1.1 - Zuivere stof en mengsel
Zuivere stoffen
Als je op macroniveau, het niveau van de kleinste deeltjes, naar een stof kijkt, bestaan de
meeste stoffen uit moleculen. Combinaties van twee of meer atomen kunnen samen
moleculen vormen (uitgaande van de atoomsoorten die er nu bekend zijn, kun je tientallen
miljoenen verschillende soorten moleculen vormen). Als een stof bestaat uit een soort
bouwstenen, atomen of moleculen, dan is er sprake van een zuivere stof. Als de
bouwstenen van zo’n zuivere stof uit een soort atomen bestaat, dan is de stof een
element. Bestaan de bouwstenen uit twee of meer soorten atomen, dan is de stof een
verbinding. In de natuur komen maar enkele elementen voor (bijv goud en zwavel). De
meeste stoffen die je in de natuur kunt vinden zijn verbindingen.
Mengsels
Sinaasappelsap is een voorbeeld van een mengsel omdat het bestaat uit een mengsel van
verschillende soorten moleculen. Elke stof in sinaasappelsap bestaat uit zijn eigen
molecuulsoort. Aan het uiterlijk van een stof zie je vaak niet of het een mengsel of een
zuivere stof is. Je kunt hier wel achter komen door een experiment te doen. Je laat de stof
die je wilt onderzoeken een faseovergang ondergaan, zoals smelten of koken. Als het gaat
om een zuivere stof, dan blijft de temperatuur tijdens de faseovergang hetzelfde. De stof
heeft een smeltpunt en een kookpunt. Gaat het om een mengsel, dan loopt de
temperatuur tijdens de faseovergang langzaam op. Je spreekt dan van een smelttraject
en een kooktraject.
Soorten mengsels
Een oplossing is een helder mengsel van vloeistoffen of van een vloeistof met een vaste
stof en een gas, die tot op de kleinste deeltjes zijn gemengd. Een suspensie is een
troebel mengsel van een vaste stof en een vloeistof, waarbij de vaste stof niet is opgelost.
Door een verschil in dichtheid zakt de vaste stof meestal naar de bodem. Een emulsie is
een troebel mengsel van twee vloeistoffen, die eigenlijk niet goed mengbaar zijn. Een
verschil in dichtheid zorgt ervoor dat er twee vloeistoffen boven elkaar ontstaan, een
tweelagensysteem. Met een emulgator kun je ervoor zorgen dat een emulsie niet
ontmengt. Een emulgatormolecuul heeft een vrij lange hydrofobe ‘staart’ die slecht met
water mengt en een hydrofiele ‘kop’ die goed met water mengt. De termen hydrofiel en
hydrofoob worden ook voor stoffen gebruikt. Hydrofoob mengt slecht met water en
hydrofiel mengt goed.
, 1.2 - Scheidingsmethoden
Scheiden van een mengsel
Bij chemische reacties ontstaat meestal niet 1 reactieproduct, maar een mengsel van
reactieproducten. Wil je maar 1 stof uit dit reactiemengsel hebben, dan moet je het
mengsel scheiden. Na afloop heb je dan de zuivere stoffen over waaruit het mengsel is
samengesteld. Op macroniveau maak je gebruik van het verschil in stofeigenschappen
om een mengsel te scheiden.
Verschil in deeltjesgrootte
Bij het scheiden van een suspensie maak je gebruik van het verschil in deeltjesgrootte. De
methode die je dan toepast, heet filtreren. De vloeistof is het filtraat, de vaste stof is het
residu.
Verschil in dichtheid
Als de dichtheid van de vaste stof groter is dan die van de vloeistof kun je bij suspensies
de vaste stof laten bezinken. Soms kun je dat proces versnellen door te centrifugeren.
Verschil in kookpunt
Een oplosmiddel kookt bij een veel lagere temperatuur dan de vaste stof die erin is
opgelost. Bij een oplossing kun je bij het scheiden gebruik maken van het verschil in
kookpunt. Deze scheidingsmethode heet indampen. Je kunt een mengsel ook scheiden
door middel van destillatie. De vloeistof die verdampt wordt opgevangen. Het deel van
het mengsel dat bij destillatie niet verdampt is het residu. De opgevangen vloeistof is het
destillaat.
Verschil in oplosbaarheid
Bij een mengsel van vaste stoffen kun je van het verschil in oplosbaarheid gebruik maken.
Aan het mengsel van vaste stoffen voeg je een oplosmiddel toe, waar sommige stoffen uit
het mengsel wel in oplossen en andere niet. Deze scheidingsmethode heet extraheren.
Het oplosmiddel heet extractiemiddel. Met vloeistof-vloeistofextractie kun je opgeloste
stoffen uit een vloeistof halen. Bij deze methode voeg je aan de oorspronkelijke oplossing
een tweede vloeistof toe die niet mengt met het eerste oplosmiddel.
