aan
klein koffiefiltertje (als zakje om in water te hangen)
kaliumpermanganaat (KMnO4) in pot met lepeltje
Werkwijze:
1. laat de twee zouten zien
2. hang het kopersulfaatkristal aan het draadje in het water, op enkele cm's onder het oppervlak
3. prik het satéstokje door de bovenrand van de filter, zodat een hangend zakje ontstaat
4. hang dat in z'n cilinder, doe er wat kaliumpermanganaat bij
5. laat rusten, blijf observeren
6. volgende dag nogmaals waarnemen
Verwerking:
Er kunnen bovenkomen: dichtheidsverschillen, kleur, kleursterkte, oplosbaarheid, meanderen,
neerslagreactie (kopercarbonaat, calciumsulfaat), enz. Om deze zaken te zien, is goed waarnemen
echt vereist. Om ze te verklaren, is goed denkwerk nodig! Typisch 10e klas.
Opruimen:
kopersulfaat neer laten slaan met soda-oplossing; decanteren en drap bij zware metalen
kaliumpermanganaat mag door de gootsteen
Oplosbaarheid van zouten, kwalitatief (leerlingproef)
Doel: Het laten ervaren van de flink verschillende oplosbaarheden van zouten. Oplosbaarheid als
unieke eigenschap van een zout. Ervaring met endotherme reactie.
Benodigdheden per leerlingkoppel:
drie reageerbuizen met stopjes in een rekje
spuitflesje met leidingwater
Benodigdheden algemeen:
drie zouten, ammoniumnitraat (NH4NO3), keukenzout (NaCl), fijn wit zand (SiO2) of iets
anders dat wit is en niet oplost (schelpenzand?), elk in een niet-gelabeld maar wel
genummerd bekerglas met spatel, elk setje op één A4'tje waar ook het nummer op staat
afvalemmer (zand door de gootsteen spoelen is geen goed idee)
Werkwijze: zie werkblad voor leerlingen.
Verwerking: (Schuingedrukt staan steeds de begrippen die uit het denken voorkomen en helpen de
wereld te begrijpen.)
Wat valt op? De zouten lossen op. Ammoniumnitraat lost endoterm op! Verder: De zouten lossen
niet allemaal even goed op: Als de oplossingen verzadigd is, zit het water “vol”. Oplosbaarheid is
ook een eigenschap waaraan je verschillende zouten van elkaar kunt onderscheiden. Dat vraagt om
nader (kwantitatief) onderzoek: Hoevéél zout kan er dan oplossen?
Oplosbaarheid van zouten, kwantitatief (demo)
Doel: Oplosbaarheid van keukenzout meten. Deze proef is echt een proef voor de 10e klas: vanuit
scherpe waarneming door strakke analyse een lastige conclusie trekken; daar is toch wel wat
denkkracht voor nodig!
Benodigdheden:
grote reageerbuis met passende stop
klein bekerglas waar grote reageerbuis in kan staan
keukenzout
spatellepel
weegschaal 200 g
brander & aansteker of lucifers
passende buisklem (tegen vingers verbranden)
Werkwijze:
Bij “buis wegen” wordt steeds bedoeld; de buis staand in het bekerglas. Het resultaat wordt sec op
het bord geschreven zonder tekst en uitleg.
1. leerlingen waarschuwen: aantal handelingen zonder tekst & uitleg, dus scherp opletten!
2. buis wegen (leeg)
3. ongeveer 2 cm zout in buis; buis wegen
4. aanvullen met water tot ongeveer 3× zo veel = ongeveer 3 cm; buis wegen
5. goed kwispelen tot verzadigd, eventueel beetje bij verwarmen; buis wegen
6. oplossing decanteren, restje water uitdampen; buis wegen
7. opdracht geven: Bereken hoeveel zout er kan oplossen per kg water.
Verwerking:
Er zou ongeveer 350 g/l uit moeten komen. Het vergelijk met zeewater 35 g/l is aardig. Tabel 45b
uit binas laten zien: zouten analyseren m.b.v. oplosbaarheid, dat dus echt een eigenschap is van een
zout.
Opruimen:
Alles mag door de gootsteen.
Blauw & wit kopersulfaat (demo)
Doel: Kennismaking met kristalwater, (an)hydraat en (de)hydrateren. Oefening: m.b.v. causaliteit
een goede conclusie trekken.
Beeld: Blauw kopersulfaat wordt in een buis boven een vlam langzaam wit. Het witte poeder blijkt
met waterhoudende vloeistoffen blauw te kleuren, met watervrije vloeistoffen niet.
