Ionen en zouten Naast de ongeladen atomen en moleculen bestaan er ook geladen deeltjes genaamd ionen. Ionen zijn deeltjes met meer of minder elektronen.

Presentatie over: "Ionen en zouten Naast de ongeladen atomen en moleculen bestaan er ook geladen deeltjes genaamd ionen. Ionen zijn deeltjes met meer of minder elektronen."— Transcript van de presentatie:

1 Ionen en zouten Naast de ongeladen atomen en moleculen bestaan er ook geladen deeltjes genaamd ionen. Ionen zijn deeltjes met meer of minder elektronen dan protonen.

2 Ionen en zouten Het verschil tussen een atoom en een ion is het aantal elektronen (het aantal protonen en neutronen blijft gelijk) Ionen met te veel elektronen hebben een negatieve lading Ionen met te weinig elektronen hebben een positieve lading

3 Ionen en zouten Een zout is opgebouwd uit: een positief én negatief ion De totale lading van een zout is neutraal Het aantal negatieve én positieve ladingen moet dus gelijk zijn

4 Ionen en zouten Sommige metalen kunnen meerdere ionen maken
Alléén bij deze ionen wordt ook de lading van het ion met een romeins cijfer (I, II, III, etc) vermeld in de naam om aan te geven welk ion het nu precies is !! Cu+ Cu2+ Fe2+ Fe3+ Mn2+ Mn4+ Koper(I)-ion Koper(II)-ion Er zijn er meer, maar die zoek je maar op in je boek. Alle ionen die in je boek staan (pag ) moet je kennen met de naam en de formule !! IJzer(II)-ion IJzer(III)-ion Mangaan(II)-ion Mangaan(IV)-ion

5 Ionen en zouten: verhoudingsformule
De formule van een zout wordt bepaald door de verhouding van de ionen waarbij de totale lading neutraal moet zijn !! Ax+ + By-  AyBx Voorbeeld: kaliumoxide: K+ + O2- 2x 1x Dus K2O Voorbeeld: calciumfosfaat Ca2+ PO43- 3x 2x dus Ca3(PO4)2

6 Ionen en zouten: verhoudingsformule
Opgave: geef de verhoudingsformules van Magnesiumchloride Natriumhydroxide Mangaan(IV)fosfaat IJzer(II)nitraat IJzer(III)sulfaat Mg2+ en Cl- dus MgCl2 Na+ en OH- dus NaOH Mn4+ en PO43- dus Mn3(PO4)4 Fe2+ en NO3- dus Fe(NO3)2 Fe3+ en SO42- dus Fe2(SO4)3 Je ziet dat er in de formules van de zouten géén ladingen staan en in formules van de losse ionen wel !!

7 Ionen en zouten: naamgeving
Opgave: geef de namen van CaCl2 Calciumchloride CuOH Koper(I)hydroxide Mg3(PO4)2 Magnesiumfosfaat FeCl2 IJzer(II)chloride Fe2(SO4)3 IJzer(III)sulfaat

8 Ionen en zouten: oplosbaarheid
Lossen alle zouten op in water ?? Nee, niet allemaal, maar dat weet je hopelijk al !! Hoe weet je of een zout oplost in water ?? Binas Tabel 45 !!

9 Ionen en zouten: oplosbaarheid
Hoe werkt Binas Tabel 45 ?? 1: kijk welke ionen je hebt 2: kijk bij de combinatie van de ionen wat er staat: g : lost goed op en geeft geen neerslag m : lost matig op en geeft een neerslag s : lost slecht op en geeft een neerslag

10 Ionen en zouten: oplosbaarheid
Lost calciumnitraat op in water ? 1: Ca2+ en NO3- 2: g  lost goed op en geeft geen neerslag Tabel 45 NO3- Ca2+ g 3: Ca(NO3)2 (s) aq Ca2+(aq) + 2 NO3- (aq)

11 Ionen en zouten: oplosbaarheid
Lost magnesiumhydroxide op in water ?? OH- Mg2+ s S  lost slecht op !! Mg(OH)2 aq lost niet op

