2.1 water als oplosmiddel
2.1.1 de structuur van de watermolecule
1) experiment
We laten water en pentaan met een fijn straaltje uit de buret vloeien. We naderen de beide
vloeistofstralen op ongeveer 10cm onder de buret met een plastieken staaf die we eest enkele malen
krachtig met een wollen doek opgewreven hebben.
Vaststelling:
De pentaanstraal: er gebeurt niets
De waterstraal: buigt af
Verklaring:
Door wrijving wordt de plastieken staaf elektrostatisch geladen. De aantrekking van neutrale
vloeistofmoleculen door deze geladen staat kan alleen verklaard worden door aan te nemen dat
binnen de vloeistofmolecule een ladingsverdeling bestaat zodat deze molecule een positieve en
een negatieve kant heeft. De molecule is polair of heeft een dipoolkarakter. Dit is het geval voor
water, niet voor pentaan.
Een ladingsverdeling kan alleen optreden indien de ene bindingspartner binnen de molecule de
gemeenschappelijke elektronen meer naar zich toehaalt dan de andere bindingspartner. De maat
waarmee een gebonden atoom het bindend elektronenpaar naar zich toehaalt, noemt met de
elektronegatieve waarden (EN) van het atoom. Deze elektronegatieve waarde staat vermeld in het
PSE, rechts onder het symbool. Hoe groter de EN-waarden, hoe meer het atoom de bindende
elektronen naar zich toehaalt en omgekeerd.
H
EN
In de watermolecule haalt het zuurstofatoom (EN= 3.5) en
bindende elektronen van het waterstofatoom (EN= 2.1) naar
zich toe. Hierdoor wordt het zuurstofuiteinde een beetje
positief. Door de geknikte structuur van de watermolecule
heffen deze landingsverdelingen elkaar niet op. Water krijgt
hierdoor een dipoolkarakter.
Dit dipoolkarakter van water brengt ook mee dat de
watermoleculen onderling zullen georiënteerd worden. Het
positieve uiteinde van de ene watermolecule zal het negatieve uiteinde van de ene watermolecule
zal het aantrekken. Deze kracht tussen de watermoleculen onderling wordt ‘waterstofbrug’
genoemd. Hierdoor watermoleculen wat het relatief hoog kookpunt van water verklaart.
opdracht:
, kleur in de tekeningen naast het artikel de waterstofbruggen groen.
Besluit:
Men zegt dat de watermolecule een polaire molecule is of dat de molecule een dipoolkarakter heeft.
Omdat pentaan deze eigenschap niet heeft, is de pentaanmolecule een apolaire molecule.
2.1.2 oplosbaarheid van stoffen in het polaire oplosmiddel water
1 onderzoek van de oplosbaarheid van stoffen
Duid in de onderstaande tabel je waarnemingen aan
onderstreep wat NIET geldig is
ja= goed oplosbaar
neen= slecht oplosbaar
Opgeloste stof Oplosmiddel Oplosmiddel
Water (polair) Ether (apolair)
Keukenzout (polair/apolair) Ja/neen Ja/neen
Piepschuim (polair/apolair) Ja/neen Ja/neen
Besluit:
SOORT ZOEKT SOORT
Polaire stoffen lossen op in polaire oplosmiddelen
Apolaire stoffen lossen op in apolaire oplosmiddelen
2.2 het oplosproces van stoffen in water
2.2.1 onderzoek van het oplosproces – demo-experiment
Waarneming
Vul nu in de onderstaande tabel aan of de zuivere stoffen of mengsels de elektronische stroom
geleiden, door ‘ja’ of ‘neen’ in het vakje te plaatsen. Zet een kruis door het vakje als de stoffen niet in
elkaar oplossen en er bijgevolg ook geen oplossing kan worden gevormd.
