Materie les 2.1 (workshops scheidingsmethodes)

• Natuur
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 1

Workshop scheidingsmethoden

Planning

• Herhalingsvragen over 'workshop mengsels' 
• Leerdoelen
• Workshop scheidingsmethoden
• Check vragen 
• Werktijd
• Lesafsluiting

Welke fase heeft
de stof hiernaast?

1. Vast
2. Vloeibaar
3. Gas
4. Hard

In welke reageerbuis zit een emulsie?

1. Reageerbuis 1
2. Reageerbuis 2
3. Reageerbuis 3

Een suspensie is .....

1. Helder
2. Troebel

Troebel

Helder

Suspensie

Emulsie

Oplossing

Een oplossing is ...

1. Altijd helder, soms gekleurd
2. Altijd helder, altijd kleurloos
3. Altijd troebel, altijd kleurloos
4. Altijd troebel, soms gekleurd

Hoe noemen we de faseovergang van de vloeibare fase naar de vaste fase?

1. Smelten
2. Stollen
3. Condenseren
4. Verdampen

Hoe noemen we de faseovergang van de gasfase naar de vloeibare fase

1. Verdampen
2. Smelten
3. Condenseren
4. Vervluchtigen

Leerdoelen

Leerdoel 23. Je kunt beschrijven wat een stofeigenschap is en je kan uitleggen wat de volgende stofeigenschappen betekenen: geur, kleur, smaak, smeltpunt, kookpunt, dichtheid en oplosbaarheid

Leerdoel 24. Je kunt uitleggen wat scheidingsmethoden zijn en minimaal 2 redenen noemen waarom mensen scheidingsmethoden gebruiken.

Leerdoel 25. Je kan bij de verschillen scheidingsmethoden herkennen én benoemen van welke stofeigenschappen/ kenmerken we gebruik maken.

Leerdoel 26. Je kunt beschrijven wat de scheidingsmethode destilleren is, de werking hiervan uitleggen en minimaal 2 voorbeelden geven.

Leerdoelen

Leerdoel 27. Je kunt beschrijven wat de scheidingsmethode indampen is, de werking hiervan uitleggen en minimaal 2 voorbeelden geven

Leerdoel 28. Je kunt beschrijven wat de scheidingsmethode extraheren is, de werking hiervan uitleggen en minimaal 2 voorbeelden geven.

Leerdoel 29. Je kunt beschrijven wat de scheidingsmethode filtreren is, de werking hiervan uitleggen en minimaal 2 voorbeelden geven.

Leerdoel 30. Je kunt beschrijven wat de scheidingsmethode centrifguren is, de werking hiervan uitleggen en minimaal 2 voorbeelden geven

Leerdoel 31. Je kunt beschrijven wat de scheidingsmethode bezinken is, de werking hiervan uitleggen en minimaal 2 voorbeelden geven. 

Stofeigenschappen

• Iedere stof heeft zijn eigen stofeigenschappen: dit zijn de specifieke eigenschappen die bij een stof horen. 
• Met de stofeigenschappen kun je de verschillende stoffen van elkaar onderscheiden.

Scheikundigen gebruiken de stofeigenschappen
bij het kiezen van een geschikte scheidingsmethode.
--> daar komen we later op terug.

Verder inzoomen

• Kookpunt: de temperatuur waarop een vloeistof kookt (voor water is het kookpunt bijvoorbeeld 100 graden celcius).
  
  
• Smeltpunt: De temperatuur waarop een vaste stof smelt (verandert in een vloeistof). (Voor water is het smeltpunt boven 0 graden).

• Oplosbaarheid: hoe goed een stof oplost in een vloeistof (meestal gaat het om de vloeistof water). 

Inzoomen op 'dichtheid'

• Dichtheid: deze stofeigenschap gaat over hoe zwaar een bepaalde hoeveelheid van een stof is. De dichtheid van een stof wordt bepaald door 2 dingen: 
  1. Hoe 'dicht' de moleculen tegen elkaar zitten (vandaar het woord DICHTheid)
  2. De massa van de moleculen (hoe zwaar de moleculen zijn).~
                                                    De stof met een dichtheid hoger dan water zinkt!
  
  
  

Wat is zwaarder, een kilo veren of een kilo lood?

Antwoord:
Ze wegen evenveel! Echter is de dichtheid van een kilo lood veel groter dan die van een kilo veren. Je hebt daarom een veel grote hoeveelheid veren nodig om een kilo veren te maken.

Het is allebei echter nog steeds een kilo. 


Je kan de dichtheid van een stof ook
berekenen, maar dat gaan jullie leren in 
leerjaar 2 :).

 Scheidingsmethoden

• Er zijn verschillende manieren om mengsels van elkaar te scheiden. We noemen dit scheidingsmethoden. 
• Scheidingsmethoden zijn nodig bij het maken van veel verschillende producten!

Filtreren

• Maakt gebruik van een verschil in deeltjesgrootte.
• Bij filtreren gebruik je een filter om een vaste stof te scheiden van een vloeistof. Door het verschil in deeltjesgrootte blijven de vaste deeltjes vastzitten in het filter (residu), de vloeistof gaat door het filter heen (filtraat).

• Wordt vooral gebruikt bij
  het mengseltype: suspensie.
  

Voorbeelden van filtreren

• Modderwater filteren: de modder (zanddeeltjes) blijven in het filter hangen, het 'schone' water gaat door het filter.
• Koffie zetten met behulp van een koffiefilter: Koffiedik uit de koffie filteren.

Indampen

• Maakt gebruik van een verschil in kookpunt.
  
