Handboek 4: Stofeigenschappen

Opdracht 4.1
Hoe kun je snel vaststellen of een vaste stof zuiver is of een mengsel?
Als je het niet met het blote oog kan zien dan kun je het koken. Als de temperatuur van de stof verandert dan weet je dat het een mengsel is.

Opdracht 4.2 Alcohol en water
a. Met welke methode kun je een mengsel van alcohol en water scheiden?
Je kunt alcohol en water het best onderscheiden met de methode destilleren. Bij destilleren gebruiken we de eigenschap in kookpunten om een mengsel van verschillende vloeistoffen te scheiden. Zo is het kookpunt van alcohol bijvoorbeeld 78 graad Celsius en het kookpunt van water 100 graad Celsius
b. Op welke stofeigenschap berust deze methode?
De kookpunten van de stoffen.

Opdracht 4.3 Keukenzout, jood en krijt
a. Met welke methode kun je een mengsel van keukenzout, jood en krijt van elkaar scheiden? Kijk naar de verschillen in stofeigenschappen, voor het oplossen van deze vraag.
Scheiden van een mengsel van krijt, zout en jood:
Je voegt DI water toe en dan lost de zout op maar de jood en krijt niet. dan ga je het filtreren en laat je de zoutoplossing indampen. als je dan alcohol toevoegt dan lost de jood op en blijft de krijt in de filtreren. En om de jood te scheiden van de alcohol moet je de oplossing laten indampen.
b. Op welke stofeigenschappen berusten deze scheidingsmethodes
Het verschil in kookpunten en oplosbaarheid.

Opdracht 4.4 NaNO3 en CaCO3
a. Hoe kun je een mengsel van de zouten NaNO3 en CaCO3 en water van elkaar scheiden?
Eerst laat je NaNO3 oplossen in het water, want die lost wel op maar de CaCO3 niet. Nadat je dit hebt gedaan kook je het mengsel waardoor het water verdampt en je alleen NaNO3 overhoudt.
b. Op welke stofeigenschap berust deze methode?
Verschil in oplosbaarheid en verschil in kookpunt

 

 

 

Opdracht 4.5 Groene kleurstof en water
a. Met welke methode kun je een mengsel van een oplosbare groene kleurstof en water scheiden?
Je kunt een mengsel van een oplosbare groene kleurstof en water scheiden door middel van adsorptie. Je laat de stof die je wilt scheiden hechten aan een adsorptiemiddel.
b. Op welke stofeigenschap berust deze methode?
Het verschil in aanhechtingsvermogen

Opdracht 4.6 Olie en water
a. Met welke methode kun je een ‘mengsel’ van olie en water scheiden?
Je kunt een mengsel van olie en water scheiden door middel van afschenking. De stof met de hoogste dichtheid zakt naar de bodem en de stof met de laagste dichtheid ligt op de onderste laag. In dit geval is olie de stof met de laagste dichtheid, dus dat is dan ook de stof die je afschenkt.
b. Waar berust deze methode op?
Verschil in dichtheid

 

Opdracht 4.7 Periodiek systeem der elementen
Zoek het periodiek systeem der elementen op in je binas. Bereken de molecuulmassa van ethanol en methanol.
Ethanol = C2H5OH → C2 heeft een massa van 12,01 x 2 = 24,02 gram
→ H5 heeft een massa van 1,008 x 5 = 5,04 gram
→ O heeft een massa van 16,00 x 1 = 16,00 gram
→ H heeft een massa van 1,008 x 1 = 1,008 gram
Ethanol heeft een molecuulmassa van 24,02 + 5,04 + 16,00 + 1,008 = 46,068 gram

Methanol = CH3OH → C heeft een massa van 12,01 x 1 = 12,01 gram
→ H3 heeft een massa 1,008 x 3 = 3,024 gram
→ O heeft een massa van 16,00 x 1 = 16,00 gram
→ H heeft een massa van 1,008 x 1 = 1,008 gram
Methanol heeft een molecuulmassa van 12,01 + 3,024 + 16,00 + 1,008 = 32,042 gram

Opdracht 4.8 Ethanol en methanol scheiden
Zoek op hoe chemici in het laboratorium een mengsel van ethanol en methanol scheiden. Welk glaswerk gebruiken ze hiervoor?
Je kunt een mengsel van ethanol en methanol scheiden door middel van destillatie. Ethanol en methanol hebben twee verschillende kookpunten. De stof met het laagste kookpunt wordt als eerst opgevangen (destillaat). In dit geval is de stof met het laagste kookpunt methanol (64,7 graden). Hiervoor gebruik je een destillatieopstelling en deze methode berust op verschil in kookpunt

Opdracht 4.9
Maak een schematische tekening van hydratatie van keukenzout. Geef Na+ weer als een positief geladen bolletje, Cl- als een negatief geladen bolletje en water als een bolletje zuurstof waaraan twee waterstofmoleculen (onder de juiste hoek) zijn verbonden. Hoe positioneer je de watermoleculen?

Tekening hieronder ↓

 

 

 

 

Experiment 4.10: stoffenidentificatie
Dit experiment ga je gebruiken om te oefenen in de aanpak van een natuurwetenschappelijk onderzoek. Bij deze aanpak zijn verschillende fases te onderscheiden. Zie kader met: fases van natuurwetenschappelijk onderzoek.

