Handleiding TUE brugmodule 6 tweede druk Ionstoffen

Practicum 1

1.5h
Beeldmateriaal: pyrolyse

Practicum 1A

1A.3
Beeldmateriaal: pyrolyse

Practicum 2

2.6
stukje (PS)piepschuim in bekerglas met water

2.7

stukje (zetmeel)piepschuim
horlogeglas

bekerglas met water

joodwater of JKJ-oplossing

Practicum 3

3.6

(indien niet eerder gedemonstreerd) stoommachine/mini-elektriciteitscentrale

elektromotor

ampère- en voltmeter

(indien wel eerder gedemonstreerd) eventueel filmpje van
stoommachine/mini-elektriciteitscentrale

3.8

per spanningsbron geschikte voltmeter

01: twee 100 mL bekerglaasjes met koolstofelektrode in 0,2 M kopersulfataoplossing en zinkelektrode in (0,2 M?) keukenzoutoplossing, aansluitdraden,

zoutbrug (zie foto), recept:

02: knijpkat o.i.d.

03: citroen met koper- en zinkelektroden

04: zonnecel

05: handbatterij,

zie http://www.techna.nl/Begrippen/Volta/handbatterij/Handbatterij.htm

06: als bij 01 maar met twee koperelektroden en 0,2 resp.0,02 M kopersulfaatoplossing

07: waterstofbrandstofcel

08: dynamo op fietswiel

09: knoopcel

10: “gewone” batterij

Beeldmateriaal: film over blauwe energie

3.9

citroensap, blauwlakmoespapier

Practicum 4

4.2

geleidbaarheidsopstelling met sonde, lampje en 10V-gelijkspanningsbron

genummerde buizen met:

1. water 6. vitrioolblauwoplossing

2. zoutzuur 7. alcoholoplossing

3. suikerwater 8. zoutoplossing

4. joodwater 9. mengsel van gelatine en water

5. zwavelzuuroplossing 10. mengsel van gelatine, water

en zout

recept buis 9 en 10:

(enkele reservebuizen 9 en 10 in koelkast)

(gelatine ook alvast in zoutbruggen en U-buizen, ook in koelkast bewaren)

4.4

Elektroforese

Bij voorkeur live; eventueel via beeldmateriaal, maar dan petrischalen met begin-, tussen- en eindtoestand laten zien.

In een petrischaal is een laag van gelatine, water en zout aangebracht.

bovenaanzichttekening

Middenin is een gleufje gemaakt waarin wat kopersulfaatoplossing wordt gegoten.

Nog uitzoeken: meest geschikte concentratie.

De twee zijkanten van de gelatinewaterzoutlaag zijn met elektroden verbonden met de plus- en minpool van een gelijkspanningsbron.

Nog uitzoeken: meest geschikte elektrodemateriaal en hoogte en duur van spanning.

Handleiding (bron: Maaswaalcollege Wychen)

De opstelling bestaat uit een petrischaal met agar-gel waarin putjes en geultjes zijn uitgesneden.

Nog uitzoeken: werkt agar beter dan gelatine?

Bereiding agar-gel

1 schep agar op 100 ml koud water
Als geleidingselektrolyt kaliumnitraat erbij (een schep op 100 ml).
Roerend aan de kook brengen, uitgieten in petrischaaltjes met Ø ca 10 cm., laag ca 1 cm dik, afkoelen.

De agar moet goed ‘droog’ en stevig zijn. Je kunt agar door verwarmen weer dun maken

In de agar-gel moeten geultjes en putjes worden uitgesneden. Om scheurtjes in de gel te voorkomen moeten die zorgvuldig worden voorgesneden en daarna met een gutsje of schepje uitgenomen worden.

Leg aan weerszijden koolelektroden (nadeel de positieve pool wil nogal flink afgeven, er zouden ‘schone’ elektroden te koop zijn), of koper-stroken, mooiste zou zijn platina strips. Aan de positieve koperelektrode zijn namelijk blauwe strepen te zien.

Maak smalle geultjes zoals aangegeven met de cijfers 1, 2 en 3.

Maak de geultjes niet te smal, ze moeten gemakkelijk te vullen zijn met de oplossingen zonder te “morsen”

Breng met pipetjes de oplossingen van de kruisproef in de geultjes, voorkom overlopen!

