Hoe zuur is azijn? 1Wat is azijn?



Dovnload 72.28 Kb.
Datum30.09.2016
Grootte72.28 Kb.
  1. HOE ZUUR IS AZIJN?

2.1Wat is azijn?


Als je een etiket op een fles huishoudazijn bekijkt, merk je dat er weinig aanduidingen op staan in verband met de samenstelling. Het enige dat vermeld staat is een aantal graden (°) of een percentage.
Opdracht: bekijk een etiket van een fles huishoudazijn en noteer het percentage of het aantal graden: ……………..

Huishoudazijn is chemisch gezien een oplossing van azijnzuur, met geur- en smaakstoffen. Huishoudazijn, kortweg azijn genoemd, bevat 5-15 % azijnzuur (ethaanzuur), meestal minder dan 10%. De formule van ethaanzuur is





of



Tot welke stofklasse behoort azijnzuur? ……………………… Kleur de functionele groep rood.

Azijn is een zeer oud levensmiddel. Al in de Oudheid was azijn bekend. Azijn ontstaat immers spontaan wanneer gegiste producten verzuren door aanwezigheid van bepaalde bacteriën. Dit gebeurde vroeger en gebeurt uiteraard nog steeds, al is het nu meestal een ongewenst proces (verzuren van wijn). Het gevormde product bleek lang houdbaar door de conserverende werking van het gevormde zuur. Door dit zure product te mengen met andere producten worden ook deze laatste langer houdbaar gemaakt. Azijn werd en wordt daarom veel toegepast als conserveermiddel.

Tegenwoordig wordt azijn op twee manieren gemaakt: traditioneel en chemisch.

De traditionele azijnbereiding vindt plaats met behulp van de azijnzuurbacterie Acetobacter. Deze zit van nature in hout. Azijn wordt dan ook gemaakt door alcoholische dranken over houtkrullen te laten circuleren bij 30-35 °C. Als grondstof kan oude wijn dienen, maar ook vergiste appelsap, vergiste granen of andere alcoholhoudende producten.

Traditionele azijn heeft een aangename geur, bestaande uit geurstoffen afkomstig van de grondstof, het hout en de bacterie. Extra geur- en smaakstoffen worden verkregen door kruiden, vruchten of andere materialen gedurende langere tijd in de azijn te laten weken.



Chemische azijnbereiding vindt plaats door een oxidatie van ethanal, op zijn beurt afkomstig van alcohol (ethanol). Wezenlijk is het precies hetzelfde proces als wat de bacterie doet, alleen is de uitvoering anders. Ook de bacterie zet eerst ethanol om in ethanal en ethanal in azijnzuur. De chemische azijn bevat uiteraard geen geur- en smaakstoffen. Die worden nadien toegevoegd, meestal opnieuw door kruiden te laten weken in de azijn, of door toevoeging van kleur- (caramel), geur- en smaakstoffen. De chemische azijn is veel goedkoper en kan ook sterker zijn. De bacterie gaat dood bij te veel azijnzuur, het chemische proces heeft daar geen last van.

Als conserveermiddel voldoen beide types goed, ook voor de bereiding van vele gerechten voldoen beide types. De traditionele azijn heeft meer smaak en heeft daardoor meer toepassingen in gerechten. De moderne azijn is sterker zuur, heeft minder smaak en wordt daarom ook als schoonmaakazijn gebruikt.


2.2De zure eigenschap van azijn

2.2.1De chemische betekenis van zuur en base


Uit de lessen van de tweede graad weten we dat de zuurgraad van een oplossing wordt aangegeven met de pH-waarde. De pH-schaal gaat van pH=0 tot pH=14 zoals hieronder wordt voorgesteld.

sterk zwak zwak sterk

zuur neutraal basisch


  1. ______________________________________________ 7 ____________________________________________ 14



Hoe lager de pH-waarde = hoe hoger de zuurgraad, hoe zuurder de oplossing.

