Proef 1 Broom met alkanen



Dovnload 350.62 Kb.
Pagina3/3
Datum23.07.2016
Grootte350.62 Kb.
1   2   3

4a De pH van Substral is 6

Vervolgens bepalen we op dezelfde manier als daarvoor de pH van een bariumchloride-oplossing.



4b De pH van de bariumchloride-oplossing is 5

We voegen dan 1ml van het Substral (groen) toe aan 5ml bariumchloride-oplossing (transparant). Na het toevoegen ontstaat er een groenwitte mengsel van stoffen en er is sprake van gasontwikkeling. Na centrifugatie kunnen een zekere witte vaste stof op de bodem van de reageerbuis waarnemen. We filtreren dit mengsel en meten vervolgense de pH van het onstane filtraat met een universeel indicatorpapiertje.



4c H3O+(aq), Cl-(aq) en H2O(l) in ieder geval. Als Ba2+(aq) in overmate is toegevoegd is er ook nog Ba2+(aq) aanwezig. Als er geen overmate Ba2+(aq) was toegevoegd, zal er ook geen Ba2+(aq) aanwezig zijn, maar wel PO43-(aq), HPO42-(aq) en een heel klein beetje H2PO4-(aq). Maar doordat de twee oplossingen in een verhouding van 1:5 bij elkaar is toegevoegd, zal er waarschijnlijk wel een overmaat aan Ba2+(aq) zijn.

4d De pH van het filtraat is 4,5. De oplossing is dus zuurder geworden.

Wat is er gebeurd? Er is een gas ontsnapt en er is een vaste, witte stof neergeslagen. We weten dat er in Substral de volgende 2 evenwichten zich hebben ingesteld :

1) H2PO4-(aq) + H2O(l) D HPO42-(aq) + H3O+(aq) .

2) HPO42-(aq) + H2O(l) D H3O+(aq) + PO43-(aq).

Er wordt een oplossing waarin Ba2+(aq) en Cl-(aq) aanwezig zijn. Een snelle blik in de Binas T45 laat ons zien dat Ba2+(aq) en PO43-(aq) met elkaar slechts oplosbaar zijn in water en dus een neerslag zullen vormen. Dit is dus de witte stof wat is neergeslagen Ba3(PO4)2(s). Doordat de Ba(Cl)2-oplossing in overmaat is toegevoegd, zal al het PO43-(aq) worden weggereageerd. De beide evenwichtsreacties zullen dus naar rechts verschuiven, en er wordt extra veel H3O+(aq) gevormd. Daardoor wordt de oplossing zuurder en daalt dus de pH.
Bij de volgende opdracht onderzoeken we welke reacties optreden bij de elektrolyse van Substral met behulp van koperelektroden. Ons zijn twee reacties opgegeven en aan ons de taak om uit te maken welke reactie tijdens de elektrolyse optreedt :

1) NO3-(aq) + H2O(l) + 2e- g NO2-(aq) + 2 OH-(aq)

óf

2) 2 H2O(l) + 2e- g H2(g) + 2OH-(aq)


Om dit te onderzoeken schenken we ongeveer 30 ml Substral in een bekerglaasje van 50 ml. We brengen de koperelektroden in het bekerglaasje en elektrolyseren gedurende enkele minuten. We gebruiken hierbij een gelijkspanning van 4,5 V en we roeren de oplossing niet. Bovendien houden we vlak boven de vloeistof enkele rood lakmoespapiertjes.

5a Er is duidelijk sprake van gasvorming en deze gas kleurt de rode lakmoespapiertjes, die vlak boven de vloeistof hangen, blauw; dus het gas wat is ontstaan is een base. Verder ontstaat er bij de +pool een mintgroene vaste stof.

Bij deze elektrolyse treden er verscheidene reacties op. Bij de -pool vindt er de volgende reactie plaats : Cu(s) g Cu2+(aq) + 2e-. Bij de +pool wordt er een vaste stof gevormd, en logischerwijs heeft dat natuurlijk iets te maken met de Cu2+-ionen die bij de -pool zijn gevormd. Nu hebben we de keuze tussen reactie 1 óf reactie 2. Van de eindprodukten die bij de reacties worden gevormd, zouden OH--ionen met Cu2+-ionen een vaste stof vormen; in dat opzicht zouden beide reacties mogelijk zijn. Nu kijken we naar het blauw worden van het rood lakmoespapiertje door het gas wat is ontstaan. Van de eindprodukten van de beide reacties is het H2-gas de enige mogelijkheid die het rode lakmoespapiertje blauw zou kunnen maken : ten eerste is dat de enige stof die in gasvorm is; en ten tweede is H2(g) een sterke base. Dus het is het meest waarschijnlijkst dat reactie 2) is opgetreden.