Benodigdheden:
brander & aansteker of lucifers
grote vuurvaste reageerbuis
passende buisklem (tegen vingers verbranden)
blauw kopersulfaat
spatellepel
2 druppelpipetjes met ballonnetje (één voor waterhoudende, andere voor watervrije)
stuk schoonmaakpapier
enkele vloeistoffen, zo mogelijk in orginele flessen:
◦ wasbenzine
◦ olijfolie of zonnebloemolie
◦ spiritus
◦ (kraan)water
◦ azijn (hoeft niet persé)
◦ ammonia
paar kleine bekerglaasjes (om wat van de vloeistoffen in te schenken)
voor elke vloeistof één horlogeglas
Werkwijze:
1. ongeveer 2 cm blauw kopersulfaat (hydraat!) in grote reageerbuis
2. boven vlam voorzichtig verhitten; voortdurend zwenken
3. waarneming: wordt wit, waterdamp uit buis, condens op buis
4. als wit geworden (vóór dat het ontleedt en bruin wordt) stoppen
5. wit kopersulfaat (anhydraat!) verdelen over horlogeglazen
6. met druppelpipet beetje van de vloeistoffen toevoegen
7. waarneming: kleur
Als het witte kopersulfaat gevormd is tot een soort dikke, platte schijf, kan de spiritus er omheen
(niet er op) worden gedaan. Je ziet dan dat de buitenste rand van de schijf wel blauw kleurt, maar
binnenin kleurt het grijs. Aardig om juiste conclusie uit los te peuteren. Misschien dus zorgen dat je
voor de spiritus wat meer wit kopersulfaat hebt dan voor de andere vloeistoffen.
Verwerking:
Condens op en stoom uit de buis → water ontsnapt. Maar met water weer terug blauw →
water kan in en uit de het kopersulfaat komen. Kristalwater, (de)hydrateren, (an)hydraat.
Waterhoudende vloeistoffen kleuren het kopersulfaat weer blauw → met wit kopersulfaat
kun je water aantonen. Wit kopersulfaat is een reagens op water! Reagens ≡ een stof die
zichtbaar verandert als de aan te tonen stof aanwezig is.
Bij spiritus zie je dat de 15% water door de buitenste ring wit kopersulfaat wordt
opgenomen. De watervrije alcohol kruipt vervolgens verder de schijf in.
De combinatie van ammonia en kopersulfaat blijkt een nog veel diepere kleur te geven dan
de combinatie water en kopersulfaat.
Opruimen:
Alles met kopersulfaat kan bij de zware metalen.
Gips mengen (leerlingproef)
Doel: Ervaren van kristalwater; kennismaking toepassing in de bouw. Exotherme reactie.
Benodigdheden:
gips (“modelgips” want moet snel uitharden)
kartonnen bekertjes
weggooi-roerstokjes (houten stokjes)
enkele maatschepjes (speciale maat voor deze proef!)
enkele maatcilinders (20 of 50 ml)
Werkwijze:
Verklap de leerlingen niet dat het in deze proef om gips gaat; het is gewoon “een zout”!
1. doe één afgestreken maatschepje van het zout in een bekertje
2. meet 17 ml water af in een maatcilinder
3. roer dit tot een glad papje
4. blijven roeren, blijven waarnemen!
Verwerking:
Papje wordt hard! Waar is water gebleven? Kristalwater! Kristalwater geeft verbinding tot
grote klont.
Begrippen: Hydrateren & dehydrateren, hydraat & anhydride.
Geur: gips? Ja. Werking van gips (calciumsulfaat), cement en beton (calciumsilicaat) in de
bouw. Beton = kiezelstenen, zand en cement. Bij brand kans op dehydrateren!
Spul wordt warm → exotherme reactie.
Opruimen:
Bekertjes met inhoud en al in de prullenbak.
Kristalwater in soda (demo)
Doel: Bepalen van de hoeveelheid kristalwater in een zout. Deze proef traint en doet wederom een
beroep op de denkkracht om uit de waarnemingen een kwantitatieve conclusie te trekken.
Het werkt activerend voor de leerlingen om deze proef om te draaien: De opdracht geven en de
leerlingen vragen daarbij de juiste werkwijze en benodigdheden uit te zoeken. Inspiratiebronnen
zijn daarbij de proef met blauw/wit kopersulfaat, en de kwantitatieve proef van de oplosbaarheid
van keukenzout. Het blijkt dat leerlingen daar aardig goed uitkomen.
Benodigdheden:
grote reageerbuis met passende knijper
klein bekerglas (kan buis in blijven staan)
brander met lucifers of aansteker
soda (in orginele verpakking)
spatellepel
weegschaaltje 200 g
Werkwijze:
Steeds wordt met “buis wegen” bedoeld: de buis in het bekerglaasje wegen en het resultaat op het
bord zetten.
1. buis wegen
2. paar gram soda erin scheppen
3. buis wegen
4. verhitten (stoom uit de buis)
5. na afloop ook de rest van de buis verwarmen om condens te laten verdampen
6. buis wegen
7. opdracht: “Bereken hoeveel procent kristalwater en in soda zit.”
Verwerking:
Opruimen: Afval mag door gootsteen.
Indicatorpapier
Deel 1 (leerlingproef)
Doel: Onderzoekende houding van leerlingen activeren. Inleiding zuren. Bewustworden van
dagelijkse zuren en basen. Ervaren van de werking van indicatoren.