Atoomverbindingen Ionverbingen
H2O octaan suiker Maïs- Citroen- NaCl NaOH
olie zuur
Geleidend Neen Neen Neen Neen Neen Neen Neen
in zuivere
vorm
Geleidend, X X X Neen X X X
opgelost in
octaan
Geleidend, X X Neen X Ja Ja Ja
2.1.1 de structuur van de watermolecule
1) experiment
We laten water en pentaan met een fijn straaltje uit de buret vloeien. We naderen de beide
vloeistofstralen op ongeveer 10cm onder de buret met een plastieken staaf die we eest enkele malen
krachtig met een wollen doek opgewreven hebben.
Vaststelling:
De pentaanstraal: er gebeurt niets
De waterstraal: buigt af
Verklaring:
Door wrijving wordt de plastieken staaf elektrostatisch geladen. De aantrekking van neutrale
vloeistofmoleculen door deze geladen staat kan alleen verklaard worden door aan te nemen dat
binnen de vloeistofmolecule een ladingsverdeling bestaat zodat deze molecule een positieve en
een negatieve kant heeft. De molecule is polair of heeft een dipoolkarakter. Dit is het geval voor
water, niet voor pentaan.
Een ladingsverdeling kan alleen optreden indien de ene bindingspartner binnen de molecule de
gemeenschappelijke elektronen meer naar zich toehaalt dan de andere bindingspartner. De maat
waarmee een gebonden atoom het bindend elektronenpaar naar zich toehaalt, noemt met de
elektronegatieve waarden (EN) van het atoom. Deze elektronegatieve waarde staat vermeld in het
PSE, rechts onder het symbool. Hoe groter de EN-waarden, hoe meer het atoom de bindende
elektronen naar zich toehaalt en omgekeerd.
H
EN
In de watermolecule haalt het zuurstofatoom (EN= 3.5) en
bindende elektronen van het waterstofatoom (EN= 2.1) naar
zich toe. Hierdoor wordt het zuurstofuiteinde een beetje
positief. Door de geknikte structuur van de watermolecule
heffen deze landingsverdelingen elkaar niet op. Water krijgt
hierdoor een dipoolkarakter.
Dit dipoolkarakter van water brengt ook mee dat de
watermoleculen onderling zullen georiënteerd worden. Het
positieve uiteinde van de ene watermolecule zal het negatieve uiteinde van de ene watermolecule
zal het aantrekken. Deze kracht tussen de watermoleculen onderling wordt ‘waterstofbrug’
genoemd. Hierdoor watermoleculen wat het relatief hoog kookpunt van water verklaart.
opdracht:
, kleur in de tekeningen naast het artikel de waterstofbruggen groen.
Besluit:
Men zegt dat de watermolecule een polaire molecule is of dat de molecule een dipoolkarakter heeft.
Omdat pentaan deze eigenschap niet heeft, is de pentaanmolecule een apolaire molecule.
2.1.2 oplosbaarheid van stoffen in het polaire oplosmiddel water
1 onderzoek van de oplosbaarheid van stoffen
Duid in de onderstaande tabel je waarnemingen aan
onderstreep wat NIET geldig is
ja= goed oplosbaar
neen= slecht oplosbaar
Opgeloste stof Oplosmiddel Oplosmiddel
Water (polair) Ether (apolair)
Keukenzout (polair/apolair) Ja/neen Ja/neen
Piepschuim (polair/apolair) Ja/neen Ja/neen
Besluit:
SOORT ZOEKT SOORT
Polaire stoffen lossen op in polaire oplosmiddelen
Apolaire stoffen lossen op in apolaire oplosmiddelen
2.2 het oplosproces van stoffen in water
2.2.1 onderzoek van het oplosproces – demo-experiment
Waarneming
Vul nu in de onderstaande tabel aan of de zuivere stoffen of mengsels de elektronische stroom
geleiden, door ‘ja’ of ‘neen’ in het vakje te plaatsen. Zet een kruis door het vakje als de stoffen niet in
elkaar oplossen en er bijgevolg ook geen oplossing kan worden gevormd.
Atoomverbindingen Ionverbingen
H2O octaan suiker Maïs- Citroen- NaCl NaOH
olie zuur
Geleidend Neen Neen Neen Neen Neen Neen Neen
in zuivere
vorm
Geleidend, X X X Neen X X X
opgelost in
octaan
Geleidend, X X Neen X Ja Ja Ja
