Transcript Paarse limonade, doorzichtige limonade

Paars kleurloos
1. Onderzoeksvraag
Hoe verkrijgen we een mengsel met twee verschillende kleurlagen?
2. Voorbereiding
a. Begrippen als achtergrond voor experiment
Massadichtheid: De dichtheid van een stof wordt bepaald door de massa per volumeeenheid. De dichtheid van een stof is een stofeigenschap. Elke stof heeft zijn eigen
dichtheid.
Alkaan: Alkanen zijn verzadigde, acyclische koolwaterstoffen.
b. Materiaal + stoffen
Materiaal:
 4 bekers van 50 ml
 2 maatcilinders van 100 ml
 veiligheidsbril en handschoenen
 2 scheitrechters
Stoffen:
 n-hexaan
 Kaliumpermanganaat (0,002 mol/l)
 Dijood
 Water
c. Bereiding oplossingen
Aanwezig: KMnO4-oplossing 0,02 mol/l
Gewenst: KMnO4-oplossing 0,002 mol/l
25 ml van KMnO4-oplossing 0,02 mol/l aanlengen tot 250 ml met gedestilleerd water.
d. Opstelling (foto)
e. Veiligheid
i. Etiketten
ii. H/P zinnen
Stoffen
Dijood (I2)
H-zinnen
H 332-312-400
Schadelijk bij inademing.
Schadelijk bij contact met de
huid. Zeer giftig voor in het
water levende organismen.
n-hexaan
H 225-361f-304-373-315336-411
Licht ontvlambare vloeistof
en damp. Kan mogelijks de
vruchtbaarheid schaden. Kan
dodelijk zijn als de stof bij
inslikken in de luchtwegen
terechtkomt. Kan schade aan
organen veroorzaken bij
langdurige of herhaalde
blootstelling. Veroorzaakt
huidirritatie. Kan slaperigheid
P-zinnen
P 261-273-302+352
Inademing van
stof/rook/gas/nevel/damp/spu
itnevel vermijden. Voorkom
lozing in het milieu. BIJ
CONTACT MET DE HUID: met
veel water en zeep wassen.
P 210-240-273-301+310-331302+352-403+235
Verwijderd houden van
warmte/vonken/open
vuur/hete oppervlakken. —
Niet roken. Opslag- en
opvangreservoir aarden.
Voorkom lozing in het milieu.
NA INSLIKKEN: onmiddellijk
een ANTIGIFCENTRUM of een
arts raadplegen. GEEN braken
opwekken. BIJ CONTACT MET
Kaliumpermanganaat
(KMnO4)
(0,002 mol/l)
of duizeligheid veroorzaken.
Giftig voor in het water
levende organismen, met
langdurige gevolgen.
H 412
Schadelijk voor in het water
levende organismen, met
langdurige gevolgen.
DE HUID: met veel water en
zeep wassen. Op een goed
geventileerde plaats bewaren.
Koel bewaren.
P 273
Voorkom lozing in het milieu.
iii. WGK code
-dijood: WGK 1 (licht vervuilend)
-n-hexaan: WGK 1 (licht vervuilend)
-kaliumpermanganaat: WGK 3 (zeer vervuilend)
iv. COS brochure
Stof
Formule
D
L
LT
I2
+
2
2
C6H14
+
-
3
KMnO4
+
2
2
Dijood
n-hexaan
Kaliumpermanganaat
3. Uitvoeren
a. Werkwijze
-Nummer de bekers van 1 tot 4.
-We vullen de eerste beker met 40 ml n-hexaan.
-Vervolgens gieten we in de tweede beker 40 ml kaliumpermanganaat.
-Nadien vullen we de derde beker met 40 ml water
-Als laatste vullen we beker nummer 4 met 40 ml n-hexaan waaraan we enkele
joodschilfers aan toevoegen. Zorg er voor dat de paarse kleur ongeveer overeen komt de
kleur van de kaliumpermanganaat-oplossing.
-We voegen nu beker 1 en 2 in de eerste maatcilinder.
-Vervolgens nemen bekers 3 en 4 en voegen dit in de tweede maatcilinder.
b. Waarneming (+ foto’s)
We zien nu dat we bij de eerste maatcilinder eerst een laagje paars (KMnO4) en daarna
een kleurloze laagje (n-hexaan) wordt gevormd.
Bij ons tweede maatcilinder verkrijgen we juist het omgekeerde. Een kleurloos laagje
vanonder (water), en een paars laagje daarboven (n-hexaan + I2)
4. Reflecteren
a. Besluit
Doordat we het alkaan met kaliumpermanganaat samenvoegen verkrijgen we een
heterogeen mengsel waar het alkaan boven drijft door zijn lagere massadichtheid dan die
van kaliumpermanganaat-oplossing. Bovendien zijn deze stoffen slecht oplosbaar in
elkaar.
Dit geldt ook voor ons tweede maatcilinder, waar ons mengsel van joodschilfers en ons
alkaan onoplosbaar is in water zullen we hier ook verschillende lagen verkrijgen. Onderaan
verkrijgen we het alkaan, en bovenaan de jood-oplossing
Solubilities of I2 and KMnO4 in CCl4 and Water
H2O
I2
n-hexaan
onoplosbaar oplosbaar
KMnO4 oplosbaar
onoplosbaar
KMnO4 lost op in water, omdat de energie die vrijkomt bij bindingen tussen de K + ion en
het negatieve einde van de naburige watermoleculen en tussen de MnO4- ion en de
positieve kant van water de energie compenseert die nodig is om KMnO4 te dissociëren in
K+ en MnO4 - ionen.
De energie die vrijkomt bij de aantrekking hiervan compenseert de energie voor de
dissociatie. Dergelijke bindingen kunnen zich niet vormen tussen de K+ ionen en MnO4- en
het apolaire hexaan. Hierdoor kan KMnO4 niet oplossen in hexaan.
De I2 moleculen in jodium en de moleculen in n-hexaan zijn beide bij elkaar gehouden door
zwakke intermoleculaire bindingen. Ook kunnen zich intermoleculaire bindingen vormen
tussen I2 en hexaan. I2 lost DUS Gemakkelijk in hexaan. De moleculen in water worden bij
elkaar gehouden door waterstofbindingen sterker dan de intermoleculaire bindingen. De
interactie tussen I2 en H2O moleculen zijn niet sterk genoeg om de waterstofbindingen te
compenseren, zodat relatief weinig I2 oplost in H2O.
b. Koppeling aan leerplan/nen
CHEMIE
TWEEDE GRAAD ASO
WETENSCHAPPEN, SPORTWETENSCHAPPEN,
WETENSCHAPPEN-TOPSPORT
VVKSO– BRUSSEL D/2012/7841/063
B55 Kennismaking met de onvertakte, verzadigde koolwaterstoffen (n-alkanen):
 de formules en systematische namen van de laagste 10 n-alkanen kennen;
 van enkele n-alkanen het voorkomen in de natuur en de toepassingen in het
dagelijkse leven bespreken.
c. Bronnen
i. Literatuur
Roesky, H. W., & Olah, G. A. (2007). Spectacular Chemical Experiments. WileyVCH Verlag GmbH.
http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch15/solut.php
5. Tips and tricks
a. Opmerkingen bij uitvoeren van proef
-Altijd handschoenen dragen bij het uitvoeren van de proef.
-Gebruik scheitrechters, dan kan je zo het kaliumpermanganaat recupereren.
-Hoe kleiner de concentratie van de kaliumpermanganaat-oplossing, hoe minder
joodschilfers je moet toevoegen om een zelfde paarse kleur te verkrijgen.