Benodigdheden:
8 rolletjes universeelindicator (inclusief kleurschaal)
Werkwijze:
1. geef groepjes leerlingen een rolletje indicatorpapier
2. vraag ze te onderzoeken wat dit speciale papier over andere stoffen zegt; “kies maar een
aantal stoffen, probeer maar wat het doet”
3. meld ze:
dat het in principe giftig is; handen wassen na afloop
dat het duur is; per proefje steeds maar een halve tot één cm gebruiken
dat de strookjes verkleuren na verloop van tijd dus drogen en inplakken heeft geen zin;
waarneming bewaren door tekening te maken
Verwerking:
Ze komen meestal zelf tot: zuur → rood. Vaak vinden ze echter geen base.
Wat zegt het getalletje dat bij die kleur hoort? Kleurschaal & getalschaal.
Wat zit er aan de andere kant van het neutrale? (Vraag laten liggen.)
Opruimen:
Strookjes kunnen in de prullenbak.
Deel 2 (demo)
Doel: Overgang naar lab-zuren (en basen); grover geschut inzetten. Inleiding basen. Kennis van
twee indicatoren.
Benodigdheden:
rolletjes universeelindicator (inclusief kleurschaal)
druppelflesje FF (fenolftaleïne)
rekje reageerbuizen met acht buizen
spatellepel
zoutzuur (1 of 2 M)
natuurazijn
schoonmaakazijn
citroensap
soda
basisch waspoeder (uitproberen)
natriumhydroxide (pallets)
Werkwijze:
Door je eigen gedrag kan deze proef naadloos overlopen vanuit deel 1, alsof je er onvoorbereid
maar enthousiast op door wilt gaan: Je eigen grenzeloze enthousiasme als voorbeeld voor de
leerlingen.
1. doe de stoffen in reageerbuizen
2. test ze met universeel indicatorpapier; er even in dopen, papiertjes vóór de buisjes leggen
3. druppel FF erbij in de buisjes
Verwerking:
Teken op het bord de beide kleurschalen onder elkaar met de getallen en de stoffen erbij. De
“polen” zuur en base worden zichtbaar. De vraag “Wat is een base nou eigenlijk?” blijft hangen...
Opruimen:
Papiertjes in de prullenbak, rest in de gootsteen. Gootsteen goed doorspoelen met water.
Zuren proeven (leerlingproef)
Doel: Ervaren van verschillende zuren en een base door smaak (weer eens een ander zintuig dan de
ogen). Verbazing voelen dat ook “enge” stoffen zoals zoutzuur geproefd mogen worden.
Benodigdheden:
drie sets met elk zes kartonnen bekertjes (met onderstaande nummering er op) met daarin:
1. natuurazijn (zo uit de fles)
2. 0,1 M zoutzuur (HCl, 10× verdund van 1M, komt niet nauw)
3. oplossing van citroenzuur (4 g / 250 ml, komt niet nauw)
4. oplossing van ascorbinezuur (4 g / 250 ml, komt niet nauw)
5. 0,1 M soda-oplossing (Na2CO3, 2,5 g / 250 ml, komt niet nauw)
6. 0,1 M natronloog (NaOH, 1 g / 250 ml of 10× verdund van 1M, komt niet nauw)
indicatorpapier
Werkwijze:
1. veeg je pink schoon, tip met je pink even in één van de vloeistoffen, druppel proeven
2. smaak uitdrukken in tekening, kleur, muziek, automerk, wat dan ook
3. alle zes de vloeistoffen op deze manier proberen
4. mond even naspoelen
5. docent test de vloeistoffen met indicatorpapier
Verwerking:
Zoeken naar overeenkomsten & verschillen.
Opruimen:
Alle vloeistoffen kunnen door de gootsteen, de indicatorpapiertjes in de prullenbak.
Base voelen (leerlingproef)
Doel: Nog een ervaring met een base.
Benodigdheden:
4 bekerglaasjes met 1 M natronloog
4 glazen roerstaafje voor er in
Werkwijze:
1. pak met het glazen staafje een druppel natronloog tussen duim en wijsvinger
2. beetje wrijven, voelen
3. goed schoonspoelen en afdrogen daarna!
Verwerking:
Dierlijk materiaal verzeept (glad & schoon tussen de vingers!) en lost daardoor op (stukje huid
weg!). Zeer fraai uit te breiden met het verzepen & oplossen van een dode kikker, muis, vogel, enz.
in natronloog; slechts het skelet blijft over want zelf basisch!