12 Ionen en zouten: ion-hydratatie
Bij positieve ionen gaan de H2O moleculen met de – geladen O naar het ion zitten +

13 Ionen en zouten: ion-hydratatie
Bij negatieve ionen gaan de H2O moleculen met de + geladen H naar het ion zitten -

14 Ionen en zouten: ion-hydratatie
+ -

15 Ionen en zouten: neerslagen
Als 2 zoutoplossingen gemengd worden kan er een neerslag ontstaan ! M.b.v. Binas tabel 45 kan je ‘voorspellen’ of dit wel of niet zal gebeuren g = goed oplosbaar/geen neerslag s = slecht oplosbaar/neerslag m = matig oplosbaar (misschien neerslag) r = reageert als er water bijkomt (+ H2O voor de pijl) o = ontleedt als er water bijkomt

16 Ionen en zouten: neerslagen
Bv: wat zal gebeuren als je natriumhydroxide-oplossing mengt met ijzer(III)nitraat-oplossing? Stap 1: Kijk of de zouten oplossen in water en noteer de ionen die je hebt in een tabel zoals in Binas tabel 45 NO3- OH- Na+ Fe3+ g g

17 Ionen en zouten: neerslagen
NO3- OH- Na+ Fe3+ g g g s Stap 2: noteer in de tabel de gegevens van Binas T bij de combinaties van al de ionen (g, m, s) Stap 3: noteer de neerslagvergelijking als er een m of s in de tabel voorkomt ! Fe3+(aq) + 3 OH-(aq)  Fe(OH)3 (s)

18 Ionen en zouten: neerslagen
Opdracht 1: noteer alle oplosvergelijkingen als je de stoffen calciumnitraat en kaliumcarbonaat oplost in water Opdracht 2: noteer de neerslagvergelijking als je deze oplossingen dan mengt Oplossen: Ca(NO3)2 (s) aq Ca2+(aq) + 2 NO3-(aq) K2CO3 (s) aq 2 K+(aq) + CO32-(aq)

19 Ionen en zouten: neerslagen
NO3- CO32- K+ Ca2+ g g g s Stap 1+2: noteer in de tabel de gegevens van Binas T bij de combinaties van ionen (g, m, s) Stap 3: noteer de neerslagvergelijking als er een m of s in de tabel voorkomt ! Ca2+(aq) + CO32-(aq)  CaCO3 (s)

20 Ionen en zouten: toepassingen van neerslagen
A: aantonen van ionen in een oplossing B: verwijderen van ionen uit een oplossing C: maken van vaste zouten uit 2 oplossingen

21 Ionen en zouten: toepassing A aantonen van ionen
Toon aan dat in een oplossing Cl- aanwezig is Stap 1: zoek in Binas een ion dat met Cl- een neerslag geeft  Ag+ Stap 2: losse ionen bestaan niet  voeg een oplossing toe van zilvernitraat Stap 3: oplosvergelijking AgNO3 (s) aq Ag+(aq) + NO3-(aq)

22 Ionen en zouten: toepassing A aantonen van ionen
Stap 4: neerslagvergelijking Ag+(aq) + Cl-(aq)  AgCl(s)  Als neerslag dan was er Cl- aanwezig  Als geen neerslag dan was er geen Cl-

23 Ionen en zouten: toepassing A aantonen van ionen
Bepaal of er in een monster bariumnitraat óf ijzer(II)nitraat aanwezig is Stap 1: zoek in Binas een ion dat met één van beide ionen Ba2+ of Fe2+ wel een neerslag geeft en met het andere ion niet F- Fe2+ Ba2+ g s

24 Ionen en zouten: toepassing A aantonen van ionen
Stap 2+3: oplosvergelijking te gebruiken ion Na2SO4 (s) aq 2 Na+(aq) + SO4-2 (aq) Stap 4: neerslagvergelijking Ba2+(aq) + SO4-2(aq)  BaSO4 (s)  Als neerslag dan was er Ba2+ dus bariumnitraat aanwezig. Als geen neerslag dan was er geen Ba maar Fe2+ dus ijzer(II)nitraat aanwezig