Of een oplossing zuur of basisch is kan worden vastgesteld als volgt:

* zintuiglijk door de smaak of de tast (een base-oplossing voelt zacht, zeepachtig aan). Deze waarnemingen kunnen zeer gevaarlijk zijn en zijn bovendien weinig betrouwbaar.
* door indicatoren, stoffen die van kleur veranderen naargelang de zuurgraad van de oplossing. Ofwel gebruikt men oplossingen van indicatoren, ofwel indicatorpapierstrookjes.

Indicator


kleur in zuur midden


kleur in basisch midden


lakmoes


fenolftaleïne

methyloranje

broomthymolblauw





* door meting van de pH-waarde met universeel pH-papier of met een pH-meter. Dit is het meest exact.



2.2.2Zuren en basen in een meer uitgebreide betekenis


Wat is een karakteristieke eigenschap van een zuur?
We illustreren dit met de ionisatievergelijking van maagzuur HCl:
HCl 
In de uitgebreide betekenis zegt men dat een zuur een protondonor is, een deeltje dat een of meer protonen afgeeft. Vermits een base een antizuur is zegt men analoog dat een base een …………….. .....…………………………………………………………………………………………………………………
Algemeen geldt:
Zuur: HZ  H1+ + Z1-

zuur base of antizuur

Base: Z1- + H1+  HZ

base zuur

Schrijf de bijbehorende ionisatievergelijking voor azijnzuur en duid het zuur en de base aan:

………………………………………………………..……………………………………………..


Waarom bezit azijnzuur eigenschappen van een zuur?

……………………………………………………………………………………………………………………….

De H1+ -ionen, afkomstig van het zuur, vormen met het aanwezige water H3O1+-ionen:

H2O + H1+  H3O1+


Een base of antizuur onttrekt bij het aanwezige water een H1+-ion en vormt OH1-ionen:

Z1- + H20  HZ + OH1-



2.2.3Het verband tussen de zuurgraad en de concentratie aan H3O+-ionen


Watermoleculen kunnen dus zowel H1+ opnemen als afstaan. In zuiver water kunnen we dan volgende reactie beschouwen:
H2O + H2O  H3O1+ + OH1-
De zuurgraad of pH van een oplossing wordt bepaald als volgt:
pH = - log H3O1+


  • In zuiver water zijn er evenveel H3O1+-ionen als OH1--ionen,

namelijk van elk 10-7 mol/l

H3O1+ = OH1- = 10-7 mol/l


pH = - log 10-7 = 7neutraal midden


dan stijgt de concentratie aan H3O1+-ionen.

H3O1+ 10-7 mol/l


pH 7zuur midden
voorbeeld

H3O1+ = 10-5 mol/l  pH = - log 10-5 = 5




  • Voegt men aan water een base toe,

dan daalt de concentratie aan H3O1+-ionen.

H3O1+  10-7 mol/l

pH 7basisch midden
voorbeeld

H3O1+ = 10-10 mol/l  pH = - log 10-10 = 10





  • Hoe kleiner de pH, hoe groter de concentratie aan H3O1+ ionen, hoe zuurder de oplossing

  • Hoe groter de pH, hoe kleiner de concentratie aan H3O+ ionen, hoe sterker basisch de oplossing




Midden

H3O1+




pH

Zuur








Neutraal








Basisch









2.2.4Zijn alle zuren even sterk?


We kunnen dit onderzoeken aan de hand van volgende proef.
Benodigdheden:

Een HCl-oplossing en een azijnzuuroplossing, beide met een concentratie = 1 mol/liter.

2 ballonnen, 2 flesjes of erlenmeyers 50 ml, 2 x eenzelfde hoeveelheid bakpoeder (NaHCO3)





Werkwijze:

Doe eenzelfde hoeveelheid bakpoeder in elke ballon.

Meet eenzelfde hoeveelheid HCl-oplossing en CH3COOH-oplossing, telkens 1mol/liter af en giet in de flesjes of erlenmeyers.

Bevestig de ballonnen aan de erlenmeyers: zie figuur links.

Laat gelijktijdig de inhoud van de ballonnen in de erlenmeyers terechtkomen.

Neem waar dat de ballon zich het snelst vult in de opstelling met het sterke zuur.

Welk zuur is hier het sterkste zuur? …………………………………..


