Zouten in water

4.4 Oplosvergelijkingen Geef steeds de oplosvergelijking voor de volgende stoffen: Magnesiumbromide Natriumfosfaat suiker MgBr2  Mg2+ + 2 Br - Na3PO4  3 Na+ + PO43- C12H22O11 (s)  C12H22O11 (aq) dit is geen zout en bestaat dus niet uit ionen ! Een zout kan ook weer door indampen uitkristalliseren als vaste stof. Dit is het omgekeerde proces van oplossen. Geef de vergelijkingen voor het indampen van: Calciumwaterstofsulfaat-oplossing Ammoniumsulfaat-oplossing Ca2+ + 2 HSO4-  Ca(HSO4)2 2 NH4+ + SO42-  (NH4)2SO4

Oplosbaarheid Niet alle zouten lossen even goed op. De oplosbaarheid is ook afhankelijk van de temperatuur. In BINAS tabel 45A staat een schematisch overzicht van de oplosbaarheid van de belangrijkste zouten in water. Metaaloxiden reageren met water: Na2O + H2O  2 Na+ + 2 OH- Geef de vergelijking voor de reactie van MgO met water ? MgO + H2O  Mg(OH)2 ( slecht oplosbaar, dus geen vrije ionen)

4.5 Zouthydraten Wanneer een zoutoplossing langzaam verdampt dan ontstaan er vaak hydraten. In het ionrooster zijn dan een aantal moleculen (kristal)water opgenomen. koper(II)sulfaatpentahydraat CuSO4•5H2O Bij het indampen van koper(II)sulfaat uit een oplossing vindt dan de volgende reactie plaats: Cu2+ + SO42- + 5 H2O  CuSO4•5H2O Bij sterke verhitting van het hydraat verliest het zijn kristalwater: CuSO4•5H2O  CuSO4 + 5H2O Watervrij kopersulfaat wordt als indicator gebruikt om water in de lucht of een andere stof aan te tonen: CuSO4 + 5H2O  CuSO4•5H2O (EXOTHERM) wit blauw

In BINAS tabel 45B is informatie te vinden over formules van hydraten en de oplosbaarheid in water. Een bekend hydraat is kristalsoda: Na2CO3•10H2O Zouthydraten kunnen als droogmiddel worden toegepast: CaCl2+ 2 H2O  CaCl2•2H2O Bekend is ook “silicagel” SiO2 als droogmiddel in zakjes: SiO2 + 2 H2O  SiO2•2H2O Gips CaSO4 ( in poedervorm ) wordt hard als er water bij gedaan wordt: CaSO4 + 2 H2O  CaSO4•2H2O

5.2 Neerslagreacties Een oplossing van kaliumjodide 8:43 wordt gevoegd bij een oplossing van lood(II)nitraat. Geef de formules van de deeltjes die voor de reactie aanwezig zijn. K+ + I- + Pb2+ + NO3- s= slecht oplosbare combinatie g = goed oplosbare combinatie Pb2+ en I- kunnen nooit los naast elkaar in oplossing voorkomen, omdat deze combinatie van ionen slecht oplost in water (zie BINAS tabel 45A ). Er ontstaat een neerslag (vaste stof) van lood(II)jodide. Geef de reactievergelijking voor het ontstaan van dit neerslag. Pb2+ + 2 I-  PbI2 (denk aan het kloppend maken!) In deze reactievergelijking worden de ionen K+ + NO3- niet opgeschreven, omat ze geen verandering ondergaan. s g

Het opschrijven van een reactievergelijking bij neerslagreacties Welke reactie vindt plaats als een Ca(NO3)2 -oplossing en een Na2CO3-oplossing bij elkaar gevoegd worden? Welke deeltjes zijn in werkelijkheid aanwezig voor de reactie? Ca2+ + (2) NO3- en (2) Na+ + CO32- Geef nu de volledige ionenvergelijking uitgaande van alle deeltjes voor en na de reactie. Ca2+ + (2) NO3- + (2) Na+ + CO32-  CaCO3 + (2) Na+ + (2) NO3- De ionen die niet reageren worden niet in de reactievergelijking opgeschreven. Geef nu de juiste vergelijking voor de neerslagreactie. Ca2+ + CO32-  CaCO3 Waarom zal er geen reactie plaats vinden als vast calciumnitraat en vast natriumcarbonaat bij elkaar gevoegd worden? In vaste stoffen zijn de ionen aan een vaste plaats gebonden.