25 Ionen en zouten: toepassing A aantonen van ionen
Bepaal of in een monster calciumchloride of ijzer(II)sulfaatheptahydraat aanwezig is Stap 0: Bepaal m.b.v. Binas welke kleur deze stoffen hebben  dit is al een belangrijke aanwijzing Stap 0: CaCl2 = wit en FeSO4·7 H2O = groen

26 Ionen en zouten: toepassing A aantonen van ionen
Stap 1: zoek in Binas een ion dat met één van beide ionen wel een neerslag geeft en met het andere ion niet NB: eventueel ook kijken naar kleuren van neerslagen SO42- OH- Fe2+ Ca2+ g s (groen) m s (wit)

27 Ionen en zouten: toepassing B verwijderen van ionen
Stap 2+3: oplosvergelijking te gebruiken ion NaOH (s) aq Na+(aq) + OH- (aq) Stap 4: neerslagvergelijking Fe2+(aq) + 2 OH-(aq)  Fe(OH)2 (s)  Als groen neerslag dan was er Fe2+ dus ijzer(II)sulfaatheptahydraat aanwezig. Als wit neerslag dan was er geen Fe maar Ca2+ dus calciumchloride aanwezig

28 Ionen en zouten: toepassing C maken van vaste zouten
Maak, uitgaande van 2 andere goed oplosbare zouten, het slecht oplosbare zout zilverchloride Stap 1: zilverchloride = AgCl  nodig Ag+ en Cl- Stap 2: zoek goed oplosbare ioncombinaties met Ag+ en Cl-  nodig AgNO3 en NaCl

29 Ionen en zouten: toepassing C maken van (slecht oplosbare) vaste zouten
Stap 3: oplosvergelijkingen AgNO3 (s) aq Ag+(aq) + NO3-(aq) NaCl(s) aq Na+(aq) + Cl-(aq) Stap 4: meng beide oplossing en geef de kloppende neerslagvergelijking Ag+(aq) + Cl-(aq) AgCl(s) Stap 5: filtreer  residu is gewenste stof en filtraat is ‘afval’

30 Ionen en zouten: toepassing C maken van (goed oplosbare) vaste zouten
Maak, uitgaande van 2 andere goed oplosbare zouten, het goed oplosbare zout natriumchloride Stap 1: natriumchloride = NaCl  nodig Na+ en Cl- Stap 2: zoek goed oplosbare ioncombinaties met Na+ en Cl- maar die met elkaar juist weer neerslaan en te filtreren zijn  nodig Na2SO4 en BaCl2

31 Ionen en zouten: toepassing C maken van (goed oplosbare) vaste zouten
Stap 3: oplosvergelijkingen Na2SO4 (s) aq 2 Na+(aq) + SO42-(aq) BaCl2(s) aq Ba2+(aq) + 2 Cl-(aq) Stap 4: meng beide oplossing en geef de kloppende neerslagvergelijking Ba2+(aq) + SO42-(aq) BaSO4 (s) Stap 5: filtreer  filtraat is gewenste stof en residu is ‘afval’

32 Ionen en zouten: toepassing C maken van (goed oplosbare) vaste zouten
Stap 6: damp het filtraat in en geef de kloppende indampvergelijking Na+(aq) + Cl-(aq)indampen NaCl (s)

33 Kristalwater Sommige zouten nemen water op in hun kristalrooster voordat ze oplossen in water. Dit water noemen we dan kristalwater en de zouten noemen we hydraten. Bv: soda = natriumcarbonaat decahydraat Na2CO3 • 10 H2O

34 Kristalwater Bij het toevoegen van water aan natriumcarbonaat zal eerst een hoeveelheid water opgenomen worden in het rooster: Na2CO3 (s) + 10 H2O(l)  Na2CO3 • 10 H2O(s) Als er meer water wordt toegevoegd zal het zout-hydraat oplossen: Na2CO3 • 10 H2O aq 2 Na+ + CO H2O

35 Kristalwater Omgekeerd: Bij het indampen van een oplossing zal eerst het water buiten het rooster verdwijnen: 2 Na+(aq) + CO32-(aq) indampen Na2CO3 • 10 H2O(s) Als er verder verhit wordt zal ook het kristalwater verdampen: Na2CO3 • 10 H2O ΔT Na2CO3 (s) + 10 H2O(g)