Op het lichaam van Hannah wordt een witachtig poeder gevonden. Het doel van dit experiment is de identificatie van dit witte poeder.

De witte poeders, STOF01 tot STOF06, waren aangetroffen op de kleding van de verdachten. Een analist heeft jullie al een beetje geholpen en de stoffen 1 tot 6 geanalyseerd. De analist concludeerde dat deze 6 monsters 5 verschillende stoffen waren:

STOF01 is Na2CO3 (soda)
STOF02 is NaCl (keukenzout)
STOF03 is C6H12O6 (poedersuiker)
STOF04 is CaCO3 (krijt)
STOF05 is C6H12O6 (poedersuiker)
STOF06 is NH4Cl (salmiak)

Nu is het zaak deze stoffen te vergelijken met de onbekende stof die op het lichaam van Hannah Hoogendoorn is aangetroffen. De analist vraagt daarbij jullie hulp.

Opdracht
Vergelijk de vijf gevonden stoffen (soda, keukenzout, poedersuiker, krijt en salmiak) met de onbekende stof, aangetroffen op het lichaam van Hannah Hoogendoorn.

Plan van aanpak
Gebruik de fases van natuurwetenschappelijk onderzoek. Bedenk hoe je de vijf stoffen van elkaar zou kunnen onderscheiden. Stel een plan van aanpak op. Welke proeven ga je uitvoeren, welke materialen heb je daarvoor nodig? Maak hiervoor een beslisschema, waarin je stap voor stap tot de juiste stof komt.

Proeven waarmee we de stof hebben gevonden:
-Oplosbaarheid checken in water
-Waarde van geleidbaarheid
-Ph waarde

Resultaten:

Oplosbaarheid in water

 

Soort Stof
Opgelost of niet
Tijd (s)
Na2CO3 (soda)
+
3:06
NaCl (keukenzout)
+
3:11
C6H12O6 (poedersuiker)
+-
0:38
CaCO3 (krijt)
-
3:37
C6H12O6 (poedersuiker)
+-
0:37
NH4Cl (salmiak)
+
0:27
Onbekende stof
+-
0:38

Ph-waarde (welke kleur werd het lakmoespapier)

 

Soort Stof
Blauw (base)
Rood (zuur)
Na2CO3 (soda)
Blauw
Blauw
NaCl (keukenzout)
Rood
Rood
C6H12O6 (poedersuiker)
Blauw
Rood
CaCO3 (krijt)
Blauw
Rood
C6H12O6 (poedersuiker)
Blauw
Rood
NH4Cl (salmiak)
Rood
Rood
Onbekende stof
Rood en Blauw
Rood

Waarde van geleidbaarheid

 

Soort Stof
Laagste waarde
Hoogste waarde
Na2CO3 (soda)
237 µS
15395 µS
NaCl (keukenzout)
23269 µS
24565 µS
C6H12O6 (poedersuiker)
0 µS
86 µS
CaCO3 (krijt)
30 µS
148 µS
C6H12O6 (poedersuiker)
0 µS
86 µS
NH4Cl (salmiak)
26184 µS
26490 µS
Onbekende stof
0 µS
86 µS

Met al deze resultaten kun je zien dat de onbekende stof poedersuiker is. Ze hebben vaak dezelfde soort resultate. Met deze resultaten kun je nu een aantal verdachten wegstrepen.

 

 

 

Opdracht 4.11 Verdachten
In het experiment heb je bepaald welke stof er op het lichaam van Hannah Hoogendoorn is aangetroffen. Welk(e) persoon/personen wordt hiermee extra verdacht? Betekent dit dat deze persoon ook de moord heeft gepleegd?

Rachel Janssen en Merel Schooneveld worden extra verdacht. Zij hadden beide poedersuiker bij zich en Hannah ook. Dat is ook wel logisch omdat Merel en Rachel samen oliebollen gingen eten. Dus het zou kunnen dat Merel langsging bij haar oma en haar heeft vermoord waardoor de poedersuiker achterbleef, maar dat weten we niet zeker.

Vul het schema uit het politiedossier aan. Schrijf op wie er nu extra verdacht zijn en beargumenteer dit.
Bekijk het dossier.

Opdracht 4.12 Identificatie van stoffen
In het experiment heb je van de onbekende stof slechts enkele eigenschappen onderzocht. Je kunt dit onderzoek echter niet voordragen aan de rechter. Hij zal zeggen dat er meerdere stoffen te vinden zijn met dezelfde eigenschappen. Zoek uit welke methodes forensisch onderzoekers gebruiken voor het aantonen van verschillende stoffen, waarbij ze wel met 100% zekerheid een stof kunnen identificeren. Voeg aan je dossier drie methodes toe die gebruikt kunnen worden om mogelijkerwijs de onbekende stof te identificeren. Geef een korte omschrijving van iedere methode.
Bekijk het dossier.

 

 

el, op basis van kansberekening?
Zoals je in het tabel ziet kunnen 0,00048% mensen matchen met dit onvolledige DNA-profiel.