5.2 & 5.3 Mengen en oplossen op micro-niveau

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

H5: Mengen en oplossen

5.1 Vloeistoffen

→ 5.2 Vloeistoffen Mengen ←

→ 5.3 Oplosbaarheid ←

5.4 Rekenen aan oplossingen

Leerdoelen

1. Je weet wanneer stoffen hydrofoob en hydrofiel zijn en kunt dit op microniveau uitleggen. 
2. Je kunt de oplosbaarheid van stoffen in water voorspellen op basis van de structuurformule. 

Terugblik

Bindingen tussen moleculen (vdWaals, dipool, H-brug)

1. Teken tweemaal de structuurformule van propeen, C3H6.
2. Geef aan welke bindingen tussen de twee moleculen voorkomen.
3. Herhaal opdracht 1 en 2, maar dan met methanol, CH4O.

Hydrofiel en hydrofoob

Hydrofiele stoffen mengen goed met water:

• Deze vormen (net als water) waterstofbruggen

Hydrofobe stoffen mengen slecht met water 

• Omdat ze geen waterstofbruggen kunnen vormen

Voor oplosbaarheid geldt:

Soort zoekt soort

Wanneer hydrofiel?

De stof is hydrofiel als de moleculen: 

1. 1 of meer OH- of NH-groepen bevatten
2. Niet te groot zijn (max. 4 C-atomen per OH of NH)

Deze mengen dus per definitie goed met water,

alle andere moleculen zijn hydrofoob.

Lost deze stof op in water?

1. ja
2. nee

Lost deze stof op in water?

1. ja
2. nee

Lost deze stof op in water?

1. ja
2. nee

Voorbeelden hydrofiele stoffen

ammoniak                water                 methanol                    glucose

Voorbeelden hydrofobe stoffen

  methaan               benzeen                 pentaan                      jood

I - I

Zowel hydrofiel als hydrofoob?

• Verhouding tussen hydrofiel/hydrofoob gedeelte belangrijk.

• Voorbeeld: hexaan-2-ol
• OH-groep, dus dat gedeelte is hydrofiel
• CH-keten is hydrofoob
• In verhouding meer hydrofoob

Emulgator

Een molecuul wat zowel hydrofiele als hydrofobe eigenschappen heeft, noem je een emulgator.

Voorbeeld is zeep: 

• hydrofobe staart lost op in vet, 
• hydrofiele kop lost op in water.

Zeep vormt micellen in een water-olie emulsie

Schoonmaakmiddelen

Zeep = emulgator

natrium-stearaat (NaC₁₇H₃₅COO)

Zeep

Werking van zeep

Zeep: een emulgator

Zeepmolecuul:

• Hydrofiele kop gaat samen met water. 
• Hydrofobe staart: steekt in het vet.

Micro/macro?

De micel ís 

• geen atoom of molecuul,
  dus niet een eigenschap op micro-niveau.
• geen stof op zich,
  dus niet een eigenschap op macro-niveau.

Meso!

• De micel zit tussen het molecuul en de stof in,
  dus het is een eigenschap op meso-niveau
  (ook wel "supramoleculair niveau" )

Meso!

• Een micel is geen atoom of molecuul, dus geen microniveau
• Micellen hebben geen stofeigenschappen, dus geen macroniveau
• Het zit ertussenin... dit is het mesoniveau
  (wordt ook wel "supramoleculair" genoemd)

Celmembraan

Celmembraan

Hydratatie van ionen

• Water heeft een partieel positieve (H) en negatieve (O) kant en wordt daarom een dipoolmolecuul genoemd. 
• Ionen zijn positief of negatief geladen (formele lading).
• Tegengestelde ladingen trekken elkaar aan: de ion-dipool binding.

Bindingen tussen moleculen

Van zwak naar sterk:

• vanderwaalsbinding 
• dipool-dipoolbinding (bij partiële + en - kant)
• waterstofbrug ( vanuit OH en NH-groepen)

• ion-dipoolbinding