Hoofdstuk 17 17.1 en 17.2

Voorbereiding hoofdstuk 17
1 / 55
volgende
Slide 1: Tekstslide
ScheikundeMiddelbare schoolvwoLeerjaar 6

In deze les zitten 55 slides, met interactieve quizzen en tekstslides.

time-iconLesduur is: 120 min

Onderdelen in deze les

Voorbereiding hoofdstuk 17

Slide 1 - Tekstslide

Welkom
In deze les ga je langs alle begrippen en vaardigheden die je nodig hebt als basis voor hoofdstuk 16: Buffers en enzymen.

De geplande tijd is tussen de 1,5 en 2,5 uur. Dat lijkt veel, maar kan je heel veel tijd schelen met het leren van het hoofdstuk.

Veel succes namens de docenten scheikunde van Luzac!

Slide 2 - Tekstslide

Gebruiksaanwijzing
Werk de pagina's van deze les op volgorde af. Zorg dat je pen en papier bij de hand hebt. Werk de opgaven netjes uit, want dan kun je het beste kijken hoe goed je de opdracht hebt gemaakt.

Je mag een gewone rekenmachine en Binas gebruiken bij het maken van de opgaven. Voor extra oefening wordt soms verwezen naar de lesboeken en de examenbundel.
Maak alle opgaven alsof het een eindexamen is. Dan maak je minder fouten, omdat het routine is.

Slide 3 - Tekstslide

Slide 4 - Tekstslide

Kleurtjes
De pagina's hebben verschillende kleuren. Aan de kleur van de pagina kun je zien wat de inhoud van de pagina is.
  • Wit: Uitleg
  • Blauw: Opgaven met antwoorden
  • Turquoise: Opgaven zonder antwoorden 
  • Groen: Overzichten en overgangen
  • Oranje: Samenvattingen en controle momenten

Slide 5 - Tekstslide

Leerdoelen bij paragraaf 17.1:
  • kunnen beschrijven van kringloop van (bio)brandstoffen via fotosynthese
  • kunnen vergelijken van (bio)brandstoffen op basis van duurzaamheid

Zowel fossiele als biobrandstoffen zijn in feite energiedragers, waarin zonne-energie via fotosynthese is opgeslagen.

Biobrandstoffen zouden CO2-neutraal zijn en niet bijdragen aan het versterkt broeikaseffect. In hoeverre ben jij het daar mee eens?

Slide 6 - Tekstslide

Energiedichtheid
  • Voor vervoersmiddelen is een lage energiedichtheid ongunstig: veel meer massa nodig
  • Fossiele brandstoffen hebben een grote energiedichtheid, maar vormt CO2 en er is een limiterende voorraad

Slide 7 - Tekstslide

Leerdoelen bij paragraaf 17.1:
  • kunnen rekenen met stookwaarde, C/H verhouding, CO2 uitstoot per Joule

  • C/H verhouding: aantal C-atomen in molecuul / aantal H-atomen in molecuul

  •  Stookwaarde: feitelijk de verbrandingswarmte (Binas 28B)

  • CO2 uitstoot per Joule: reken via reactievergelijking uit hoeveel g CO2 ontstaat en deel door de geleverde energie bij de verbranding
Check de verschillen tussen stookwaarde (Binas 28B) en verbrandingswarmte (Binas 56).

Slide 8 - Tekstslide

Leerdoelen 17.2
  1. Je kent de begrippen halfreactie, totaalreactie, oxidator en reductor
  2. Je kan bepalen of een reactie een redoxreactie is.
  3. Je kan een redoxreactie opstellen rekening houdend met zuur, basisch of neutraal milieu.
  4. Je kan bepalen of een redoxreactie aflopend of een evenwicht is.
  5. Je kan zelf een halfreactie opstellen en kloppend maken.

Slide 9 - Tekstslide

Leerdoelen bij paragraaf 17.2:
  • kunnen opstellen van onbekende halfreacties die niet in Binas 48 staan

Een brandstofcel is een elektrochemische cel die als een continu proces wordt bedreven om elektrische energie te leveren.

