8.3 Kwantitatief onderzoek

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

8.3 Kwantitatief onderzoek

Planning

• Vragen over huiswerk?
  
• Demo 1 en 3, 4 en 6  
• Kwantitatieve bepaling
• Huiswerk 

Deze les 

• Weten wat kwantitatieve bepalingen zijn. 
  
• Weten hoe een titratie wordt uitgevoerd. 
• Aan een titratie kunnen rekenen. 

Wat is het verschil tussen kwalitatieve en kwantitatieve bepaling?

Kwantitatief of kwalitatief?

In onderzoek kan gebruik gemaakt worden van analysetechnieken. Het doel kan verschillend zijn:

1. Kwantitatieve analyse > nauwkeurig bepalen van een hoeveelheid stof (hoeveel stof is aanwezig? titraties)

2. Kwalitatieve analyse > identificeren van een stof (welke stof is dit? 8.2)

Wat is een titratie?

• Kwantitatieve analysemethode.
• Veel toegepast bij zuur-base reacties 
    en redoxreacties.

A

B

C

Hoe werkt een titratie?

Doel: bepalen van de onbekende concentratie
             van een oplossing 

• Erlenmeyer (A) met oplossing met onbekende 
    concentratie.

• Buret (B) bevat de oplossing met bekende 
    concentratie.
  

• Met kraantje (C) kun je heel nauwkeurig vloeistof    
    toevoegen.

A

B

C

Ontzuren

Als je een basische stof aan een zure stof toevoegd, noem je dat ontzuren. Je brengt de pH van een lage waarde hogerop door er een stof met een hogere pH aan toe te voegen. 

Neutraliseren

Een zure oplossing kun je neutraal maken door er een basische stof aan toe te voegen tot de pH 7 wordt. 

Dat punt noem je het omslagpunt.

In het volgende filmpje zie je hoe een titratie werkt. 

Titratie berekeningen (7-stappenplan)

1. Noteer de reactievergelijking (vaak gegeven)
2. Noteer de molverhouding
3. Wat is gegeven, wat wordt gevraagd?
4. Bereken gegeven: mol toegevoegde stof^(buret) = … liter * .... M
   
5. Bereken mol gereageerde stof^(pipet) (met de molverhouding)
   
6. Bereken gevraagde molariteit:
   mol gereageerde stof / volume pipet (omgerekend naar L)
7. Controleer: A  L  L  E  S

Opdracht titratie 

25 ml van een zwavelzuuroplossing met onbekende molariteit wordt gepippetteerd in een erlenmeyer, waarna er een paar druppels indicator worden toegevoegd.

Vervolgens wordt met een buret 0,1013 M natronloog toegedruppeld.

Als er 22,7 ml natronloog is toegevoegd, slaat de kleur om.

A) Wat is de reactie die tijdens de titratie plaatsvindt?

B) Wat is de molariteit van de zwavelzuuroplossing?

25 ml van een zwavelzuuroplossing met onbekende molariteit wordt gepippetteerd in een erlenmeyer, waarna er een paar druppels indicator worden toegevoegd. Vervolgens wordt met een buret 0,1013 M natronloog toegedruppeld.

Als er 22,7 ml natronloog is toegevoegd, slaat de kleur om.

Zwavelzuuroplossing: 2 H+ (aq) + SO42- (aq)      STERK ZUUR

Natronloog : Na+ (aq) + OH- (aq)                            STERKE BASE

        H+ (aq) + OH- (aq) --> H2O (l)

              H+ (aq)     + OH- (aq)       -->    H2O (l)

                  1           :      1 

1. Schrijf de reactievergelijking op. 

2. Ga na welke stof gegeven en welke gevraagd is. 

3. Geef de verhouding in mol tussen de gegeven en de gevraagde stof. 

4. Bereken het aantal mol toegevoegde stof. 

5. Bereken het aantal mol gevraagde stof. 

6. Reken om naar de gevraagde eenheid.

7, Controleer op significantie. 

zwavelzuur -> H+ (aq) : 25 mL

natronloog -> OH- (aq) : 22,7 mL van 0,1013 M = 0,1013 mol/L 

ook 0,1013 mmol / mL. 