Zelf stoffen testen (leerlingproef)
Benodigdheden:
deel 0 (rodekoolsap maken)
snijplankje
keukenmesje
enkele rodekoolbladen
grote erlenmeyer
brander, driepoot, gaasje, aansteker
glazen roerstaaf
deel 1 (testen met indicatoren)
20 reageerbuisjes in één rekjes
rolletjes universeel indicatorpapier
strookjes fenolftaleïne-papier
16 kleine bekerglaasje (20 ml?) met rode koolsap (van deel 0 of anders uit diepvries)
deel 2 (proeven)
natuurazijn (in orginele fles)
0,1 M zoutzuur (HCl, 10× verdund van 1M, komt niet nauw)
oplossing van citroenzuur (4 g / 250 ml, komt niet nauw)
oplossing van ascorbinezuur (4 g / 250 ml, komt niet nauw)
0,1 M soda-oplossing (Na2CO3, 2,5 g / 250 ml, komt niet nauw)
0,1 M natronloog (NaOH, 1 g / 250 ml of 10× verdund van 1M, komt niet nauw)
6 bekerglazen
deel 3 (voelen, NIET PROEVEN dus op aparte tafel met briefje erbij!)
sterke soda-oplossing
natronloog 1M
huishoud ammonia
3 bekerglazen met glazen roerstaafje erin
Werkwijze:
deel 0 (rode koolsap maken, leuk om dat als docent vooraf goed zichtbaar te staan doen)
1. rode kool fijn snijden
2. rode kool koken in water
3. sap verdunnen met koud water
4. uitschenken in 16 kleine bekerglaasjes
deel 1 (zelf op zoek)
5. leerlingen gaan, gewapend met een reageerbuis, zelf op zoek naar een vloeistoffen (vaste
stof eerst oplossen in kraanwater)
6. druppeltje van vloeistof testen met universeel indicatorpapier
7. druppeltje van vloeistof testen met ff-papier
8. afgieten tot 1 cm van vloeistof, toevoegen: ½ cm rode koolsap
9. buis drie keer goed omspoelen met kraanwater
deel 2 (nog meer vloeistoffen & proeven)
10. elke van de 6 vloeistoffen van deel 2: één grote druppel goed proeven (met schone pink)
11. elke van de 6 vloeistoffen van deel 2: zelfde tests als in deel 1 doen
deel 3 (nog meer vloeistoffen & voelen, NIET PROEVEN)
12. elke van de 3 vloeistoffen van deel 3: één grote druppel tussen duim en wijsvinger voelen
13. elke van de 3 vloeistoffen van deel 3: zelfde tests als in deel 1 doen
Verwerking:
Grote tabel maken met volgende kolommen: pH (getal), univ.ind. (kleur), rode koolsap (kleur),
fenolftaleïne (kleur), smaak, gevoel. Zuren zijn duidelijk; onbekende groep onder neutraal worden
Basen genoemd.
Duidelijk wordt nu dat basen tamelijk natuur-vreemd zijn: stoffen komen nauwelijks voor, geen
herkenning door smaak, verzeping van organisch materiaal (waardoor glibberig gevoel). Daarom
worden ze veel gebruikt om natuurlijke stoffen aan te vallen in de vorm van schoonmaakmiddelen.
Beest oplossen (demo in zuurkast)
Doel: Indrukwekkende ervaring met de werking en kracht van een sterke base.
Benodigdheden: Pas klaarzetten als er een beest beschikbaar is.
zuurkast!
veiligheidsbril
grote bak natriumhydroxide-korrels (NaOH)
glazen bak, net groot genoeg voor beest (pas duidelijk wanneer beest in huis is)
2 glazen roerstaafjes
2 bekerglazen (500 ml)
2 bekerglazen (100 ml)
fles natuurazijn
A4'tje gekleurd papier (géén lichte kleur) voor mooi contrast
enkele (niet te kwetsbare) afvalzakjes voor resten
Werkwijze:
1. zorg vooraf voor een dood beest (vogel, muis, mol, enz.); leerlingen vinden meestal wel wat
(het beest moet dood gevonden worden, mag er NIET voor dood gemaakt worden!)
2. vul de bak met genoeg water om het beest in onder te dompelen
3. schep veel natriumhydroxide in de glazen bak
4. goed roeren; temperatuur moet flink stijgen
==> PAS OP!!! DEZE OPLOSSING IS ZEER AGRESSIEF! <==
5. laat het beest in de vloeistof zakken zonder te spatten
6. voortdurend voorzichtig omroeren
7. afzuiging aan tegen de stank
8. af en toe wat drap wegscheppen
9. indien nodig: natriumhydroxide toevoegen
10. indien nodig: verse loog aanmaken, zaak overhevelen
11. als alles behalve botjes opgelost is, dan schoonspoelen met water
12. botjes naspoelen met wat azijn, daarna met water, dan laten drogen op gekleurd papier
Verwerking:
Daar hoef je weinig meer aan te doen; de boodschap is duidelijk! :-)
Een sterke base verzeept alle organisch materiaal. Behalve de botten, die zijn zelf basisch.
