Oefenopgaven 1 TW 3
Voeding voor planten
Planten hebben voedingsstoffen nodig om te groeien. Op een zak kunstmest staat vermeld dat deze kalium, fosfor, stikstof, calcium en zwavel bevat. Luuk en Carla moeten uitzoeken of dit klopt. Volgens Luuk klopt de tekst op het etiket niet. Volgens hem kan er helemaal geen stikstof in kunstmest voorkomen. Volgens Carla is de tekst een beetje slordig. Volgens haar bevat kunstmest zouten waarin de genoemde elementen voorkomen. Die zouten moeten dan wel oplosbaar zijn in water, anders kan de plant die zouten niet opnemen.
1 Leg uit of Luuk gelijk heeft.
2 Leg uit hoe Carla met een proef kan aantonen dat kunstmest oplosbare zouten bevat.
3 Geef de naam en de verhoudingsformule van een zout dat in kunstmest kan zorgen voor zowel ‘kalium’ als ‘fosfor’.
4 Geef de naam en de verhoudingsformule van een zout dat in kunstmest kan zorgen voor zowel ‘calcium’ als ‘stikstof’.
5 Leg uit of het mogelijk is dat een plant uitsluitend kalium- en calciumionen uit de grond opneemt.
Carla wil met een proefje aantonen dat kunstmest kaliumionen bevat.
6 Beschrijf hoe Carla deze proef moet uitvoeren.
7 Leg uit welk probleem bij deze proef zal optreden.
Geneesmiddel
Een fosfaatbinder is een geneesmiddel dat fosfaat uit voedsel kan binden in het maag- darmkanaal en daarmee verhindert dat het fosfaat door het lichaam wordt opgenomen en in het bloed terechtkomt. Fosfaatbinders worden vooral gebruikt bij dialysepatiënten.
Calciumacetaat, lanthaan(III)carbonaat en magnesiumhydroxide zijn fosfaatbinders. De tabletten moeten tijdens de maaltijd worden fijngekauwd.
8 Geef de verhoudingsformules van deze drie zouten. Zie ook Binas tabel 40A.
9 Geef de reactievergelijkingen van de reacties die in het lichaam optreden na het slikken van een tablet met calciumacetaat.
Aluin
Aluin wordt als bloedstelpend middel gebruikt door mannen die zich bij het scheren
gesneden hebben. Aluin bindt zich namelijk aan eiwitten van de beschadigde huid en doet deze samentrekken waardoor de bloeding stopt.
Volgens een bron op internet is aluin een zogenaamd dubbelzout: het is opgebouwd uit drie soorten ionen: kaliumionen, aluminiumionen en sulfaationen.
Anne wil onderzoeken of deze informatie klopt en of aluin goed oplosbaar is. Ze pakt een reageerbuis, voegt een beetje water toe en een schepje aluin. Ze schudt en er ontstaat een troebel mengsel. Anne concludeert hieruit dat aluin slecht oplosbaar is.
Merel hoort wat Anne heeft gedaan en zegt dat Anne ongelijk heeft. Een troebel mengsel kan ook ontstaan bij goed oplosbare zouten.
10 Leg uit of Merelgelijk kan hebben.
Volgens een artikel in een vaktijdschrift ontstaat aluin in de natuur in lava dat uit een vulkaan stroomt. Het aluin kristalliseert uit het gesmolten materiaal.
11 Geef de (eenvoudigste) verhoudingsformule van aluin.
12 Geef de reactievergelijking voor het kristalliseren van aluin. Vermeld ook de fase- aanduidingen.
13 Geef de vergelijking voor het oplossen van aluin in water.
Anne wil een aantal proeven doen die ondersteuning geven aan de bewering dat aluin inderdaad aluminiumionen en sulfaationen bevat.
14 Schrijf een werkplan om dit onderzoek uit te voeren. Vermeld hierbij welke stoffen je nodig hebt en welke waarnemingen je verwacht. Geef van alle chemische reacties de reactievergelijking.