36 Kristalwater Bereken hoeveel moleculen kristalwater in het onderstaande zout per deeltje koper(II)sulfaat zitten Schotel : 100 g Schotel + zout : 349,6 g Schotel + zout na verhitten: 259,6 g

37 Kristalwater CuSO4 : water = 6,02*1023 : 30,1*1023 = 1 : 5
Bereken hoeveel moleculen kristalwater in het onderstaande zout per deeltje koper(II)sulfaat zitten Schotel : 100 g Schotel + zout : 349,6 g Schotel + zout na verhitten: 259,6 g Zout + water = 349,6 – 100 = 249,6 g water = 349,6 – 259,6 = 90 g zout = 259,6 – 100 = 159,6 g zout = 159,6 g  159,6/(159,6*1,66*10-24 g/deeltje) = 6,02*1023 deeltjes CuSO4 water = 90 g = 90/(18*1,66*10-24 g/molecuul) = 30,1*1023 moleculen CuSO4 : water = 6,02*1023 : 30,1*1023 = 1 : 5

38 Hard water Neerslag zonder zouten
Water neemt zouten op uit de omgeving en als het door de bodem naar het grondwater gaat.

39 Hardheid van water : gevolgen
1 : Zeep schuimt minder en werkt slechter. 2: Grauwsluier op kleding 3 : Kalkaanslag op verwarmingselementen geeft hogere slijtage en kosten

40 Hardheid van water: ontharden
Toevoegen chemicaliën (wasver– zachters) reageren met Ca2+ / Mg2+ Toepassen ionenwisselaars Ca2+ / Mg2+ wisselen voor Na+

41 Water: vervuiling + =

42 Water: afvalwaterzuivering
Ons afvalwater wordt in grote zuiveringsinstallaties (bv in Kerkrade en Hoensbroek) o.a. door bacteriën gereinigd. In deze zuiveringsinstallaties wordt eerst het grove vuil tegengehouden door grote ‘zeven’ en de rest van het afvalwater gaat naar bakken waar miljarden bacteriën in leven. Deze bacteriën eten het vuil op en zetten het om in ongevaarlijke stoffen.

43 Water: afvalwaterzuivering Kerkrade
Schaes-berg Eygels-hoven Spekholzer- heide Afvalwater uit een groot gebied wordt verzameld en in 1 afvalwaterzuivering gereinigd

44 Water: afvalwaterzuivering Kerkrade

45 Water: afvalwaterzuivering Hoensbroek
2: staafrooster voor verwijderen grof vuil (plastic zakken, stukken hout, etc) 3: vijzels brengen het water naar het hoogste punt, het water gaat verder door de installatie o.i.v. de zwaartekracht 4: zandvanger voor verwijderen het zwaardere vaste materiaal

46 6: Beluchters brengen de benodigde O2 in het water.
5: lichter materiaal  oxydatiesloten. Bacteriën (miljarden/liter) breken in uur tijd het opgeloste vuil af. Hiervoor is veel O2 in het water nodig dat er kunstmatig ingebracht moet worden. 6: Beluchters brengen de benodigde O2 in het water. 11: de slibindikker voert het overschot aan bacteriën (die zich heel snel delen en dus vermenigvuldigen en voortplanten af. 12: in de slibdroogbakken wordt nog wat kunstmest toegevoegd aan het slib waardoor nog minder water in het slib komt te zitten en het slib droger wordt. 7: Nabezinkbassins scheiden het slib (bacteriën) van het gereinigde water 8: slibretourvijzels brengen de bacteriën terug naar 5: de oxydatiesloten zodat ze opnieuw aan de slag kunnen met nieuw vuil 9: gezuiverd water gaat naar de Caumerbeek (10) en verder naar de Geleenbeek

47 Water: afvalwaterzuivering
Het slib kan daarna normaal gesproken in de landbouw weer als mest gebruikt worden. De planten nemen het op en die eten wij of het vee (die wij later weer eten) later weer op dus eigenlijk we eten onze eigen…….