Zeer interessant is dat een zelfde beest in gec. zwavelzuur niet veel doet, in gec. salpeterzuur lost
het ook wel op hoewel minder vlot. Het beest kan veel beter tegen zuur dan tegen base. Maar wat er
overblijft bij oplossen in zuren is het rubberachtige skelet in z'n geheel! De staart blijft bijvoorbeeld
intact, terwijl bij de base is die als eerste weg. Het is duidelijk te merken dat met een base alleen het
brosse calciumfosfaat overblijft, terwijl juist dat vlot oplost in een zuur. Duidelijk wordt ook dat de
natuur niet gewend / ingesteld is aan basen: Organisch materiaal kan er veel minder goed tegen en
basen hebben nauwelijks smaak (zuren wel!).
Opruimen:
Bespaar de toa en anderen in de buurt de overlast van deze smerige proef! Dus zelf:
vaste en drap-resten in afgesloten afvalzakjes in prullenbak
vloeistoffen-resten door WC spoelen; naspoelen met veel water
glaswerk na de les meteen met water quasi-schoon spoelen
zuurkast schoon achterlaten
Stroomgeleiding (demo)
Doel: Vanuit waarneming analyserend een onderscheid maken tussen metalen, zuren, zouten.
Beeld: Van verschillende stoffen wordt de stroomgeleiding onderzocht. Het blijkt dat de
verschillende stoffen steeds anders reageren. Ze zijn vervolgens te verdelen in enkele categoriën.
Hierdoor kan de vraag “Wat is een zout?” een stapje nauwkeuriger beantwoord worden.
Benodigdheden:
Voor het maken van de stroomkring:
2 platte batterijen
3 zwarte snoertjes
4 krokodillenklemmetjes
setje lamp & elektrodes (koolstofstaafjes en lampje aan/in pvc-buisje geknutseld)
6 bekerglaasjes waar elektrodes in passen (50 of 100 ml) (voor vloeistoffen)
2 horlogeglazen (voor vaste stoffen)
Stoffen:
soda (in orginele zak)
keukenzout (in orginele verpakking)
suiker, los en klontjes (in orginele verpakking)
natronloog, 0,5 – 2 M
salmiak (pot)
kraanwater (hoeft niet klaargezet)
koper (stukje)
kopersulfaat-oplossing 1%, “oplossing 23, alleen voor OP”
spiritus (in orginele fles)
magnesium (doosje met rolletje lint)
zoutzuur 0,5 – 2 M (fles)
ijzer (herkenbaar stuk, bijvoorbeeld spijker of zo)
salpeterzuur 0,5 – 2 M (geconcentreerd 65% ongeveer 14× verdunnen; 7 ml in 100 ml)
wasbenzine (in orginele fles)
olijfolie of zonnebloemolie
En verder:
glazen roerstaafje
groot bekerglas voor afval
stuk schoonmaakpapier
spuitfles kraanwater
Werkwijze:
Test alle stoffen; de oplosbare vaste stoffen (eerste vier in de lijst hierboven) zowel in vaste als in
opgeloste vorm.
Verwerking:
Laat de leerlingen op basis van de resultaten zelf de stoffen indelen in categorieën. Ze kunnen
komen tot onderstaand rijtje, hoewel niet iedereen zouten (2) en zuren (3) van elkaar onderscheidt.
1. Metalen: wel stroomgeleiding in vaste vorm.
2. Zouten: stroomgeleiding niet in vaste vorm, wel in opgeloste vorm.
3. Zuren: wel stroomgeleiding in opgeloste vorm (net als zouten).
4. Overig: géén stroomgeleiding.
Hieruit volgt de vraag “Maar wat zijn dat dan, zuren en zouten?” die aansluiting geeft op de
volgende proef.
Opruimen: Metalen kunnen gewoon terug. Bekerglas met vloeibaar afval kan door gootsteen, wel
naspoelen met ruim water. Bekerglaasje met benzine in afvalvat “organisch”.
Zoutzuur & Magnesium (demo, eventueel leerlingproef maar i.v.m. aandacht liever niet)
Doel: Kern van periode! Voor lesstof & ontwikkelingstof. Verband tussen zuren, metalen en zouten
bloot leggen. Fors denk-proces om vanuit waarneming tot conclusie te komen. Het resultaat is een
abstract begrip over de wereld van zuren & zouten. Zeer passend bij / geschikt voor 10e klas!
Beeld: Na het oplossen van een metaal in een zuur blijkt dat het gas waterstof ontstaan is, oa. uit het
typische “pfieuw”. Het zuur blijkt ont-zuurd te zijn en er blijkt een zout-oplossing over te zijn. De
samenhang tussen zuren, metalen en zouten wordt duidelijk.
Benodigdheden:
grote reageerbuis met passende stop
1M zoutzuur met bekerglaasje
magnesiumlint
universeel indicatorpapier
aansteker (geen lucifers!)
spullen om stroomgeleiding te testen (zie eerdere proef)
petrischaaltje (om stroomgeleiding in te testen)
brander
passende buisklem
Werkwijze: (voor leerlingen nog verder uit te werken tot werkblad)
1. waarschuw leerlingen: wees uiterst scherp: kern van periode & lastig!!!
2. zoutzuur in de buis
3. testen met indicatorpapier (zuur!)