Goochelaar
Een goochelaar heeft in drie reageerbuizen de volgende kleurloze oplossingen:
1. kwik(II)nitraat 2. zinkchloride 3. natriumsulfaat
Aan elk van de drie oplossingen voegt hij een kleurloze vloeistof toe, volgens hemzelf water. Daarbij zien de toeschouwers het volgende:
buis 1: een rood neerslag buis 2: geen neerslag buis 3: een wit neerslag
15 Beredeneer met behulp van Binas tabel 45A en 65B welke kleurloze oplossing de goochelaar heeft toegevoegd.
16 Geef de reactievergelijkingen van de neerslagreacties die hierbij zijn verlopen.
Antwoorden
1
– Luuk heeft gelijk
– stikstof is de naam van het (gasvormige) element met de formule N2. Dat kan, zeker als gas, niet voorkomen in kunstmest.
2
– Carla moet een kleine hoeveelheid kunstmest mengen met water – dan nagaan of de vloeistof (na filtreren/bezinken) de stroom geleidt – zo ja: er zijn zouten aanwezig
3
kaliumfosfaat K3PO4
4
calciumnitraat Ca(NO3)2
5
– dat kan niet, want dan zouden uitsluitend positieve ionen binnenkomen (en wordt de plant positief geladen)
– er worden dus ook negatieve ionen opgenomen 6
– Carla moet een beetje kunstmest mengen met water (of geconcentreerd zoutzuur zie tabel 65A)
– met een platinadraad brengt ze een beetje van het mengsel in een kleurloze vlam, een zwak-violette kleur wijst op kalium
7
– de calciumionen in kunstmest geven een steenrode vlamkleur
– deze zal waarschijnlijk de zwakke kleur van kaliumionen overheersen 8
Ca(CH3COO)2, La2(CO3)3, Mg(OH)2
9
oplossen van calciumacetaat
Ca(CH3COO)2 (s) → Ca2+ (aq) + 2 CH3COO– (aq) neerslagreactie
3 Ca2+ + 2 PO43− → Ca3(PO4)2
10
– Als je teveel van een oplosbaar zout probeert op te lossen – lukt dat niet en blijft een deel van de vaste stof over
11
KAl(SO4)2
12
K+ (l) + Al3+ (l) + 2 SO42– (l) → KAl(SO4)2 (s) 13
KAl(SO4)2 (s) → K+ (aq) + Al3+ (aq) + 2 SO42– (aq) 14
– Anne moet eerst een hoeveelheid aluin oplossen in water
– Anne moet ook maatregelen nemen om ervoor te zorgen dat de volgende proeven elkaar niet storen, dus steeds met een verse portie aluinoplossing beginnen of met een ondermaat reagens werken
– dan moet ze natronloog of een oplossing van natriumfosfaat toevoegen aan een oplossing van aluin; een neerslag is een aanwijzing (geen bewijs) voor de
aluminiumionen
– daarna moet ze de sulfaationen aantonen met een oplossing van bariumchloride;
een neerslag is een aanwijzing voor sulfaationen
– Al3+ (aq) + 3 OH– (aq) → Al(OH)3 (s) of Al3+ (aq) + PO43- (aq) → AlPO4 (s) – Ba2+ (aq) + SO42– (aq) → BaSO4 (s)
15
– in buis I ontstaat een roodachtig neerslag. Uit tabel 45A volgt dat het negatieve ion kan zijn: I−, S2−, CO32–, PO43–. Uit tabel 65B volgt dat HgI2, HgO en HgS rode stoffen zijn
– in buis II ontstaat geen neerslag: dan komt alleen I- in aanmerking omdat ZnO en ZnS slecht oplosbaar zijn
– in buis III ontstaat een wit neerslag: NaI is oplosbaar, dus moet het sulfaation reageren met het positieve ion: Ba2+, Pb2+ of Hg+
– PbI2 en HgI zijn slecht oplosbaar
– de toegevoegde oplossing moet dus een oplossing van bariumjodide zijn geweest 16
rood neerslag: Hg2+ (aq) + 2 I– (aq) → HgI2 (s) wit neerslag: Ba2+ (aq) + SO42– (aq) → BaSO4 (s)