Het maken van een zout Een niet in water oplosbaar zout kun je maken uit twee in water wel oplosbare zouten. Hoe kun je bariumsulfaat maken uit twee oplosbare zouten? Voeg b.v. een natriumsulfaat-opl bij een bariumchloride-oplossing. Welke deeltjes zijn voor de reactie aanwezig? Na+ + SO42- + Ba2+ + Cl- Geef de vergelijking van de neerslagreactie. Ba2+ + SO42-  BaSO4 Hoe krijg je nu zuiver bariumsulfaat ? De ontstane suspensie filtreren en het residu op het filter naspoelen met water. Waaruit bestaat dan het filtraat? Uit Na+ + Cl- ionen in water. Welk zout kun je dus ook nog verkrijgen en op welke manier? Door het filtraat in te dampen: Na+ + Cl-  NaCl Hoe kun je er voor zorgen dat dit zout volkomen zuiver is? De oorspronkelijke zouten Na2SO4 en BaCl2 moeten dan precies in de verhouding 1 : 1 bij elkaar gevoegd worden (hetgeen praktisch onmogelijk is)

Dubbelzouten Bij het indampen van mengsels van opgeloste zouten kunnen dubbelzouten ontstaan. Bij het indampen van een mengsel van natriumsulfaat en aluminiumsulfaat kan het dubbelzout aluin NaAl(SO4)2•12H2O ontstaan ( bekend als bloedstelpend middel ). Geef de vergelijking voor de reactie tijdens het indampen. Na+ + Al3+ + 2 SO42- + 12 H2O  NaAl(SO4)2•12H2O In welke verhouding moet je de twee zouten natriumsulfaat en aluminiumsulfaat van te voren oplossen om dit dubbelzout te krijgen? Formule natriumsulfaat is Na2SO4 en aluminiumsulfaat Al2(SO4)3. Aangezien volgens de reactievergelijking de verhouding Na+ : Al3+ = 1 : 1, en in beide zoutformules 2 metaalionen voorkomen, zal de verhouding van beide zouten 1 : 1 moeten zijn. Welke lading heeft het ijzerion in het dubbelzout Fe2(NH4)2(SO4)3 ? De lading van het ammoniumion is 1+. Bij 2 ammoniumionen hoort in ieder geval 1 SO42- ion. Op 2 ijzerionen komen dan nog 2 SO42- ionen voor, dat is dan in de verhouding 1 : 1, d.w.z. het ijzerion heeft ook de lading 2+ ( Fe2+ ).

Het aantonen van ionen Hoe kun je onderscheid maken tussen chloride- , bromide- en jodide-ionen in een stof? De stof moet dan eerst opgelost worden in water ( als dit mogelijk is ). Dan maak je gebruik van het feit dat er kleurverschillen bestaan tussen zouten. In tabel 65B van BINAS kun je kleuren van ionen en zouten vinden. Voeg b.v. een zilvernitraat-oplossing toe. (3:00)

Ook de aanwezigheid van positieve ionen kun je aantonen m. b. v Ook de aanwezigheid van positieve ionen kun je aantonen m.b.v. kleurverschillen tussen zouten. Geef de reactievergelijkingen van de neerslagreacties die hier plaats vinden door het toevoegen van natronloog ( NaOH-opl.) aan de verschillende zoutoplossingen. Cu2+ + 2 OH-  Cu(OH)2 Fe3+ + 3 OH-  Fe(OH)3 Fe2+ + 2 OH-  Fe(OH)2 Ag+ + OH-  AgOH dit ontleedt onmiddellijk tot Ag2O en H2O (5:10) Zn2+ + 2 OH-  Zn(OH)2 Al3+ + 3 OH-  Al(OH)3

Het verwijderen van ionen uit een oplossing In het afvalwater van fabrieken of het rioolwater kunnen voor het milieu schadelijke ionen voorkomen b.v. Cu2+, Pb2+, Hg+, PO43- e.d. Deze kunnen verwijderd worden door een zoutoplossing toe te voegen, waarbij het betreffende ion in het neerslag terecht komt. Het toe te voegen zout mag natuurlijk niet belastend zijn voor het milieu. Hoe kun je PO43- uit rioolwater verwijderen? B.v. door een calciumchloride-oplossing toe te voegen. Geef de vergelijking van de reactie die dan plaats vindt. 3 Ca2+ + 2 PO43-  Ca3(PO4)2 Hoe kun je Pb2+ ionen uit afvalwater van een fabriek verwijderen? B.v. door een natriumcarbonaat-oplossing toe te voegen. Geef de vergelijking van de reactie die dan plaats vindt. Pb2+ + CO32-  PbCO3

De chemische tuin Door kristallen van verschillende zouten in een natriumsilicaat-oplossing te brengen, ontstaan slecht oplosbare silicaten die gaan “groeien”. (9:15)