4. stuk magnesiumlint erbij; stop er losjes op
5. ontstane gas aansteken (“pfieuw!”)
6. laten reageren tot einde; indien nodig magnesiumlint toevoegen (overmaat)
7. testen met indicatorpapier (neutraal!)
8. oplossing testen op stroomgeleiding (geleidt!)
9. mededeling: dit gaat met verschillende zuren precies zo
10. beetje van oplossing indampen (wit residu)
Verwerking:
Over het metaal:
1. magnesium niet meer zichtbaar → opgelost?
2. metalen lossen niet in water op → eerst aangetast (van vorm veranderd), toen opgelost!
3. Alleen aangetaste metalen kunnen oplossen in water, onaangetaste metalen niet.
Over het zuur:
1. bruisen & belletjes → er ontstaat een gas
2. “pfieuw!” → brandbaar gas, lichter dan lucht
3. na verbranding condens op buis → bij verbranding is water ontstaan
4. gas dat bij verbranding water maakt → Lavoisier noemde dat “waterstof”
5. oplossing niet meer zuur → het zuur is ontzuurd
6. Gaat precies zo met andere zuren, steeds ontzuurt het en ontstaat waterstof.
7. Een zuur = altijd iets met waterstof en een zuurrest die per zuur verschilt.
Over wat overblijft:
1. in oplossing is achtergebleven: aangetast metaal en zuurrest
2. oplossing geleidt stroom maar is neutraal → zout-oplossing (zie eerdere proef)
3. residu van indampen geleidt geen stroom → zout
4. Een zout bestaat uit een aangetast metaal en een zuurrest.
5. terugblikken op zoutnamen uit eerste proef die twee delen suggereerden: lijstje maken van
aangetaste metalen en zuurresten (niet lading geven (komt later) maar markeren met *)
Samenvattend:
Zuren kunnen metalen aantasten onder vorming van een zout en waterstofgas.
Opruimen: Restjes magnesium in prullenbak, oplossingen door de gootsteen.
Neutralisatie (leerlingproef)
Doel: Kern van periode! Leerlingen zoeken de nuance op in het midden tussen twee tegenpolen. Dit
is typisch ontwikkelingstof in de 10e klas! Lesstof: neutralisatie van zuur & base → zout, scherp
omslagpunt van indicator, voorzichtig benaderen (grondslag voor titreren).
In grote lijnen:
1. zoutzuur (pH?) en loog (pH?) worden bij elkaar gevoegd (pH?)
2. druppel proeven! → zout! (pH?)
3. fenolftaleïne toevoegen
4. met druppelpipetjes voorzichtig naar omslagpunt
5. zeer subtiel net over omslagpunt heen & weer gaan
==> Kant & klaar leerlingblad en toa-uitwerking nu nog in Rikies map.
Verwerking:
1. neutrale (zout)smaak → het zuur en de base neutraliseren elkaar
2. het zuur ontzuurt maar géén waterstof → waar is het “iets met waterstof” van het zuur?
3. zoute smaak → zuur (zoutzuur) & base (natriumhydroxide) = zout (natriumchloride)
4. zout = aangetast metaal (natrium) & zuurrest (chloride) → base bevat aangetast metaal
5. scherpe omslag fenolftaleïne → titratie (werkwijze, materialen, doel, nauwkeurigheid, enz.)
Salmiak maken (demo in zuurkast)
Doel: Nogmaals het ontstaan van een zout uit zuur & base, het milde midden (eetbaar zout) uit twee
extremen (agressief zuur & base). Uitzondering op zout = aangetast metaal & zuurrest.
Beeld: Met veel afschuw worden omslachtig de flessen van de rokende vloeistoffen gehaald. Bij
uitschenken neemt de rook onheilspellend toe. Eén zuur, één base. Onder een stolp staan beide
stoffen naast elkaar flink te roken op een rood blad papier. Na enige tijd worden de stoffen
weggenomen en is een witte cirkel van salmiak gevormd, herkenbaar aan de smaak.
Benodigdheden:
zuurkast
fles geconcentreerde ammonia
fles geconcentreerd zoutzuur
rubber handschoenen, lab jas en bril
2 lage bekerglaasje of zo (om de gassen er gemakkelijk uit te laten dampen)
universeel indicatorpapier
stolp die ruim over de bekerglaasjes past
rood A4'tje in plastic insteekhoesje (schoon!)
Werkwijze:
1. Laat door je gedrag goed blijken dat de gebruite gassen heftig zijn (stank, rook)!
2. bekerglaasjes vullen met ammonia / zoutzuur
3. beide testen met indicatorpapier
4. beide op rode vlak onder stolp zetten
5. ongeveer 10 minuten wachten
6. stolp en bekerglaasjes wegnemen
7. smiley afmaken door mond te tekenen; lekker vinger aflikken
8. leerlingen laten proeven
Verwerking:
Uit de gore gassen NH3(g) en Hcl(g) ontstaat het snoepgoed salmiak (NH4Cl). Weer ontstaat een
zout uit een zuur en een base (zonder vorming van waterstofgas), maar dit keer zonder dat er een
aangetast metaal in het spel is! Dit keer is er een aangetast niet-metaal, namelijk ammoniak! Dit is
de enige uitzondering bij de zouten. De naam geeft die uitzondering aan: De naam salmiak komt
van het frans sel ammoniak, of te wel zout van ammoniak. Het aangetaste ammoniak heet in de
scheikunde ammonium. De zuurrest van zoutzuur is chloride, zie eerdere proef, dus de
wetenschappelijke naam van salmiak is ammoniumchloride.
