Leerdoelen
•Je kunt beschrijven wat er gebeurt als je twee zoutoplossingen mengt.
•Je kunt een neerslagvergelijking opstellen.
•Je kunt uitleggen wat tribune-ionen zijn en deze aangeven.
Zoutoplossingen mengen
Je kunt een zout oplossen in water. Als je dit doet, valt het zout uiteen in ionen. Deze oplossing noemen we een zoutoplossing. Je kunt ook verschillende zoutoplossingen met elkaar mengen. Er kunnen dan twee dingen gebeuren: geen reactie of wel een reactie (die leidt tot neerslagvorming).
Als er geen reactie plaatsvindt, zie je dat de oplossing helder blijft. Alle ionen blijven dan netjes opgelost in het water.
Als er wel een reactie plaatsvindt, zie je dat de oplossing troebel wordt. Dit betekent dat er een vaste stof ontstaat die in de vloeistof zweeft. De ontstane troebele vloeistof noemen we een suspensie. Na een tijdje zal deze vaste stof naar de bodem zakken. Dit is het nieuwe zout dat gevormd is en niet goed oplost in water. Deze vaste stof noemen we de neerslag.
Welke neerslag ontstaat er?
Als je weet dat er een reactie plaatsvindt en er een neerslag ontstaat, kun je aan de hand van de volgende stappen onderzoeken welk zout de neerslag vormt. We gebruiken hiervoor een voorbeeld: we mengen natriumcarbonaat (een zoutoplossing) met calciumchloride (ook een zoutoplossing).
Stap 1: Maak een mini-oplosbaarheidstabel
Om te ontdekken welke neerslag er ontstaat, begin je met het maken van een kleine tabel voor jezelf. Je tekent een tabel met plek voor vier ionen. In de linkerkolom schrijf je de positieve ionen (plusjes) onder elkaar en in de bovenste rij schrijf je de negatieve ionen (minnetjes).
Stap 2: Vul de ionen in
Vul nu de ionen in van de zoutoplossingen die je gaat mengen. In ons voorbeeld met natriumcarbonaat en calciumchloride zijn dit de ionen:
•Positieve ionen: natrium(\mathrm{Na}^{+})en calcium(\mathrm{Ca}^{2+}).
•Negatieve ionen: carbonaat(\mathrm{CO}_{3}^{ 2-})en chloride(\mathrm{Cl}^{-}).
| \mathrm{CO}_{3}^{2-} | \mathrm{Cl}^{-} |
\mathrm{Na}^{+} |
|
|
\mathrm{Ca}^{2+} |
|
|
Stap 3: Gebruik de Binas-tabel
Nu ga je de mini-tabel invullen met informatie uit de grote oplosbaarheidstabel. Deze kun je vinden in de Binas. Je kijkt welke combinaties van ionen 'goed' (g) met elkaar reageren en welke 'slecht' (s). Een 'g' betekent dat de ionen goed opgelost blijven en geen neerslag vormen. Een 's' betekent dat er een neerslag ontstaat.
•Natrium(\mathrm{Na}^{+})en carbonaat(\mathrm{CO}_{3}^{ 2-})reageren goed (g). Dit wisten we al, want dit was ons eerste zout.
•Calcium(\mathrm{Ca}^{2+})en chloride(\mathrm{Cl}^{-})reageren goed (g). Dit was ons tweede zout.
•Calcium(\mathrm{Ca}^{2+})en carbonaat(\mathrm{CO}_{3}^{ 2-})reageren slecht (s). Hier ontstaat de neerslag!
•Natrium(\mathrm{Na}^{+})en chloride(\mathrm{Cl}^{-})reageren goed (g). Hier gebeurt niets.
Je ziet dat alleen de combinatie van calcium en carbonaat slecht reageert. Dit betekent dat calciumcarbonaat(\mathrm{CaCO}_{3})de neerslag zal vormen.
| \mathrm{CO}_{3}^{2-} | \mathrm{Cl}^{-} |
\mathrm{Na}^{+} | g | g |
\mathrm{Ca}^{2+} | s | g |
Stap 4: Stel de neerslagreactie op
De laatste stap is het opstellen van de neerslagreactie. Een neerslagreactie laat zien welke ionen de vaste stof vormen. Het lijkt op een indampreactie, maar dan specifiek voor ionen die slecht met elkaar reageren.