Een brandstof is de energiedrager die energie 'verliest' in een verbrandingsreactie. Dit is een redoxreactie, waarbij de brandstof altijd de reductor is. Soms wordt H2 gebruikt, maar vaak is het een andere (organische) brandstof. De halfreactie van deze reductor staat vaak niet in Binas 48. Je moet de halfreactie dan zelf kunnen opstellen volgens een stappenplan.
Check de kenniskaart en het filmpje op Classroom voor het volledige stappenplan voor het opstellen van halfreacties die niet in Binas staan.

Slide 10 - Tekstslide

Waterstofbrandstofcel opladen??
Een brandstofcel kan niet leeg raken, maar heeft wel steeds nieuwe brandstof nodig

Het maken van waterstof is de omgekeerde redoxreactie van de verbranding van waterstof

Slide 11 - Tekstslide

Redoxreacties
Bij een redoxreactie verschuiven elektronen 
van het ene naar het andere deeltje.
Het deeltje dat de elektronen afstaat noemen we de REDuctor en het deeltje dat de elektronen opneemt noemen we OXidator.
Van beide wordt een halfreactie opgesteld en deze vormen samen de totaalreactie.


Slide 12 - Tekstslide

Redoxreacties herkennen
Een redoxreactie herkennen:
  • Een element ontstaat of reageert
    (alle verbrandingsreacties met zuurstof)
  • Een deeltje verandert van lading


Slide 13 - Tekstslide

Kies de redoxreactie:
1
A
Ca2++2OHCa(OH)2
B
2H3O++CO323H2O+CO2
C
3O22O3
D
H2+2 Cu2+2 H++2 Cu+

Slide 14 - Quizvraag

Oxidator of reductor
Het opstellen van een redoxreactie begint altijd met het zoeken naar de oxidator en reductor. Nu zijn er een aantal regels die het zoeken makkelijker maken:
  • Alle vaste metalen (dus zonder lading) zijn reductor.
  • Alle niet-metalen zijn oxidator.
  • Er zijn ionen die vooral worden gebruikt bij redoxreacties (volgende pagina).


Slide 15 - Tekstslide

Ionen als oxidator
Deze ionen komen vaak voor in redoxreacties als oxidator:
  • Permanganaat-ion (MnO4-)
  • Dichromaat-ion (Cr2O72-)
  • Chloraat-ion (ClO3-)
  • Waterstof-ion (H+)


Zie ook Binas tabel 48

Slide 16 - Tekstslide

Ionen als reductor
Deze ionen komen vaak voor in redoxreacties als reductor:
  • Sulfiet-ion (SO32-)
  • Thiosulfaat-ion (S2O32-)


Zie ook Binas tabel 48

Slide 17 - Tekstslide

Slide 18 - Tekstslide

Welk deeltje zal in een redoxreactie altijd optreden als reductor?
Zie ook Binas tabel 48
2
A
Ag+
B
Fe
C
I2
D
Sn2+

Slide 19 - Quizvraag

Welk deeltje zal alleen optreden als oxidator
3
A
Al
B
Cu+
C
H2
D
I3

Slide 20 - Quizvraag

redoxreactie
Gebruik Binas tabel 48

Slide 21 - Tekstslide

Slide 22 - Tekstslide

Je voegt oplossingen van kaliumjodide en waterstofperoxide bij elkaar. Welk deeltje zal de oxidator zijn?
4
A
kalium
B
kalium-ion
C
jodide-ion
D
waterstofperoxide

Slide 23 - Quizvraag

Je voegt oplossingen van kaliumjodide en waterstofperoxide bij elkaar. Welk deeltje zal de reductor zijn?
5
A
kalium
B
kalium-ion
C
jodide-ion
D
waterstofperoxide

Slide 24 - Quizvraag

Slide 25 - Tekstslide

Je voegt oplossingen van kaliumjodide en waterstofperoxide bij elkaar. Stel de totaalreactie op.
6

Slide 26 - Open vraag

Antwoord
Oxidator: H2O2 (+0,95) Reductor: I- (+0,45)
H2O2+2e2OH
2II2+2e
|x1|
|x1| +
H2O2+2I2OH+I2
____________________________________