De proef:

1. kopersulfaatoplossing verzadigd

2. bariumchloride-oplossing 1 M

3. kaliumjodide-oplossing. 1M

Gelijkspanning circa 10 -15 Volt (een hogere spanning versnelt )

Na korte tijd ( enkele minuten verschijnt eerst een zwart-bruin neerslag zoals in de figuur getekend, even later een wit neerslag aan de andere kant van geul 1.

Stop op tijd met de stroomdoorgang, van de negatieve elektrode komt hydroxide-ion

van de positieve waterstof-ion, of koperion. Bovendien gaat het gevormde jood zich verspreiden (omdat het neutraal is?)
Als u deze verstoringen – die kunnen ook een verbreding van het experiment opleveren – wilt komen moet u de afstand elektrode – putjes groter maken dan de afstand tussen de putjes en de centrale geul (zie tekening linksonder. )

Op de foto zie je rechtsboven een bruine vlek door de reactie tussen koper-ion (dat van de kopersulfaat uit de centrale goot afkomstig is en jodide-ion uit het rechter putje.

Linksonder is (op de foto vager dan bij de proef zelf) een wit neerslag te zien dat wijst op een reactie tussen het sulfaation uit de centrale goot en het bariumion uit het linkerputje.

Mogelijkheden voor dezelfde proef met andere chemicaliën;
IJzer(III)chloride in de centrale goot en in de bovensta putjes kaliumthiocyanaat à rode vlek ontstaat waar verwacht. In de onderste putjes zilvernitraat doen geeft niet het verwachte resultaat. Er ontstaat al bij de putjes een wit neerslag, alsof de agar chloride bevat.

Nog uitzoeken: lukt het met gelatine wel?

Ook een niet-elektrolyt, bv jood met zetmeel ( maar zonder Kaliumjodide) en natriumthiosulfaat. De reactie treedt dan in de centrale goot op.

Dit kan een toetsvraag zijn.

Probleem-gevallen:

Zilvernitraat geeft een wit neerslag, alsof de agar chloride bevat.

Sulfide-ion hydrolyseert te sterk tot hydroxide-ion en hydroxide is een snel ion.
Gevolg: geen neerslag van een sulfide maar van een hydroxide.

Je kunt dus wel barietwater in de centrale goot doen en dan sulfaat in een van de putjes en bijvoorbeeld een koperzout in de andere. Dat geeft ook een leuk resultaat.

4.5

vitrioolblauwoplossing

barietoplossing (BaCl₂)

centrifuge

voorgecentrifugeerde buizen

vitrioolblauwoplossing (CuSO₄)

magide-oplossing (KI)

4.6

koperchloride CuCl₂ (watervrij, geelbruin)

koperoxidepoeder

koperpoeder

aluminium(folie)

(erlenmeyer met) 2 M zwavelzuuroplossing

4 M salpeterzuuroplossing

0,2 M koperchlorideoplossing

4.9

0,2 M vitrioolblauwoplossing

(stukjes) zink

Practicum 5

5.3

Flesje met ijzer(III)chloride

Practicum 6

6.4

blauwlakmoespapier

(druppelflesje) 0,01 M zoutzuur

(druppelflesje) 0,05 M zilvernitraatoplossing

zwart/witte plastic ondergrond

6.5

buis met zoutzuur en buis met zwavelzuur (van zodanige molariteit dat het bruist bij toevoeging van soda)

soda

blauwlakmoespapier

ethaanzuuroplossing (van zodanige molariteit dat het bruist bij toevoeging van soda)

6.6

(druppelflesje) keukenzoutoplossing

(druppelflesje) ijzer(III)chloride-opl.

(druppelflesje) 0,05 M zilvernitraatoplossing

zwart/witte plastic ondergrond

Practicum 7

7.1

zoutzuur en/of zwavelzuur van verschillende molariteiten zodat met pH-meter en pH-papier verschillende pH’s gemeten kunnen worden (leuk maar niet noodzakelijk als er pH’s in de buurt van 2 en 4 gemeten worden).

pH-meter

pH-papier 1-11 en 0-7 (en eventueel nog nauwkeuriger)

7.4

Rennietabletten

druppelflesje met 1 M zoutzuur

reageerbuis

platina of nichroomdraad voor vlamtest