Opruimen:
Beide bekerglaasjes gelijktijdig in gootsteen leeggieten, naspoelen met veel water. Luchten i.v.m.
ammoniak-stank.
Citroenzuur & soda (leerlingproef)
Doel: Nog een zubas-reactie zelf aan den lijve ervaren, waarbij enkele eerdere dingen terugkomen.
Benodigdheden:
pot citroenzuur
zak soda
8 bekerglaasjes
8 theelepeltjes
Werkwijze:
1. schep van beide stoffen een theelepeltje in je handpalm
2. vermeng / roer met een vinger
Opruimen:
Was je handen goed met kraanwater. Zeep gebruiken hoeft niet.
Verwerking:
koelt flink af → endotherme reactie
er ontstaat water → kristalwater uit de soda
Zink & Zwavel (demo)
??? Is deze proef eigenlijk wel fenomenologisch?
Doel: laten zien dat een zout ook direct uit de elementen (niet-ontleedbare stoffen) kan ontstaan.
Benodigdheden:
stoeptegel
paar kleine blaadjes (A5 of kleiner)
zwavelpoeder
zinkpoeder (géén korreltjes)
weegschaal 200 g
vijzel & stamper
spatellepel
stukje lont
Werkwijze:
1. zink & zwavel mengen in massa-verhouding …
2. …
3.
Neerslagreactie. Met Na2S- en FeCl2-oplossing (of NaI- en Pb(NO3)2-). Conlcusie: nieuwe zouten
kunnen ontstaan uit twee andere zouten. Dit is slechts het veranderen van de combinatie van de
zoutdelen metaal / niet-metaal. Is deze proef wel geschikt? Elementbegrip al bekend? Niet
fenomenologisch!
Thermolyse van zouten (demo in zuurkast)
Doel: Inzicht dat na “zuur + base → zout” ook blijkt te gelden: “zout → zuur + base”. Als de proef
gedaan wordt met kopernitraat, is het tevens een flinke uitdaging om de waarnemingen en de
daaruit volgende conclusie zuiver te doen.
Beeld: Een zout wordt verhit. Het zout vergaat: Zure gassen ontsnappen, een base blijft over.
Benodigdheden:
zuurkast
kopernitraat
calciumnitraat
natriumnitraat
spatellepel
2 grote reageerbuizen
passende buisknijper
hittebestendig reageerbuisrek (of anders een bekerglas 250 ml)
brander & aansteker
rolletje universeel indicatorpapier
spuitflesje kraanwater
geconcentreerd salpeterzuur
druppelpipet met ballonnetje
stuk schoonmaakpapier
Werkwijze:
1. verhit een lepeltje van een van de zouten in de buis
2. toon met een bevochtigd indicatorpapiertje de zure dampen aan
3. laat de buis wat afkoelen, voeg dan wat water toe
4. test residu:
bij koper: toon koper aan door wat salpeterzuur toe te voegen
bij calcium of natrium: toon base aan met indicatorpapier
Verwerking:
zout → zuur + base
Bij kopernitraat (blauw) lost het koperzout eerst op in z'n eigen kristalwater. Daarna dampt
dat er uit en blijft het anhydride (groen) over. Aardig dat dit weer terugkomt! Pas daarna
gaat de zaak ontleden.
Uit een zout kan weer een zuur en een base ontstaan.
Opruimen:
Koperzouten bij zware metalen. Rest door gootsteen. PAS OP met resten geconcentreerd
salpeterzuur!
Elektrolyse van zouten (demo)
Doel: Onderzoeken van de aard van het “aangetast zijn” van metalen en zuurresten. Echte conclusie
voor de 10e klas, want het is een verregaande denk-conclusie.
Beeld: Bij de twee elektrodes in een koperchloride-oplossing ontstaan vast koper en chloorgas. Wat
betekent dit voor het aangetaste koper en voor de zuurrest?
Benodigdheden:
2 losse koolstof elektrodes, met houder-plaatje
koperchloride
spatellepel
bekerglas 100 ml
spuitflesje kraanwater
2 platte batterijen
6 kokodillenklemmetjes
2 snoertjes: één rood, één zwart
Werkwijze:
1. los in bekerglaasje wat koperchloride op in een half bekerglas kraanwater
2. maak stroomkring; hang elektrodes in bekerglas (2 batterijen levert mooie gasbelletjes, 1
batterij levert betere koperaanslag)
3. laat leerlingen goed kijken en ruiken!