Slide 27 - Tekstslide

Milieu van de oplossing
Het milieu van de oplossing bepaalt welke hulpdeeltjes in de de halfreactie kunnen worden gebruikt:
Neutraal: H2O
Zuur: H2O, H+
Basisch: H2O, OH-

Slide 28 - Tekstslide

Welke standaardelektrodepotentiaal
heeft de halfreactie van de oxidator waterstofperoxide in neutraal milieu?
7
A
+1,78
B
+0,95
C
+0,70
D
deze zeker niet

Slide 29 - Quizvraag

Welke standaardelektrodepotentiaal
heeft de halfreactie van de reductor distikstofmonooxide in basisch milieu?
8
A
+1,77
B
+1,59
C
+0,15
D
deze zeker niet

Slide 30 - Quizvraag

Zelf halfreactie opstellen
  1. Noteer het begindeeltje voor en product na de pijl.
  2. Bepaal (of haal uit de opgave) welke hulpdeeltjes worden gebruikt.
  3. Maak de reactie kloppend (behalve de ladingen).
  4. Tel de ladingen aan beide kanten en plaats het juiste aantal elektronen om de ladingen gelijk te krijgen.

Slide 31 - Tekstslide

Geef de halfreactie voor het omzetten van sulfiet in thiosulfaat.
9

Slide 32 - Open vraag

Antwoord
Als je het sulfiet en thiosulfaat hebt neergezet, blijkt dat je 2x sulfiet nodig hebt vanwege zwavel. Dan moet 3x zuurstof worden opgenomen door de hulpstof. Er is geen melding van zuur of basische milieu, dus alleen water kan worden gebruikt. Water en een zuurstof maken 2x hydroxide. Na het kloppend maken, komen de elektronen. Links lading van 2- en rechts een lading van 8-. Links 4 elektronen maakt de halfreactie compleet. 
2 SO32+3 H2O+4 eS2O32+6 OH

Slide 33 - Tekstslide

Toepassing
Nu een aantal opgaven om te oefenen met de leerdoelen

Slide 34 - Tekstslide

Er zijn verschillende manieren om natronloog te maken. Je kan dit doen door natriumhydroxide, natriumoxide of natrium aan water toe te voegen. Dit zijn ook drie verschillende soorten reacties. Geef per stof aan wat voor reactie het betreft.
10

Slide 35 - Open vraag

Antwoord
Natriumhydroxide in water: oplossen

Natriumoxide in water: zuur-basereactie

Natrium in water: redoxdreactie
NaOHNa++OH
Na2O+H2O2Na++2OH
Na+2H2O2Na++2OH+H2

Slide 36 - Tekstslide

Door een aangezuurde oplossing van kaliumpermanganaat wordt ammoniak geleid.
Geef de halfreacties en de totaalreactie.
11

Slide 37 - Open vraag

Antwoord


|x6|  
_________________________________________________________|x5|+
2NH3N2+6H++6e
MnO4+8H++5eMn2++4H2O
6MnO4+48H++10NH36Mn2++24H2O+5N2+30H+
Wel nog even opruimen
6MnO4+18H++10NH36Mn2++24H2O+5N2
Mogelijke oxidators: MnO4- (H+), MnO4-, H+, H2O, K+
Mogelijke reductors: NH3, H2O

Slide 38 - Tekstslide


Stel de halfreactie op waarbij antimoonoxide (Sb2O3) in zuur milieu wordt omgezet in antimoon.
12

Slide 39 - Open vraag

Antwoord
Sb2O3+6 H++6eSb+6 H2O

Slide 40 - Tekstslide

Als ijzer(II)oxalaat wordt verwarmt, zal het ontleden in ijzer en koolstofdioxide. Stel de redoxreactie op. De halfreactie van oxalaat zul je zelf moeten opstellen.
13

Slide 41 - Open vraag

Antwoord
|x1|          
___________________________________________|x1|  +     

FeC2O4Fe+2 CO2
Fe2++2 eFe
C2O422 CO2+2 e

Slide 42 - Tekstslide

Evaluatie
Per leerdoel volgen nu een aantal opgaven als diagnostische toets.

