Welke stof zit er in potje “x” ?
1 “De bètacanon van Fokke & Sukke”
Naam: Leer, Ling Vak: NaSk
Docent: Mevrouw van Uden of meneer Dekkers
Datum: 25-10-2020
Onderzoeksvraag
Welke stof zit er in potje “x” van het onderzoek naar stoffen voor het vak natuurkunde in havo 2?
Theoretische verkenning
Stofeigenschappen zijn eigenschappen van een stof die specifiek voor die stof zijn dus je kunt stoffen herkennen aan stofeigenschappen.
Voor het vaststellen van de stof kunnen we een aantal stofeigenschappen bekijken. Een
stofeigenschap is een eigenschap die hoort bij een stof. Een voorbeeld van een stofeigenschap is of de stof magnetisch is (of juist niet). Voor het vaststellen van deze stoffen kunnen we kijken naar de eigenschappen: het smeltpunt, het kookpunt, de dichtheid, de kleur, de geur, de brandbaarheid en de oplosbaarheid in water.
Smelt- en kookpunt
Het smeltpunt geeft de temperatuur (bijvoorbeeld in graden Celsius) aan waarbij een stof van vast naar vloeibaar verandert. Het kookpunt geeft de temperatuur aan waarbij een stof van vloeibaar naar gas verandert.
Dichtheid
De dichtheid (ρ) van een stof geeft aan hoeveel massa een stof heeft per volume. Goud heeft een dichtheid van 19,3 gram (g) per kubieke centimeter (cm3). Dat betekent dat één kubieke centimeter goud een massa van 19,3 gram heeft. Aan de hand van de dichtheid kunnen we een stof herkennen in de stofeigenschappen tabel.
Massa geeft aan uit hoeveel deeltjes een stof bestaat. De massa kan gemeten worden in kilogram.
Het volume geeft aan hoeveel plaats een stof in beslag neemt. Het volume kan gemeten worden in liter of kubieke meter. (nova) Zowel massa als volume kan men gebruiken om de dichtheid te berekenen. Daarbij wordt de massa (m) gedeeld het volume (V). In formule vorm: 𝜌 =𝑚
𝑉. Brandbaarheid
De brandbaarheid geeft aan hoe gemakkelijk een voorwerp in brand vliegt.
Oplosbaarheid
Wanneer een stof oplosbaar is in water geeft dit aan of de stof mengt met water tot een oplossing.
Een oplossing is een vloeistof die na het mengen niet troebel wordt. Je kunt dus door een oplossing heen kijken.
Een laboratoriumjas, vaak verkort tot labjas of labojas, wordt gedragen in een laboratorium als een persoonlijk beschermingsmiddel. (www.totalprotex.nl, 2020)
De veiligheidsbril dient bij (medisch) gebruik voor het beschermen van de ogen tegen infectie of letsel, zoals bij een operatie of laboratoriumonderzoek. (www.praxis.nl, 2020)
In de bijlage vinden we een tabel met stofeigenschappen waarin we per stof de stofeigenschappen van deze stof kunnen vinden. De kunnen we gebruiken om de resultaten van metingen te vergelijken met een stof. Op deze manier denken we te kunnen vertellen met welke stof we te maken hebben.
Hypothese
De verwachting is dat er zand in het potje zit. Dit wordt gedacht omdat de stof die in het potje zit een geluid maakt. Het geluid dat te horen is, lijkt op dat van verplaatsende korreltjes zand in een bakje.
Werkplan (werkwijze + benodigdheden) Benodigdheden
Voor het doen van de metingen gebruiken we de volgende materialen:
• Maatcilinder van 150 of 200 milliliter met milliliter aanduiding en een schenktuitje,
• 100 mL water,
• Potje gevuld met stof “x”,
• Een zelfde lege potje,
• Weegschaal die tot 1000 gram kan meten met aanduiding per 1/100ste gram,
• Potlood
• Papier
• Rekenmachine
• Labjas
• Veiligheidsbril
• Haar-elastiekje indien je lang haar hebt Werkwijze
Omdat er met een onbekende stof gewerkt wordt, zal bij elke proef voor de bescherming een labjas, een veiligheidsbril en voor de personen met haar lang haar ook een haar-elastiekje om haren bij elkaar te binden gebruikt worden. Daarbij worden lange haren ook nog eens achter in de kraag van de jas gestoken zodat ze niet per ongeluk in de stof vallen.
In dit onderzoek worden de volgende stofeigenschappen vergeleken met de stofeigenschappen uit de tabel in bijlage 1; dichtheid, geur en kleur van de stof uit “potje x”.