2.2.5Wat gebeurt er als zuur en antizuur samen komen?


Welk type reactie ondergaat een zuur in aanwezigheid van een antizuur of base?

Beschrijf bondig hoe de hoeveelheid H1+-deeltjes (H3O1+-deeltjes) en OH1--deeltjes verandert tijdens de reactie van een zuur met een base.

……………………………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………………………….


Stel azijnzuur voor door HAc en schrijf dan de reactievergelijking van de reactie met de base NaOH.

2.3Het azijnzuurgehalte bepalen


De concentratie van een zure of basische oplossing kan je vaststellen door middel van een titratie. Hierbij voeg je aan een zure oplossing met onbekende concentratie zoveel van een base-oplossing met gekende concentratie toe tot het neutralisatiepunt is bereikt. Je noteert hoeveel milliliter van die tweede oplossing je daarvoor nodig hebt.


1 Doe met behulp van een meetspuitje 1 ml azijn in een erlenmeyer en voeg 10 ml water toe.




2 Voeg een paar druppels fenolftaleïne-indicator toe.




3 Neem een zuiver meetspuitje. Vul het met NaOH-oplossing 0,10 mol/l en lees het beginvolume af. ............... ml.




4 Spuit een kleine hoeveelheid NaOH-oplossing bij de verdunde azijn.




5 Kwispel de erlenmeyer om alles goed te mengen.






6 Als de oplossing nog geen kleur heeft, herhaal dan 4 en 5 totdat er wel een fuchsia kleur zichtbaar wordt.




7 Stop de toevoeging van NaOH-oplossing als er een blijvende fuchsia kleur ontstaat.




8 Lees het eindvolume in de injectiespuit af. ............ ml. Het toegevoegde volume NaOH-oplossing is dus: ................. ml.



We doen de proef met huishoudazijn van verschillende merken en nemen als resultaat per merk het klasgemiddelde =
Berekening van het azijnzuurgehalte:

Bij het equivalentiepunt (neutralisatiepunt) geldt:

n H+ = n OH-
cH+ * VH+ = cOH-.* VOH- VH+ = volume azijn = 1 ml

cOH- = cNaOH = 0,1 mol/l (was bereid)

want NaOH  Na1+ + OH1-

0,1 mol 0,1 mol

VOH- = 12 ml (mogelijk klasgemiddelde)

cH+ * 1 ml = 0,1 mol/l * 12 ml

cH+ == 1,2 mol/l cH+ = cCH3COOH = 1,2 mol/l

want CH3COOH  H1+ + CH3COO1-

n = 1,2 mol 1,2 mol
De molaire concentratie rekenen we om naar massaconcentratie:
uit volgt m = n M
MCH3COOH = (2 Ar C + 2 Ar O + 4 Ar H) g/mol

= (24 + 32 +4) g/mol = 60 g/mol



= 72 g/l
d.w.z. 1 liter huishoudazijn bevat 72 g CH3COOH
Om dit resultaat te kunnen vergelijken met de gegevens op het etiket, moeten we die gegevens in graden of procenten uitdrukken in mol/liter of in gram/liter. Rekening houdend met de dichtheid van zuiver azijnzuur wordt het verband tussen de concentratie in graden of volumeprocenten en de massaconcentratie (gram A azijnzuur/Volume HHA huishoudazijn) voor azijnzuur gegeven door volgende formule:


Reken het bekomen resultaat om naar V% en vergelijk het resultaat met de gegevens op het etiket.


3Stoichiometrie


Stoichiometrie betekent hoeveelheden berekenen van stoffen bij een chemische reactie. In laboratoria en industrie is het van belang te weten welke massa- of volumehoeveelheden op elkaar inwerken en hoeveel reactieproduct er wordt verkregen, zonder dat er overschotten of tekorten zijn.