5f Cu2+(aq) + 2OH-(aq) g Cu(OH)2(s). De ontstaande stof is dus koper(II)hydroxide.
Nu gaan we de NH4+(aq) gehalte in Substral bepalen met behulp van de volgende methode : we maken de opstelling die hiernaast is getekend. We vullen de bekerglas voor ongeveer ¾ met water, en we vullen de omgekeerde maatcylinder zo, dat er (bijna) geen lucht meer aanwezig is. Met een verdeelpipet hebben we 20,0 ml Substral in de erlenmeyer geschonken; daar doen we 10ml 1M natronloog bij en sluiten onmiddelijk de erlenmeyer met een kurk. Vervolgens doen er 10 ml bleekwater bij, en na hevig roeren zien we met veel voldoening dat de eerste gasbelletjes verschijnen in de maatcilinder.

Na deze opstelling zo ongeveer drie dagen te hebben laten staan, is waarschijnlijk al het NH4+(aq) wel weggereageerd uit de 1:1 verdund Substral-oplossing, en we meten nu hoeveel gas er is ontstaan in de maatcilinder. Na nauwkeurig aflezen bleek dit 25 ml te zien


6 Het is bekend dat er in Substral NH4+(aq) aanwezig is, de proef is dan ook bedoeld om deze hoeveelheid in Substral aan te tonen. We voegen eerst een overmaat natronloog toe aan de Substral-oplossing; dan treedt er deze reactie op : NH4+(aq) + OH-(aq) g NH3(aq) + H2O(l). Al het NH4+(aq) wordt dus omgezet tot NH3(aq). Vervolgens doen we bij de oplossing een overmaat aan bleekwater (wat een NaClO oplossing is) waardoor de volgende reactie plaatsvindt : 2NH3(aq) + 3 ClO-(aq) g N2(g) + 3H2O(l) + 3Cl-(aq). De mol verhouding waarin N2-gas wordt gevormd is dus 2NH3(aq) : 1N2(g). Nu we dit weten kunnen we, na het volume van het opgevangen te hebben gemeten, de gehalte aan NH4+(aq) in Substral berekenen.

De gemeten hoeveelheid gevormde N2(g) is 25ml. Het molair volume bij T=298K en p=p0 is 2,45X10-2 m3. We hebben de proef uitgevoerd bij een temperatuur van 293K, en na een kleine rekensom met de algemene gaswet hebben we berekend dat het molair volume bij T=293K 24,1 dm3 is. Er is dus 1,0x10-3 mol N2(g) ontstaan en dus weten we dat er 2mmol NH4+(aq) aanwezig was in 20,0 ml 1:1 Substral-oplossing; de concentratie is dus 0,1 M.

EXTRA PROEVEN -- Natriumperboraat in wasmiddel of mondspoelmiddel :

Veel wasmiddelen en mondspoelmiddelen bevatten natriumperboraat. Dir reageert met water op de volgende (vereenvoudigde) wijze : 1) BO3(aq) (perboraat) + H2O(l) g BO2-(aq) + H2O2(aq). Het gevormde waterstofperoxide heeft een desinfecterende werking en met kleurstoffen treedt er een redoxreactie op, waardoor de kleur verdwijnt.



-De gehalte aan perboraat in een wasmiddel gaan we nu bepalen op de volgende wijze :

We triteren met een verdeelpipet een bepaalde hoeveelheid kaliumpermanganaat (KMnO4) bij de wasmiddel. De volgende reactie treedt op :



2) 5H2O2(aq) + 2MnO4-(aq) +6H+(aq) g 5O2(g) + 2Mn2+(aq) + 8H2O(l).

Kaliumpermanganaat is een stof dat makkelijk oplost in water en dat intensief violet kleurt. Wanneer we KMnO4 dus in een wasmiddel doen, zal al de MnO4--ionen worden omgezet tot Mn2+-ionen, waardoor de paarse kleur dus verdwijnt. Het blijven van de paarse kleur in de oplossing is dus de indicatie dat al het waterstofperoxide is opgebruikt.



Uivoering : We gebruiken 300 gr Sterandent en lossen het op met 50ml 0,5M zwavelzuuroplossing. Vervolgens titreren we langzaam kaliumpermanganaatoplossing tot de paarse kleur langer dan 30 seconden blijft. Vervolgens kunnen we het massapercentage van natriumperboraat (NaBO3.4H2O) in het gebruikte waspoeder berekenen.