Slide 43 - Tekstslide

Als men in een oplossing sulfietionen wil aantonen, maar er zijn ook andere ionen aanwezig
die storend kunnen werken, moet men de sulfietionen ‘buiten de buis’ aantonen. Hiertoe
voegt men eerst wat zuur toe aan de oplossing. Vervolgens verwarmt men de reageerbuis,
zodat het ontstane zwaveldioxide kan ontsnappen, en houdt men een filtreerpapiertje met
daarop een bruine druppel joodoplossing boven de reageerbuis. Als de druppel ontkleurt, is
sulfiet aangetoond.
Geef de eerste reactievergelijking.
1

Slide 44 - Open vraag

Als men in een oplossing sulfietionen wil aantonen, maar er zijn ook andere ionen aanwezig
die storend kunnen werken, moet men de sulfietionen ‘buiten de buis’ aantonen. Hiertoe
voegt men eerst wat zuur toe aan de oplossing. Vervolgens verwarmt men de reageerbuis,
zodat het ontstane zwaveldioxide kan ontsnappen, en houdt men een filtreerpapiertje met
daarop een bruine druppel joodoplossing boven de reageerbuis. Als de druppel ontkleurt, is
sulfiet aangetoond.
Geef de tweede reactievergelijking.
2

Slide 45 - Open vraag

Wanneer men chloorgas in door hete natronloog leidt, ontstaat een oplossing van natriumchloraat en natriumchloride.

Geef van deze reactie de twee halfreacties en de totaalvergelijking.
De halfreactie van de reductor moet je zelf opstellen.
3

Slide 46 - Open vraag

Wat vond het beste aan deze les en wat vond je het minste?

Slide 47 - Open vraag

Ben je klaar voor hoofdstuk 16?
110

Slide 48 - Poll

Geef het stappenplan voor het berekenen van de pH van een zwak zuur.

Slide 49 - Open vraag

Extra opgave
Nu volgt een langere opgaven die wat moelijker is dan de opgaven die je al hebt gemaakt. 

Slide 50 - Tekstslide

Scheve toren van Pisa
De scheve toren van Pisa zakt steeds verder weg in een waterrijke kleilaag. Om tegen te gaan dat de toren nog verder scheef gaat staan, heeft men voorgesteld om water uit de kleilaag te verwijderen en wel zodanig dat daardoor de kleilaag aan één kant van de toren zou slinken.
Ter verwijdering van water uit de kleilaag heeft men voorgesteld elektrolyse toe te passen. Daartoe zouden elektroden in de kleilaag aangebracht moeten worden en aangesloten moeten worden op een gelijkspanningsbron.

Dit is een oude examenopgave uit 1998

Slide 51 - Tekstslide

Welke soort deeltjes moet het water in de kleilaag in elk geval bevatten om elektrolyse mogelijk te maken?
4

Slide 52 - Open vraag

Als men bij de elektrolyse ijzeren staven als elektroden zou toepassen, zouden de volgende halfreacties optreden.
Aan de positieve elektrode: 

Aan de negatieve elektrode: 

De ontstane Fe2+ ionen reageren uiteindelijk met de ontstane OH- ionen onder vorming van Fe(OH)2. Men veronderstelt dat het gas dat bij zo'n elektrolyse ontstaat, via de bovenste grondlagen zal ontwijken. Een nadeel van het gebruik van ijzerelektroden is dat de staaf die gebruikt wordt als positieve elektrode na verloop van tijd vervangen zal moeten worden.

FeFe2++2e
2H2O+2eH2+2OH
Neem deze alvast over

Slide 53 - Tekstslide

Stel dat:
  • de elektrolyse met behulp van ijzerelektroden aan het begin van de eerste week van het jaar wordt gestart en pas wordt gestopt als de ijzeren staaf die als positieve elektrode wordt gebruikt, vervangen moet worden;
  • die vervanging plaats moet vinden in de week dat de massa van die staaf 100 kg minder is geworden;
  • de toegepaste stroomsterkte constant 100 ampère is (1 ampère = 1 coulomb per seconde);
  • geen andere halfreacties aan de elektroden optreden dan de bovengenoemde.

Slide 54 - Tekstslide

Bereken, mede aan de hand van Binas tabel 7, in de hoeveelste week men dan de ijzeren staaf die gebruikt wordt als positieve elektrode moet vervangen.

5

Slide 55 - Open vraag