Wat is de concentratie H+? 

1. Schrijf de reactievergelijking op. 

2. Ga na welke stof gegeven en welke gevraagd is. 

3. Geef de verhouding in mol tussen de gegeven en de gevraagde stof. 

4. Bereken het aantal mol toegevoegde stof. 

5. Bereken het aantal mol gevraagde stof. 

6. Reken om naar de gevraagde eenheid.

7, Controleer op significantie. 

Hint: Welke stoffen? 

Zwak of sterk? 

stap 1 reactievergelijking

• Deze is vaak gegeven of kun je afleiden uit de tekst.
• Zoutzuur is een sterk zuur en splitst in H+ en Cl- 
• Natronloog is een oplossing van natriumhydroxide: Na+ en OH- 
• Het zuur en de base reageren met elkaar H+ + OH-  -> H2O
   (de andere ionen zijn tribune-ionen)

stap 2 molverhouding

              H+            +                    OH-                      -> H2O

       1 mol           :                1 mol

stap 3 gegeven/ gevraagd

              H+            +                    OH-                      -> H2O

       1 mol              :                 1 mol

gegeven:                      gegeven:

volume pipet               concentratie
=  25,00 mL                   0,10 M = 0,10 mol/L

gevraagd:                     gevraagd:

M ( in mol/L)                 afgelezen volume (in mL)

voor de titratie

buret

pipet

stap 4 bereken mol bekende stof

              H+            +                    OH-                      -> H2O

       1 mol              :                 1 mol

gegeven:                      gegeven:

volume pipet               concentratie
=  25,00 mL                   0,10 M = 0,10 mol/L

gevraagd:                     gevraagd:

M ( in mol/L)                 afgelezen volume (25,40 - 0,00 = 25,40 mL)

na de titratie

buret

pipet

uit de buret:
 25,40 mL = 25,40.10^-3 L
dus 25,40.10^-3 L x 0,10 M = 25,40.10^-4 mol OH^- toegevoegd

stap 5 bereken mol gevraagde stof

              H+            +                    OH-                      -> H2O

       1 mol              :                 1 mol

gegeven:                      gegeven:

volume pipet               concentratie
=  25,00 mL                   0,10 M = 0,10 mol/L

gevraagd:                     gevraagd:

M ( in mol/L)                 afgelezen volume (25,40 - 0,00 = 25,40 mL)

na de titratie

buret

pipet

uit de buret:

 25,40.10^-4 mol OH^- toegevoegd

met de pipet toegevoegd:

25,40.10^-4 mol H⁺

want H⁺ : OH^- = 1:1

stap 6 bereken gevraagde molariteit 

              H+            +                    OH-                      -> H2O

       1 mol              :                 1 mol

gegeven:                      gegeven:

volume pipet               concentratie
=  25,00 mL                   0,10 M = 0,10 mol/L

gevraagd:                     gevraagd:

M ( in mol/L)                 afgelezen volume (25,40 - 0,00 = 25,40 mL)

na de titratie

buret

pipet

met de pipet toegevoegd:

25,40.10^-4 mol H⁺ in 25,00 mL

dit is 25,40.10^-4 mol/25,00.10^-3 L

       = 1,016.10^-1 mol/L

       = 1,016.10^-1 M

stap 7 Controleer

A ntwoord gegeven op de vraag?

L ogisch? (kan het kloppen)

L eesbaar?

E enheid?

S ignificantie?

Aan de slag (man)

Maak 21 t/m 27. 

21 en 22 zijn mooie opdrachten om erin te komen. 

Je kant daarnaast ook de extra opdrachten op het stencil gebruiken om deze stof weer wat op te rakelen. 

Colorometrie

Bij colorometrie wordt een specifieke kleur uitgekozen die wordt gebruikt bij de analyse.

Deze kan dan worden gebruikt voor een kwalitatieve analyse.

Lees 8.4 zelfstandig door!!

Colorometrie