Conclusie : Nadat we 6,52 ml 0,05M kaliumpermanganaatoplossing hebben toegevoegd, blijft er een lichtroze kleur in de oplossing hangen. Dit is dus de indicatie dat al het H2O2 is verbruikt. 6,52 ml 0,05M dus gelijk aan 3,26x10-4 mol kaliumpermanganaat is toegevoegd. Er zijn 5 H2O2-ionen nodig om 2 MnO4--ionen om te zetten, dus er is 8,15x10-4 mol H2O2 nodig om 3,26x10-4 mol kaliumpermanganaat om te zetten. Kijken we naar reactie 1), dan zien we dat er 1 mol BO3 nodig is om 1 mol H2O2 te vormen. Aangezien er 8,15x10-4 mol H2O2 aanwezig was, was er dus, voordat het wasmiddel werd opgelost, ook 8,15x10-4 mol BO3. De molaire massa van natriumperboraat is 153,9 gram. Er is 8,15x10-4 mol BO3 aanwezig, en dat is dus 0,12 gram in 300 gr Sterandent. Het massapercentage is dus 0,04%.
EXTRA PROEVEN -- Glorix zonder chloor :

Doel van de proef :

Het bepalen van hoeveel gram waterstofperoxide er in 100 gram van “Glorix zonder chloor” is opgelost.


Uitvoering en waarnemingen :

We maken de opstelling die hiernaast is getekend. In een bekerglas met water klemmen we een maatcilinder op zijn kop vast. We zuigen de maatcilinder vol met water en vanuit de opening van de maatcilinder leiden we een buisje naar de erlenmeyer waar de reactie plaats moet vinden. De erlenmeyer wordt volledig afgesloten door de buis en de stop waar de buis doorheen loopt.

In de erlenmeyer doen we 10ml van de verdunde oplossing “Glorix zonder chloor”. Vervolgens hebben we daar 5ml propaanzuur bij gedaan om te voorkomen dat de Glorix-oplossing gaat schuimen. Daarna doen we een schepje bruinsteen in de erlenmeyer om de reactie te beginnen en doen meteen de stop erop zodat geen gas ontsnapt. Bij deze reactie ontstaat er een gas die door de buis wordt geleidt naar de maatcilinder. Vervolgens wachten we totdat de volume van het opgevangen gas niet meer veranderde. Er is 60,05 ml gas ontstaan en de temperatuur van het water wat in de bekerglas zat was 20,60C.
Vragen bij het verslag :

1. 2H2O2(l) + O2(g) + 2H2O(l)

2a Bruinsteen werkt bij deze reactie als katalysator

2b.Bruinsteen wordt wel gebruikt, maar niet verbruikt. De hoeveelheid maakt dus niet uit voor de reactie.

3. De volume van één mol gas bij de omstandigheden waarin wij hebben gewerkt is te bereken volgens de volgende formule : V1/T1 = V2/T2. De molair volume bij 298K en p=p0 is 2,45 x 10-2 m3. Bij 293,6K is de molair volume dus 24,1 dm3.

4. Er is 60,05 ml gas ontstaan. Molair volume is 24,1 dm3, dus er is in totaal 2,5 ,mol O2(g) ontstaan.

5. 2 mol H2O2(l) werd omgezet in 1 mol O2(g).

6. Er was 5,0 mmol H2O2(l) aanwezig in 10gram Glorix-oplossing. Molair massa van waterstofperoxide is 34,01 gram. Er is dus 0,17 gram H2O2(l) aanwezig in een 4x verdunde Glorix-oplossing. In 100 gram van een normale Glorix-oplossing zit dus 6,8 gram H2O2(l).

7. Je moet nu de percentage water weten wat in Glorix zit. In 100ml zit 100 gram water, dat is gelijk aan 5,56 mol. De percentage H2O2(l) is dus 0,2/0,56 x 100% = 3,6%

8a. Op het etiket staat 250ml Glorix / t50ml water. Ons percentage is dus veel te laag.

8b. Na het toevoegen van bruinsteen kan het zijn geweest dat we de stop niet snel genoeg erop hebben gedaan. Natuurlijk zijn er de gebruikelijke systematische en toevallige fouten (zoals verkeerd aflezen, verkeerd afmeten enz.) maar de belangrijkste reden dat ons percentage veel te laag is, is waarschijnlijk doordat een gedeelte van het is opgelost in water. De oplosbaarheid van in water is bij 293K 1,38x10-3 mol/l. Hierdoor is een grote hoeveelheid van het verdwenen, waardoor onze uitkomsten zeer onbetrouwbaar zijn.

8c. De proef heeft teveel fouten om als echt bewijs te dienen, maar hoe je het wendt of keert, een verschl in percentage van 30% is wel heel erg veel. Misschien is er toch iets mis met de “Glorix zonder chloor”-oplossing.

9a. Doordat er minder schadelijke stoffen in zit, en de stoffen die er wel in zitten die schadelijk zijn, zijn vrij makkelijk afbreekbaar (zoals H2O2(l)).

9b. Door zijn werking.