4. haal na enige tijd de elektrodes er uit; het laagje op de min-elektrode wat plat strijken met je
nagel of een lepeltje; waarnemen!
Verwerking (I):
1. Het “kapotmaken” van koperchloride (elektrolyse):
aan min-elektrode: roze / rood-bruine vaste stof → metaal koper (onaangetast)
aan plus-elektrode: gasbelletjes & geur van chloor → chloorgas (onaangetast)
2. Het “aangetast” zijn heeft blijkbaar met elektriciteit te maken:
aangetaste koper trekt naar min-elektrode → aangetast koper moet elektrisch “plus” zijn
aangetaste chloor trekt naar plus-elektrode → zuurrest moet elektrisch “min” zijn
Een zout bestaat uit een aangetast metaal dat elektrisch positief is en een zuurrest die
elektrisch negatief is. Notatie: Cu+ en Cl
–. Samen vormen ze een elektrisch neutraal zout.
3. Consequentie voor zuren: als alle zuurresten negatief zijn, moet de waterstof in een zuur wel positief zijn: H
+
Een zuur bestaat uit positief geladen waterstof H+ en een negatieve zuurrest.
Bijvoorbeeld: H+Cl
– (zoutzuur).
Lijst maken van alle zuurresten en aangetaste metalen, mèt lading. Sulfaat komt op 2–
vanwege de formule H2SO4, enzovoorts. Pas op: Zo komt het NIET uit de fenomenen,
maar uit de gegeven formules! Een uitzondering dus.
4. Het aantasten van metalen door een zuur:
H+ wordt H, Mg wordt Mg2+ → lading overdracht
Bij het aantasten van een metaal door een zuur wordt de lading van het H+ afgegeven
aan het metaal; daardoor onstaat “gewoon” waterstof (gas) en aangetast, opgelost
metaal.
Opruimen:
Koper van elektrode oplossen met geconcentreerd salpeterzuur. PAS OP! Koper-resten in zware
metalen.
Edelheid van metalen (demo in zuurkast)
Doel: Laten zien dat metalen niet allemaal even gemakkelijk aangetast worden. Begrip “edelheid”
als voorloper op redox-reacties.
Benodigdheden:
paar stukken schoonmaakpapier
zoutzuur
magnesiumlint
zinkkorrels
ijzervijlsel
paar stukjes koperdraad (blank)
gouden ring
zoutzuur 1M
salpeterzuur 1M
geconcentreerd salpeterzuur
grote reageerbuis
spuitflesje kraanwater
en in overleg (alleen met ervaring!):
natrium in pot
groot bekerglas (1000 ml)
plastic snijplankje
keukenmesje
pincet
Werkwijze:
PAS OP MET NATRIUM!!! Als je dit nooit zelf gedaan hebt, dan niet zonder begeleiding doen!!!
1. de metalen in groot bekerglas met water doen
2. metalen die niets deden in reageerbuis met zouzuur doen
3. metalen die niets deden in reageerbuis met salpeterzuur 1M doen (in zuurkast)
4. metalen die niets deden in reageerbuis met geconcentreerd salpeterzuur doen (in zuurkast)
Opruimen:
bekerglas met natrium-resten aan de wanden goed spoelen met water
koperresten (blauwe oplossingen) bij zware metalen
Pas op met resten geconcentreerd salpeterzuur!!!
Verwerking:
metalen op volgorde zetten van hoe gemakkelijk / lastig ze zijn aan te tasten
begrip edelheid er aan koppelen
Niet alle metalen laten zich even gemakkelijk aantasten.
Paperclip verkoperen (leerlingproef)
Doel: Laten zien dat de eigenschap “aangetast” uitwisselbaar is. Begrip “opofferingsmetaal”, basis
voor redox-reacties.
Benodigdheden:
kopersulfaat-oplossing (“oplossing 23, alleen voor OP”)
16 bekerglaasjes 50 ml
doosje paperclips
stukjes schoonmaakpapier
Werkwijze:
PAS OP: KOPERSULFAAT IS GIFTIG!!!
1. schenk half bekerglaasje kopersulfaat in
2. paperclip schoonhouden; zo min mogelijk met vingers aanraken
3. goed kijken terwijl je de paperclip in kopersulfaat-oplossing onderdompelt
4. zodra je duidelijk verschil ziet paperclip er weer uit halen
5. voorzichtig afspoelen met kraanwater en droogdeppen met schoonmaakpapier
Opruimen:
kopersulfaat-oplossing tot en met de laatste druppen afschenken in speciaal afvalvat
bekerglaasje droogvegen met schoonmaakpapier; géén water gebruiken!
handen wassen!!
Verwerking:
De eigenschap “aangetast” (elektrisch geladen) kan worden uitgewisseld! Het meest edele metaal
heeft het minst de neiging aangetast te willen zijn; het meest edele metaal laat zich graag aantasten.
Het overgeven van de elektrische lading is de basis van de “redox-reacties”.