Verschil in adsorptievermogen
Kleur-, geur- en smaakstoffen kun je uit een oplossing verwijderen door een behandeling
met fijne verdeelde koolstof. De moleculen van de opgeloste kleur-, geur- en smaakstoffen
Zuivere stoffen
Als je op macroniveau, het niveau van de kleinste deeltjes, naar een stof kijkt, bestaan de
meeste stoffen uit moleculen. Combinaties van twee of meer atomen kunnen samen
moleculen vormen (uitgaande van de atoomsoorten die er nu bekend zijn, kun je tientallen
miljoenen verschillende soorten moleculen vormen). Als een stof bestaat uit een soort
bouwstenen, atomen of moleculen, dan is er sprake van een zuivere stof. Als de
bouwstenen van zo’n zuivere stof uit een soort atomen bestaat, dan is de stof een
element. Bestaan de bouwstenen uit twee of meer soorten atomen, dan is de stof een
verbinding. In de natuur komen maar enkele elementen voor (bijv goud en zwavel). De
meeste stoffen die je in de natuur kunt vinden zijn verbindingen.
Mengsels
Sinaasappelsap is een voorbeeld van een mengsel omdat het bestaat uit een mengsel van
verschillende soorten moleculen. Elke stof in sinaasappelsap bestaat uit zijn eigen
molecuulsoort. Aan het uiterlijk van een stof zie je vaak niet of het een mengsel of een
zuivere stof is. Je kunt hier wel achter komen door een experiment te doen. Je laat de stof
die je wilt onderzoeken een faseovergang ondergaan, zoals smelten of koken. Als het gaat
om een zuivere stof, dan blijft de temperatuur tijdens de faseovergang hetzelfde. De stof
heeft een smeltpunt en een kookpunt. Gaat het om een mengsel, dan loopt de
temperatuur tijdens de faseovergang langzaam op. Je spreekt dan van een smelttraject
en een kooktraject.
Soorten mengsels
Een oplossing is een helder mengsel van vloeistoffen of van een vloeistof met een vaste
stof en een gas, die tot op de kleinste deeltjes zijn gemengd. Een suspensie is een
troebel mengsel van een vaste stof en een vloeistof, waarbij de vaste stof niet is opgelost.
Door een verschil in dichtheid zakt de vaste stof meestal naar de bodem. Een emulsie is
een troebel mengsel van twee vloeistoffen, die eigenlijk niet goed mengbaar zijn. Een
verschil in dichtheid zorgt ervoor dat er twee vloeistoffen boven elkaar ontstaan, een
tweelagensysteem. Met een emulgator kun je ervoor zorgen dat een emulsie niet
ontmengt. Een emulgatormolecuul heeft een vrij lange hydrofobe ‘staart’ die slecht met
water mengt en een hydrofiele ‘kop’ die goed met water mengt. De termen hydrofiel en
hydrofoob worden ook voor stoffen gebruikt. Hydrofoob mengt slecht met water en
hydrofiel mengt goed.
, 1.2 - Scheidingsmethoden
Scheiden van een mengsel
Bij chemische reacties ontstaat meestal niet 1 reactieproduct, maar een mengsel van
reactieproducten. Wil je maar 1 stof uit dit reactiemengsel hebben, dan moet je het
mengsel scheiden. Na afloop heb je dan de zuivere stoffen over waaruit het mengsel is
samengesteld. Op macroniveau maak je gebruik van het verschil in stofeigenschappen
om een mengsel te scheiden.
Verschil in deeltjesgrootte
Bij het scheiden van een suspensie maak je gebruik van het verschil in deeltjesgrootte. De
methode die je dan toepast, heet filtreren. De vloeistof is het filtraat, de vaste stof is het
residu.
Verschil in dichtheid
Als de dichtheid van de vaste stof groter is dan die van de vloeistof kun je bij suspensies
de vaste stof laten bezinken. Soms kun je dat proces versnellen door te centrifugeren.
Verschil in kookpunt
Een oplosmiddel kookt bij een veel lagere temperatuur dan de vaste stof die erin is
opgelost. Bij een oplossing kun je bij het scheiden gebruik maken van het verschil in
kookpunt. Deze scheidingsmethode heet indampen. Je kunt een mengsel ook scheiden
door middel van destillatie. De vloeistof die verdampt wordt opgevangen. Het deel van
het mengsel dat bij destillatie niet verdampt is het residu. De opgevangen vloeistof is het
destillaat.
Verschil in oplosbaarheid
Bij een mengsel van vaste stoffen kun je van het verschil in oplosbaarheid gebruik maken.
Aan het mengsel van vaste stoffen voeg je een oplosmiddel toe, waar sommige stoffen uit
het mengsel wel in oplossen en andere niet. Deze scheidingsmethode heet extraheren.
Het oplosmiddel heet extractiemiddel. Met vloeistof-vloeistofextractie kun je opgeloste
stoffen uit een vloeistof halen. Bij deze methode voeg je aan de oorspronkelijke oplossing
een tweede vloeistof toe die niet mengt met het eerste oplosmiddel.
Verschil in adsorptievermogen
Kleur-, geur- en smaakstoffen kun je uit een oplossing verwijderen door een behandeling
met fijne verdeelde koolstof. De moleculen van de opgeloste kleur-, geur- en smaakstoffen