EXTRA PROEVEN - Aluminiumgehalte van zilverpapier :

We meten eerst een stukje zilverpapier van 61 mg af op een nauwkeurige balans. Vervolgens bouwen we de stelling die is afgebeeld op bladzijde 18. In de erlenmeyer doen we 25 ml 1M zoutzuur, vervolgens het stukje zilverpapier en sluiten snel de dop en vangen het ontwijkende gas op in de maatcilinder. Zilverpapier ( eigenlijk gewoon een andere naam voor aluminiumfolie) wordt langzaam weggereageerd in het zoutzuur. De volgende reactie vindt dan plaats : 6H+(aq) + 2Al(s) g 3H2(g) + 2Al3+(aq) . Er ontstaat 80,01 ml gas nadat al het zilverpapier is weggereageerd. De temperatuur van de omgeving was 200C.

Het molair volume bij 200C (293K) is 24,0 dm3. Er is 80,01 ml H2(g) ontstaan, oftewel 3,3 mmol. Er is 2 mol aluminium nodig om 3 mol H2(g) te laten vormen. Aangezien er 3,3 mmol ontstaat was er dus 2,2 mmol aluminium aanwezig in 61 mg zilverpapier. 2,2 mmol aluminium komt overeen met 59,97 gram en de massapercentage aluminium in zilverpapier is dus 59,97 / 61,0 x 100% = 98%. Helaas is ook deze uitkomst (net als bij de vorige proef, hoewel deze nu beter is) onnauwkeurig. Al het goedgekeurde aluminiumfolie moet namelijk minstens een zuiverheid hebben van 99,5%. De uitkomsten kunnen nauwkeuriger worden als we nog beter meten en afwegen; het is ook mogelijk om een veel groter stuk zilverpapier te nemen : hoe groter het stuk aluminiumfolie, hoe groter de verwaarlozing van het per ongeluk niet opgevangen hoeveelheid gas, waardoor de uitkomsten nauwkeuriger worden.

k. De gebruikte hoeveelheid zuur is van grootse belang. Het zuur wordt hier namelijk wél verbruikt (integenstelling tot bruinsteen bij de vorige proef); als te weinig zuur wordt toegevoegd dan zal niet al het aluminiumfolie worden weggereageerd.

l. Doordat de dichtheid van zuurstof (1,43 kgm-3) groter is dan de dichtheid van waterstof (0,090 kgm-3), zal het zuurstof laag in de erlenmeyer blijven en heeft dus geen kans om in de buis te komen.
EXTRA PROEVEN -- Koperoxide en aardgas :

We wegen met een nauwkeurige balans 1,7 gram koperoxide af en doen deze in een reageerbuis. Vervolgens bouwen we de onderstaande opstelling. We zorgen ervoor, at de toevoerbuis voor het aardgas de reageerbuis niet raakt. De gasstroom wordt door ons zo geregeld, dat de vlam bij de reageerbuisopening niet groter is dan 4 cm.

We verwarmen vervolgens de reageerbuis met de brander onder toevoeging van aardgas in de reageerbuis. Ondertussen moeten we het gas wat bovenaan de reageerbuis ontsnapt aansteken : waarschijnlijk moet dat als voorzorgsmaatregel, het aardgas moet worden afgefakkelt zodat niet het hele lokaal wordt gevuld met aardgas en een explosief mengsel vormt. Als er geen veranderingen meer optreedt in de reageerbuis stoppen we met verwarmen, laten de reageerbuis afkoelen en sluiten dan pas de aardgastoevoer. Dit is om te voorkomen dat het Cu(s) weer met O2(g) in de lucht gaat reageren : 2Cu(s) + O2(g) g 2CuO(s). Vervolgens wegen we de inhoud van de reageerbuis.
Vragen bij het verslag :

1. 4CuO(s) + CH4(g) g CO2(g) + 2H2O(g) + 4Cu(s).

2. We hadden in het begin 1,7 gram CuO genomen, oftewel 21,4mmol. Er ontstaat dus ook 21,4 mmol Cu. Dat komt overeen met 1,36 gram.

3. CuO heeft een molair gewicht van 79,54 gram, waarvan 63,55 gram Cu is. Het massapercentage van Cu in CuO is dus 63,55/79,54 x 100% =80%.



4. Na CuO ongeveer 5 minuten met aardgas te hebben verwarmd, wegen we de inhoud van de reageerbuis en nu blijkt dat er nog 1,43 gram stof nog is overgebleven. Dat komt niet overeen met de berekende waarden. Dit komt waarschijnlijk omdat 5 minuten toch niet genoeg was geweest om CuO volledig te laten ontleden, maar ook omdat het waterdamp bovenaan de reageerbuis condenseert en weer naar beneden valt zodat de inhoud van reageerbuis zo een klein beetje zwaarder wordt.







1   2   3


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

    Hoofdpagina