Voor het bepalen van de massa volgen we het onderstaande stappenplan:
1. Zet de weegschaal aan en controleer of de weegschaal 0,00 gram aangeeft;
2. Bepaal de massa van het potje gevuld met stof “x”;
3. Bepaal de massa van het lege potje;
4. Bepaal de massa van stof “x” met 𝑚𝑠𝑡𝑜𝑓 = 𝑚𝑣𝑜𝑙− 𝑚𝑙𝑒𝑒𝑔 ;
Er wordt aangenomen dat het potje tot de rand toe gevuld is. Voor het bepalen van het volume volgen we het onderstaande stappenplan:
1. Vul een maatcilinder met 100 milliliter water;
2. Vul het potje met water uit de maatcilinder;
3. Bepaal de hoeveelheid water met 𝑉𝑝𝑜𝑡𝑗𝑒 = 𝑉𝑚𝑎𝑎𝑡𝑐𝑖𝑙𝑖𝑛𝑑𝑒𝑟 𝑣𝑜𝑜𝑟 𝑔𝑖𝑒𝑡𝑒𝑛− 𝑉𝑚𝑎𝑎𝑡𝑐𝑖𝑙𝑖𝑛𝑑𝑒𝑟 𝑛𝑎 𝑔𝑖𝑒𝑡𝑒𝑛 De dichtheid wordt berekend aan de hand van de formule: 𝜌 = 𝑚𝑠𝑡𝑜𝑓
𝑉𝑝𝑜𝑡𝑗𝑒.
Wanneer aan een aan een onbekende stof geroken wordt, wordt dit op de volgende manier gedaan:
1. Draag beschermende kleding (labjas + veiligheidsbril);
2. Draai de dop van de fles;
3. Waai de geur uit de fles naar je neus zoals in figuur 2 (zodat de geur geleidelijk naar je toe komt en niet op je ogen slaat);
4. Sluit de fles weer af;
Resultaten
Massa vol (g) Massa leeg (g) Massa stof (g) Volume voor gieten (cm3)
Volume na gieten (cm3)
Volume stof (cm3)
58,77 10,70 48,07 100 51 49
De dichtheid wordt berekend aan de hand van de formule: 𝜌 =𝑉𝑚𝑠𝑡𝑜𝑓
𝑝𝑜𝑡𝑗𝑒 = 48,0749 = 0,9810 g/cm3. De dichtheid van de onbekende stof is nu vastgesteld op 0,9810 g/cm3. De kleur van de stof in “potje x” is wit. De geur is mint / menthol.
Wanneer we de hierboven gevonden waarde van de dichtheid vergelijken met de dichtheden van de verschillende stoffen op de stofeigenschappen tabel uit bijlage 1, zien we dat de door ons gevonden dichtheid (0,981 g/cm3) het dichtst bij de dichtheid ligt van de volgende stoffen: kamfer, olijfolie, water en zeewater. Kamfer heeft een dichtheid van 0,99 g/cm3, olijfolie heeft een dichtheid van 0,92 g/cm3, water heeft een dichtheid van 0,998 g/cm3 en zeewater heeft een dichtheid van 1,02 g/cm3. De stoffen kamfer, olijfolie, water en zeewater gaan we ook vergelijken met betrekking tot geur en kleur voor onze stof. Wanneer we deze gegevens vergelijken met de gegevens uit de
stofeigenschappen tabel uit bijlage 1 zien we dat er maar een stof van de vier stoffen de kleur wit heeft. Dat is kamfer. Ook heeft kamfer een uitgesproken geur volgens het overzicht.
Conclusie
In dit onderzoek hebben we onderzocht welke stof er in potje “x” van het onderzoek naar stoffen voor het vak natuurkunde in havo 2 zit. We hebben daarvoor verschillende stofeigenschappen van de stof uit potje “x”, vergeleken met de stoffen die in de stofeigenschappen tabel in de bijlage staan.
Aan de hand van de door ons gevonden gegevens voor de stof uit potje “x” denken we dat we met vrij grote zekerheid kunnen stellen dat de stof in het potje kamfer is. De dichtheid van kamfer is in de tabel te vinden als 0,99 g/cm3. Kamfer heeft volgens de tabel een geur en heeft de kleur wit. Dit komt overeen met de door ons gevonden gegevens op pagina 4. De waarde voor dichtheid; 0,9810 g/cm3 , geur mint/menthol en kleur van onze stof wit komen allemaal overeen met de stof kamfer. Vooraf dachten we dat de stof in het potje zand zou zijn. Dit blijkt niet bij onze resultaten te passen en is dus niet waar.
Bronnen
(2020, oktober 25). Opgehaald van www.totalprotex.nl:
https://www.totalprotex.nl/beroep/labjassen.html (2020, oktober 25). Opgehaald van www.praxis.nl:
https://www.praxisdienst.nl/nl/Hygiene/Beschermende+kleding/Beschermbrillen/
nova. (sd). Nova NASK 1/2 havo/vwo. In P. van Hoeflaken, & R. Tromp, Nova NASK 1/2 havo/vwo leeropdrachtenboek (pp. 14-15, 24-27,31-33). Malmberg 's-Hertogenbosch.