• Je scheidt hierbij een vaste stof van een vloeistof door het mengsel te verwarmen (bijv met een brander). 
  Het kookpunt van de vloeistof wordt bereikt --> waardoor deze gaat verdampen! De vaste stof verdampt niet en blijft dus over. 
  

• Wordt vooral gebruikt bij 
  het mengseltype: oplossing (vaste
  stof - vloeistof).

Voorbeelden van indampen

• Suiker uit suikerwater halen (water verdampt, suiker blijft over).
• Zout winnen uit zeewater (wordt nog steeds in veel landen gedaan!) 

Destilleren

• Maakt gebruik van een verschil in kookpunt (tussen twee vloeistoffen).
• Wordt gebruikt om twee of meer vloeistoffen te scheiden. 
  
  
• Stap 1: De vloeistoffen worden verwarmt:
  de vloeistof met het laagste kookpunt begint als
  eerste te verdampen (van vloeistof naar gas!)
  
  
• Stap 2: het gas komt in de koeler, en raakt de
  koude glazen wanden (er zit koud water in de
  buis om de koeler). --> daardoor koelt het gas 
  af.

Destilleren

• Stap 3: Wanneer het gas afkoelt verandert het weer in vloeistof druppels (faseovergang: condenseren).
• Stap 4: de druppels vallen in een 
  maatcilinder die onder de koeler staat.

De stof met het hoogste kookpunt 
verdampt niet en blijft dus achter in de 
kolf. --> de vloeistoffen zijn gescheiden.

Destilleren

• Destilleren wordt meestal gebruikt bij het mengseltype: oplossing (vloeistof-vloeistof) 

Praktijk voorbeelden:

• Het maken van drinkwater uit zeewater (destillatie van 'zoet' water).
• Het zuiveren van alcohol uit een alcohol watermengsel.
• Ook voor het maken van parfum is destillatie nodig!
• Ook grote fabrieken gebruiken destillatie!

Extraheren

• Maakt gebruik van het verschil in oplosbaarheid.
•  Één of meer stoffen uit een mengsel halen met behulp van een extractiemiddel (oplosmiddel) 
  
• één van de (vloei)stoffen lost op in het extractiemiddel. De andere stof lost niet op in het extractiemiddel (residu).

Voorbeelden van extraheren

• Thee zetten (geur- en smaakstoffen lossen op in het hete water).
• Voedingsindustrie: extraheren wordt bijv gebruikt om cafeïne vrije koffie te maken. 
• Geneeskunde: extraheren is nodig om bepaalde medicijnen te maken (van plantenextracten) 
• Suiker uit suikerbieten halen (met een waterbad).

Centrifugeren

• Maakt gebruik van een verschil in dichtheid én deeltjesgrootte.  
• Mengsels worden snel rond gedraaid in een centrifuge. 
• Deeltjes met de grootste dichtheid naar 'beneden' geslingerd. De lichtere deeltjes/stof blijven in het midden van het reageerbuisje.

• Wordt gebruikt bij suspensies en emulsies.

Voorbeelden van centrifugeren

• In een melkfabriek wordt centrifugeren gebruikt om room van melk te scheiden.
• In een ziekenhuislaboratorium wordt centrifugeren gebruikt bij het scheiden van bloedcellen en bloedplasma in het bloed. 

Bezinken/ afschenken

• Maakt gebruik van een verschil in dichtheid. 
  
• Vaste deeltjes in een vloeistof.
• De deeltjes met de hoogste dichtheid zakken naar de bodem (bezinken) (bijvoorbeeld zand in water)

• Wordt vooral gebruikt bij suspensies.

Voorbeelden van bezinken

• Bij het maken van vruchtensap waarbij vruchtvlees naar de bodem zakt (suspensie).
• Een goudzoeker die zand en steentjes laat bezinken in water om het zwaardere goud te vinden.
  
• Zuiveringsinstalatie: bezonken slib
  wordt uit water verwijderd.

Overzichtsschema
 scheidings-
methoden


(Staat ook op 
It's learning.)

Check vragen

Laten we checken of we de leerdoelen hebben behaald.

- Pak allemaal het leerdoelen document van thema materie erbij!

Scheidingsmethode gebaseerd op verschil in kookpunt =

1. Centrifugeren
2. Filtreren
3. Indampen
4. Extraheren

Noem 2 stofeigenschappen

Voor welk mengseltype wordt de scheidingsmethode destilleren meestal ingezet?

1. Suspensie
2. Emulsie
3. Oplossing
4. Schuim

Je wilt zout en water scheiden (zout uit water halen). Welke scheidingsmethode kies je?

1. Filtreren
2. Chromatografie
3. Indampen
4. Centrifugeren

Welke scheidingsmethode maakt gebruik van een verschil in oplosbaarheid?

1. Filtreren
2. Extraheren
3. Centrifugeren
4. Bezinken

Wat is de beste scheidingsmethode?

Zand en water

1. Filtreren
2. Extraheren
3. Indampen
4. Chromatografie

Wat is de beste scheidingsmethode?

Olie en water

1. Filtreren
2. Adsorberen
3. Indampen
4. Destilleren

Welke 2 scheidingsmethoden worden gebruikt bij koffie zetten?

1. Bezinken en filtreren
2. Filtreren en extraheren
3. Extraheren en bezinken

Welke fase heeft deze stof?

1. Vast
2. Vloeibaar
3. Gas
4. metaal

Werksfeer

Werken aan de levels van onderdeel III scheidingsmethoden

Kijk naar het leerdoelen document. Hoeveel van de leerdoelen van onderdeel III denk je nu te beheersen?

09