3.1Chemische reacties en molverhoudingen

3.1.1Constante verhoudingen bij een chemische reactie


Als je een taart bakt moet je alle ingrediënten in een bepaalde verhouding gebruiken. Met te weinig zelfrijzend bakmeel zal de taart niet luchtig genoeg worden. Gebruik je te weinig suiker dan zijn de structuur en de smaak niet goed. De juiste verhoudingen vind je in een kookboek.
Als je een surfplank maakt, moet je de kunststof en de harder in de juiste verhoudingen gebruiken. Voeg je te weinig harder toe, dan is de plank niet stevig genoeg. Gebruik je te veel harder, dan gaat het uitharden te snel waardoor je geen mooie plank krijgt.
Zowel het bakken van een taart als het maken van een surfplank zijn voorbeelden van chemische reacties. Voor alle chemische reacties geldt dat de stoffen in een bepaalde molverhouding met elkaar reageren. Op die manier krijgen we de beste resultaten, voorkomen we verspilling en beperken we de afval van de nevenproducten.
De molverhouding volgt uit de coëfficiënten weergegeven in de reactievergelijking.
Voor een volledige verbranding van glucose C6H12O6 geldt volgende reactievergelijking:
1 C6H12O6 + 6 O26 CO2 + 6 H2O
Hieruit weten we dat om 1 molecule glucose volledig te verbranden 6 moleculen zuurstofgas nodig zijn en 6 moleculen koolstofdioxide en 6 moleculen water ontstaan. Dan geldt ook het volgende:
1*6.1023 C6H12O6 + 6*6.1023 O26*6.1023 CO2 + 6*6.1023 H2O

of:


1*1 mol C6H12O6 + 6*1 mol O26*1 mol CO2 + 6*1 mol H2O

of:


180 gram C6H12O6 + 192 gram O2  264 gram CO2 + 108 gram H2O


3.1.2Algemene werkwijze bij het rekenen aan een chemische reactie


1 Gegevens herleiden naar molhoeveelheden

2 De chemische reactievergelijking aanvullen en interpreteren in mol = theoretische hoeveelheden

3 Uit de reactievergelijking de werkelijke molhoeveelheden van de gevraagde stoffen berekenen

4 De berekende stofhoeveelheden herleiden naar de gevraagde grootheid


3.2Concrete stoichiometrische berekeningen

3.2.1Uitgewerkt voorbeeld


Opgave:

Bereken hoeveel gram CO2 je produceert afkomstig van de vertering van een wafel met een massa = 50 gram die 24% glucose bevat. De chemische reactie die in je lichaam plaatsvindt is:

C6H12O6 + O2  CO2 + H2O
Gegeven: 50 gram wafel met 24% glucose
Gevraagd: Hoeveel gram CO2 wordt geproduceerd bij de vertering van de glucose in die wafel?
Oplossing:

1 Gegevens herleiden naar molhoeveelheden




2 De chemische reactievergelijking aanvullen en interpreteren in mol (Theoretische Hoeveelheden)


1 C6H12O6 + 6 O26 CO2 + 6 H2O

TH 1*1 mol C6H12O6 + 6*1 mol O26*1 mol CO2 + 6*1 mol H2O

3 Uit de reactievergelijking de Werkelijke molHoeveelheden van de gevraagde stoffen berekenen



WH 0,067 mol C6H12O66 * 0,067 mol CO2

4 De berekende stofhoeveelheden herleiden naar de gevraagde grootheid


Massa koolstofdioxide:


Antwoord: Bij de vertering van 12 gram glucose ontstaat 18 gram koolstofdioxide


3.2.2Berekeningen bij chemische processen


Practicum: Bepaling van het gehalte calciumcarbonaat in maagtabletten
Bedoeling van dit practicum:

Experimenteel bepaalde gegevens gebruiken om stoichiometrische berekeningen mee uit te voeren.


Beschrijving:

Tabletten tegen maagpijn bevatten vaak calciumcarbonaat. In volgend experiment zal je aan een nauwkeurig afgewogen hoeveelheid tabletten een hoeveelheid waterstofchloride toevoegen. Er treedt dan de onderstaande reactie op waarbij je het koolstofdioxidegas dat hierbij ontstaat opvangt. Jij kan nu uit het volume koolstofdioxidegas, via stoichiometrisch rekenen, de hoeveelheid calciumcarbonaat in een maagtablet bepalen.


