H4: Stoffen

In exameneenheid NASK1/K/4 Stoffen en materialen en NASK1/K/3 Leervaardigheden in het vak natuurkunde wordt beschreven wat je moet weten over stoffen, materialen en veiligheid. Je leert hoe je stoffen kunt herkennen aan hun eigenschappen, welke gevaren bepaalde stoffen met zich meebrengen en hoe je veilig kunt werken in het lab. De kennis uit deze eenheden wordt in het examen NaSk1 getoetst. Alle onderstaande onderdelen kunnen in een examenvraag voorkomen.

Inleiding#

In dit hoofdstuk leer je hoe je stoffen kunt herkennen en onderscheiden aan de hand van hun eigenschappen, zoals fase, kleur, geur, oplosbaarheid, kookpunt en smeltpunt. Daarnaast leer je welke gevaren het gebruik van bepaalde stoffen met zich meebrengt, hoe deze gevaren worden aangegeven en hoe je deze kunt voorkomen. Het hoofdstuk hoort bij exameneenheid NASK1/K/4 – Stoffen en materialen en bevat daarnaast onderdelen uit NASK1/K/3 – Leervaardigheden in het vak natuurkunde.

Over dit hoofdstuk#

Het hoofdstuk Stoffen en Materialen behandelt:

• Stofeigenschappen (fase, kleur, geur, oplosbaarheid, kookpunt, smeltpunt)
• Veiligheid bij het gebruik van stoffen (veiligheidskaarten, pictogrammen, beschermingsmiddelen)
• Natuurkundige processen en chemische reacties (faseovergangen, verbranding, roesten, uitharden van beton, lijmen, carbid)
• Scheidingsmethoden (filtreren, indampen)
• Veilig werken met stoffen (H- en P-zinnen, klein chemisch afval)

Relevante exameneenheden en subeenheden#

Na dit hoofdstuk kun je:

• Stoffen herkennen en onderscheiden aan de hand van hun eigenschappen.
• Uitleggen welke gevaren bepaalde stoffen met zich meebrengen en hoe je veilig kunt werken met gevaarlijke stoffen.
• Natuurkundige processen en chemische reacties herkennen en onderscheiden.
• Scheidingsmethoden zoals filtreren en indampen toepassen.
• Veilig omgaan met stoffen en apparatuur in het lab.

K/4/3 Stoffen herkennen en onderscheiden#

Stoffen kun je herkennen en onderscheiden aan de hand van de volgende stofeigenschappen:

Smeltpunt#

Het smeltpunt is de temperatuur waarbij een vaste stof begint te smelten. Vanaf dat moment verandert de stof van vast naar vloeibaar. Tijdens het smelten blijft de temperatuur gelijk, ook al verwarm je verder. De toegevoerde warmte wordt namelijk gebruikt om de stof te laten smelten. Als de stof helemaal is gesmolten, dan neemt de temperatuur weer toe.

In de grafiek zie je dat bij ongeveer 69 °C een horizontale lijn ontstaat. Dat betekent dat de stof aan het smelten is. Pas als alles gesmolten is, loopt de temperatuur weer verder op.

Het smeltpunt is voor elke zuivere stof altijd hetzelfde. Daardoor kun je het gebruiken om stoffen te herkennen. Bij mengsels is het smelten minder duidelijk en ontbreekt zo’n strak, horizontaal stukje in de grafiek.

Temperatuur-tijddiagram van het smelten van stearinezuur.

K/4/4 Gevaren van stoffen en veiligheidsmaatregelen#

Bij het werken met stoffen is het belangrijk om te weten welke gevaren ze met zich meebrengen en hoe je deze kunt herkennen en voorkomen.

Veiligheidspictogrammen#

De volgende pictogrammen geven aan welke gevaren een stof met zich meebrengt:

Beschermingsmiddelen#

Bij het werken met gevaarlijke stoffen moet je altijd de juiste beschermingsmiddelen gebruiken:

Veiligheidskaarten en gifwijzer#

• Veiligheidskaarten geven informatie over de gevaren van een stof en welke maatregelen je moet nemen.
• De gifwijzer geeft aan wat je moet doen bij vergiftiging of blootstelling aan een gevaarlijke stof. Een gifwijzer kan een boekje of een app zijn.

K/4/8 Natuurkundige processen en chemische reacties#

In het dagelijks leven kom je zowel natuurkundige processen als chemische reacties tegen. Het is belangrijk om het verschil te herkennen.

Verschil tussen natuurkundige processen en chemische reacties#

Voorbeelden uit het dagelijks leven#

Reactieschema’s#

De volgende reactieschema’s zijn belangrijk voor dit hoofdstuk:

1. Verbranding van aardgas (methaan): Methaan + zuurstof → koolstofdioxide + water

2. Reactie van carbid met water: Calciumcarbide + water → ethyn + calciumhydroxide

3. Verbranding van ethyn: Ethyn + zuurstof → koolstofdioxide + water

Scheidingsmethoden#

Veilig werken met stoffen#

Bij het werken met stoffen in het lab is het belangrijk om veilig te werken. Dit betekent dat je rekening houdt met H-zinnen (gevaaraanduidingen) en P-zinnen (voorzorgsmaatregelen).

H-zinnen en P-zinnen#

• H-zinnen (Hazard statements) geven aan welke gevaren een stof met zich meebrengt. Voorbeeld: H225 – Licht ontvlambare vloeistof en damp.
• P-zinnen (Precautionary statements) geven aan welke voorzorgsmaatregelen je moet nemen. Voorbeeld: P210 – Verwijderd houden van warmte, vonken, open vuur en andere ontstekingsbronnen.

Klein chemisch afval (kca)#

Klein chemisch afval moet altijd op de juiste manier worden verzameld en afgevoerd. Gebruik hiervoor de kca-bak in het lokaal.

K/3 Leervaardigheden in het vak natuurkunde#

1. Informatie uit bronnenmateriaal selecteren, verwerken en bewerken#

Je moet informatie kunnen halen uit:

• Veiligheidsvoorschriften
• Gebruiksaanwijzingen
• Technische handleidingen
• Tabellen, diagrammen en proefresultaten

4. Natuurkundige apparatuur herkennen en gebruiken#

De volgende apparatuur moet je kunnen herkennen en gebruiken:

9. De deelstappen van een onderzoek uitvoeren#

Bij het uitvoeren van een onderzoek volg je altijd de volgende stappen:

1. Onderzoeksvraag kiezen
2. Benodigdheden selecteren
3. Plan opstellen
4. Waarnemingen verrichten
5. Gegevens verzamelen en presenteren
6. Conclusies trekken