Bijlage
Stof Fase bij 20 °C Smeltpunt in °C Kookpunt in °C Dichtheid in g/cm³ Kleur Geur Brandbaarheid Oplosbaarheid in water
Metalen
aluminium vast 660 2467 2,70 wit-grijs - goed -
goud vast 1064 2808 19,32 geel-metaliek - - -
koper vast 1083 2570 8,90 rood-bruin - - -
kwik vloeibaar -39 357 13,55 wit-grijs - - -
lood vast 327 1751 11,34 donkergrijs - - -
magnesium vast 649 1105 1,74 wit-grijs - goed -
platina vast 1772 4170 21,45 wit-grijs - - -
tin vast 232 2623 7,30 wit-grijs - - -
ijzer vast 1538 2750 7,86 grijs - - -
zilver vast 962 2155 10,50 wit - - -
zink vast 420 907 7,14 wit-grijs - - -
Legeringen
brons vast ±1000 x 8,2-8,90 bruin - - -
messing vast ±900 x 8,40 geel - - -
soldeertin vast ±220 x 9,00 wit-grijs - - -
staal vast ±1360 x 7,6-8,1 wit-grijs - matig -
Andere stoffen
alcohol (ethanol) vloeibaar -114 78 0,79 kleurloos wel zeer goed zeer goed
ammoniak vloeibaar -68 -33 0,0008 kleurloos wel goed goed
benzine vloeibaar x x 0,7-0,8 geel wel goed -
honing vloeibaar x x 1,40 geel - goed goed
kamfer vast 179 204 0,99 wit wel - slecht
keukenzout vast 808 1413 2,20 wit - - goed
koolstof; grafiet vast 2250 4827 2,16-2,3 zwart - goed -
koolstof; diamant vast 3600 4827 3,51 kleurloos, wit, zwart, etc. - - -
koolstofdioxide gas -78 x 0,0020 kleurloos - - matig
koolstofmono-oxide gas -205 -191 0,0013 kleurloos - zeer goed matig
kopersulfaat vast x x 3,60 wit - - goed
krijt (calciumcarbonaat) vast 1339 x 2,93 wit - - -
methaan gas -182 -161 0,0007 kleurloos - zeer goed -
olijfolie vloeibaar -6 300 0,92 groen-geel wel goed -
paraffine vast 37 370 0,85 wit - goed -
soda vast 851 x 2,50 wit - - goed
stikstof gas -210 -196 0,0012 kleurloos - - matig
suiker vast 146-186 x 1,53-1,58 wit - goed goed
water vloeibaar 0 100 1 = (0,998) kleurloos - zeer goed
zand (droog) vast 1700 x 1,60 wit, geel, rood, etc. - - -
zeewater vloeibaar -1,9 103,7 1,02 kleurloos - - zeer goed
zuurstof gas -219 -183 0,0014 kleurloos - - matig
Tabel stoffen en hun stofeigenschappen
Discussie (Let op, niet verplicht in havo 2, normaal gesproken te vinden na de conclusie)
We zien enige afwijking in de waarde voor dichtheid van kamfer en de waarde die we zelf gevonden hebben. Dit zou kunnen liggen aan een onnauwkeurigheid in de massa bepaling en de volume bepaling. Voor de massa bepaling zouden we kunnen bedenken dat ons lege potje dat we gebruikt hebben een afwijkende massa heeft ten opzichte van het potje waar de stof in zat. We schatten dat de afwijking hiervoor maximaal 1 gram zou kunnen zijn. Dit kan een invloed hebben in de berekening voor de dichtheid. Om inzicht te krijgen in de afwijking maken we de volgende voorbeeld
berekeningen: Dichtheid bij massa potje 1 gram zwaarder geeft: 𝜌 =47,0749 = 0,9606 g/cm3. Dichtheid bij massa potje 1 gram lichter geeft: 𝜌 =49,07
49 = 1,001g/cm3. We zien dat we dan de dichtheid van kamfer dan wel binnen de grootste en kleinste dichtheid valt.
Daarnaast hebben we de aanname gedaan dat potje “x” volledig gevuld was met de onbekende stof.
Het zou ook nog zo kunnen zijn dat er net iets minder of iets meer van de stof ik het potje gestopt was. We schatten dat er een afwijking zou kunnen zijn van twee milliliter meer of minder in het potje. Om inzicht te krijgen in de afwijking maken we de volgende voorbeeld berekeningen:
Dichtheid bij volume van de stof (2 mL =) 2cm3 minder geeft: : 𝜌 =48,07
47 = 1,023 g/cm3. Dichtheid bij volume van de stof (2 mL =) 2cm3 meer geeft: : 𝜌 =48,0751 = 0,9425 g/cm3.
Ook hier zien we dat de dichtheid van kamfer dan wel binnen de grootste en kleinste dichtheid valt.