De ionen die slecht reageerden waren calciumionen(\mathrm{Ca}^{2+})en carbonaationen(\mathrm{CO}_{3}^{ 2-}). Deze vormen samen de neerslag calciumcarbonaat(\mathrm{CaCO}_{3}). De vergelijking ziet er zo uit:
\mathrm{Ca}^{2+}\,(\text{aq}) + \mathrm{CO}_{3}^{ 2-}\,(\text{aq})\rightarrow \mathrm{CaCO}_{3}\,(\text{s})
Let goed op dat het zout dat ontstaat een neutrale lading heeft. In dit geval heeft\mathrm{Ca}^{2+}een lading van +2 en\mathrm{ CO}_{3}^{ 2-}een lading van -2. Samen is dit 0, dus de verhoudingsformule klopt. Soms is dit niet het geval en moet je de verhoudingsformule kloppend maken (bijvoorbeeld door coëfficiënten toe te voegen, zoals bij\mathrm{Al}^{3+}en\mathrm{OH}^{-}).
Tribune-ionen
Toen je de zoutoplossingen mengde, waren er in ons voorbeeld vier soorten ionen aanwezig:\mathrm{Na}^{+},\mathrm{Ca}^{2+},\mathrm{CO}_{3}^{ 2-}en\mathrm{ Cl}^{-}. In de neerslagreactie hebben we echter alleen de calciumionen en carbonaationen gebruikt. De andere ionen, in dit geval natriumionen (\mathrm{Na}^{+}) en chloride-ionen (\mathrm{Cl}^{-}) , waren wel aanwezig in de oplossing, maar deden niet mee aan de reactie. Ze keken als het ware toe vanaf de "tribune". Deze ionen noemen we tribune-ionen. Je hoeft ze niet op te schrijven in de neerslagreactie.
Hydroxide-ionen uit natriumhydroxide halen
Stel, je hebt een oplossing van natriumhydroxide(\mathrm{NaOH})en je wilt de hydroxide-ionen(\mathrm{OH}^{-})hieruit halen. Dit kun je doen door een neerslagreactie te laten plaatsvinden.
Wat willen we?
Ons doel is om\mathrm{OH}^{-}als neerslag te krijgen. Hiervoor moeten we een stof toevoegen die slecht reageert met\mathrm{OH}^{-}, maar goed met het oorspronkelijke positieve ion (\mathrm{Na}^{+}) . Bovendien moet de toe te voegen stof zelf goed oplosbaar zijn in water, zodat je hiervan een oplossing kunt maken.
Stappenplan
1.Eerst lossen we\mathrm{NaOH}op in water. We hebben dan\mathrm{Na}^{+}\text{-ionen}en\mathrm{ OH}^{-}\text{-ionen}in de oplossing.
2.We zoeken in de Binas een positief ion (een plusje) dat slecht reageert met\mathrm{OH}^{-}. Een voorbeeld hiervan is het aluminiumion(\mathrm{Al}^{3+}), aangezien de oplosbaarheidstabel hier een 's' (slecht oplosbaar) vermeldt.
3.Nu moeten we ervoor zorgen dat we de\mathrm{Al}^{3+}\text{-ionen}aan onze natriumhydroxide-oplossing kunnen toevoegen. De\mathrm{Al}^{3+}\text{-ionen}moeten dus uit een zoutoplossing komen. We zoeken een negatief ion (een minnetje) dat goed reageert met\mathrm{Al}^{3+}, zodat het zout (bijvoorbeeld aluminiumchloride) een goed oplosbaar zout vormt en oplost. Veel negatieve ionen vormen goed oplosbare zouten met\mathrm{Al}^{3+}. We kiezen bijvoorbeeld chloride(\mathrm{Cl}^{-}).
4.Tot slot controleren we of dit nieuwe negatieve ion (\mathrm{Cl}^{-}) niet per ongeluk reageert met ons oorspronkelijke positieve ion(\mathrm{Na}^{+}). Natriumchloride(\mathrm{NaCl})lost goed op, dus dat is geen probleem.
We hebben dus ontdekt dat we aluminiumchloride(\mathrm{AlCl}_{3})kunnen toevoegen aan de natriumhydroxide-oplossing. De\mathrm{Al}^{3+}\text{-ionen}zullen dan reageren met de\mathrm{OH}^{-}\text{-ionen}en een neerslag vormen, waardoor de\mathrm{OH}^{-}\text{-ionen}uit de oplossing worden gehaald. Let op dat je de verhoudingsformule van aluminiumchloride kloppend maakt:\mathrm{AlCl}_{3}, omdat aluminium een lading van 3+ heeft en chloride een lading van 1-.