2 HCl + CaCO3  CaCl2 + H2O + CO2
Benodigdheden:

Erlenmeyer 50 ml, waterbad

Maatcilinder 10 ml, maatcilinder 100 ml

Statief met klem, plastieken slang, stop

Weegschuitje, cellofaanfolie

Balans


Rennietablet

HCl-oplossing 2 mol/liter

R36/38
S2

S28



Werkwijze:

- Plaats het weegschuitje op de balans en tarreer.


- Breng in het weegschuitje ongeveer 1/4 van een Rennietablet en noteer de massa m (1/4 tablet) = ..........
- Meet 10 ml HCl-oplossing 2 M af met de maatcilinder van 10 ml.
- Breng de HCl-oplossing over in de erlenmeyer.
- Bouw vervolgens de opstelling die hieronder schematisch is weergegeven. Vul de maatcilinder van 100 ml boordevol met kraantjeswater, dek af met de cellofaanfolie en keer de gevulde maatcilinder om in het waterbad zodat geen luchtbellen in de maatcilinder aanwezig zijn. Verwijder de cellofaanfolie. Bevestig de omgekeerde maatcilinder in de klem van het statief.

Laat het afgewogen Renniedeeltje in de erlenmeyer met de HCl oplossing schuiven en sluit onmiddellijk luchtdicht af met de stop. Kwispel eventueel de erlenmeyer heen en weer maar zorg ervoor dat de stop blijft zitten. Ga door met kwispelen totdat geen gas meer ontstaat.


Lees het eindvolume van het opgevangen gas af op de maatcilinder: V (CO2) = ........ ml

Berekeningen:

1 Bereken de massa van het CO2-gas dat bij de proef ontstaan is indien je weet dat 1 ml CO2-gas bij 20C een massa heeft van 1,8 mg.

2 Bereken vervolgens stoichiometrisch hoeveel gram CaCO3 er zich in de afgewogen hoeveelheid maagtablet bevindt.

3 Bereken de totale hoeveelheid calciumcarbonaat in een volledige verpakking tabletten als je weet dat 1 volledig tablet gemiddeld een massa heeft van ........ gram en een volle doos Rennies ........ tabletten bevat.



3.2.3Opgaven


  1. De verbranding van drankalcohol gebeurt volgens de reactie:

CH3CH2OH + O2  CO2 + H2O

Bereken hoeveel gram O2 nodig is voor de verbranding van 23 gram ethanol.




  1. Alkenen kunnen worden geïdentificeerd door een additiereactie met dibroom volgens de reactie:

CH2=CH2 + Br2  BrCH2–CH2Br

bruin ontkleurd



Indien 7 gram dibroom wordt ontkleurd, bereken dan hoeveel gram etheen aanwezig was.


  1. Wijn bevat meestal 12 V% alcohol. Dit betekent dat in 100 ml wijn gemiddeld 9,6 g ethanol CH3CH2OH aanwezig is. Bereken hoeveel gram glucose nodig waren voor de alcoholproductie van 1 fles wijn met volume 70 cl.

Reactie: … C6H12O6  CH3CH2OH + CO2


  1. Op onderstaande afbeelding duidt het getal 100 op het feit dat elk tablet 100 mg aspirine bevat. Vereenvoudigd gebeurt de bereiding van aspirine of acetylsalicylzuur C6H4(OCOCH3)COOH volgens de reactie C6H4(OH)COOH + CH3COOH  C6H4(OCOCH3)COOH + H2O

Bereken hoeveel gram hydroxybenzoëzuur C6H4(OH)COOH men nodig heeft om de inhoud van onderstaande verpakking te bereiden.


2 HOE ZUUR IS AZIJN? 9

2.1 Wat is azijn? 9

2.2 De zure eigenschap van azijn 10

2.3 Het azijnzuurgehalte bepalen 12

3 Stoichiometrie 15

3.1 Chemische reacties en molverhoudingen 15

3.2 Concrete stoichiometrische berekeningen 15





S tuurgroep NW- VVKSO




De database wordt beschermd door het auteursrecht ©opleid.info 2017
stuur bericht

    Hoofdpagina