§3.3 Massa (Nova 3 havo)

• newEditor
• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Introductie

Leerlingen leren de wet van behoud van massa, gebruiken een vaste massaverhouding om hoeveelheden uit te rekenen en verklaren massaveranderingen bij verbranding en gasontwikkeling. Les bij Nova scheikunde 3 havo, 4e editie, hoofdstuk 3 Rekenen aan reacties, paragraaf 3.3. Met startvraag, theorie, opdrachten Kennis en Toepassing, een verdieping en de checklist leerdoelen.

3

Rekenen aan reacties

Paragraaf 3.3

Massa

Een kaars brandt op en lijkt te verdwijnen. Waar blijft de massa, en hoe reken je eraan?

Scheikunde havo 3 | bij Nova scheikunde 3 havo, 4e editie

Foto: Daniil Ryzhkov (CC BY 3.0)

Les bij Nova scheikunde 3 havo, 4e editie, hoofdstuk 3 Rekenen aan reacties, paragraaf 3.3 Massa. Ongeveer 40 minuten, scheikunde havo 3. Image credit: LessonUp Image credit: Daniil Ryzhkov, Wikimedia Commons (CC BY 3.0)

Hoofdstuk 3

Paragraaf 3.3

3.3  Massa

Leerdoelen

3.3.1

Je kunt de wet van behoud van massa uitleggen met een voorbeeld.

3.3.2

Je kunt met een massaverhouding uitrekenen hoeveel stof reageert of ontstaat.

3.3.3

Je kunt verklaren waarom de massa bij een reactie in een open vat soms lijkt te veranderen.

Practica en vaardigheden

V A A R D I G H E I D

Rekenen met verhoudingen

De leerdoelen staan in het boek bovenaan de paragraaf. Aan het eind van de les komen ze terug in de checklist. Image credit: LessonUp

Hoofdstuk 3

Paragraaf 3.3

Startvraag

Waar blijft de kaars?

Een kaars brandt helemaal op. Na afloop is er van de kaars niets meer over.

Is er massa verdwenen?

A

Ja, de massa is verdwenen

B

Ja, de massa is energie geworden

C

Nee, de massa zit in de gassen van de vlam

D

Nee, de massa zit nog in de kaars

Laat eerst stemmen en vraag dan naar de redenering. Bij de verbranding van kaarsvet ontstaan koolstofdioxide en waterdamp. Die ontsnappen als gas, daarom zie je niets. De massa van die gassen is samen met de massa van de verbruikte zuurstof precies gelijk aan wat er verbruikt is. De optie met energie is een veelgemaakte fout: bij gewone chemische reacties verandert de massa niet door energie.

Hoofdstuk 3

Paragraaf 3.3

Behoud van massa

Foto: Делфина (CC BY-SA 4.0)

Bij een chemische reactie verdwijnt er geen massa en komt er geen massa bij. De atomen blijven gewoon bestaan, ze zitten alleen anders aan elkaar.

• Totale massa van de beginstoffen = totale massa van de reactieproducten

• Dit is de wet van behoud van massa, ontdekt door de Franse scheikundige Antoine Lavoisier in de 18e eeuw

Lavoisier woog stoffen voor en na de reactie in een gesloten vat en zag dat de totale massa gelijk bleef. Beklemtoon dat het om de totale massa gaat: alle beginstoffen samen en alle producten samen, ook de gassen. Image credit: Делфина, Wikimedia Commons (CC BY-SA 4.0) Image credit: LessonUp

Hoofdstuk 3

Paragraaf 3.3

Opdrachten Kennis

1

Bij een reactie in een gesloten vat is de massa van de beginstoffen 12 g. Hoe groot is de massa van de producten?

A

6 g

B

12 g

C

24 g

D

Dat hangt van de reactie af

Door de wet van behoud van massa is dat altijd 12 g, zolang er niets het vat verlaat. Wie 'dat hangt van de reactie af' kiest, bedoelt vaak dat gassen verdwijnen. Maak duidelijk dat de wet voor de totale massa geldt, ook van gassen.

Hoofdstuk 3

Paragraaf 3.3

Massaverhouding

Stoffen reageren in een vaste verhouding.

Vaste verhouding

Voor een reactie geldt altijd dezelfde massaverhouding. Ijzer en zwavel reageren altijd in de verhouding 7 : 4.

Rekenen met verhouding

Met de verhouding rek je uit hoeveel gram je nodig hebt of krijgt: vermenigvuldig met hetzelfde getal.

De verhouding 7 : 4 komt uit metingen: 7 g ijzer reageert precies met 4 g zwavel tot 11 g ijzersulfide (met Binas-massa's klopt dat afgerond: 55,85 : 32,06 is ongeveer 7 : 4). Is er meer van een stof dan past in de verhouding, dan blijft er een overschot over. Image credit: LessonUp

Hoofdstuk 3

Paragraaf 3.3

Voorbeeldopdracht 1

Ijzer en zwavel reageren in de massaverhouding 7 : 4. Hoeveel gram zwavel reageert met 21 g ijzer?

gegeven

ijzer : zwavel = 7 : 4

ijzer = 21 g

gevraagd

massa zwavel in g

uitwerking

21 : 7 = 3

zwavel = 3 x 4 = 12

antwoord

Er reageert 12 g zwavel met 21 g ijzer.

Controle met behoud van massa: 21 g ijzer + 12 g zwavel = 33 g ijzersulfide. Dat is 3 x 11 g, passend bij de verhouding. Laat leerlingen eerst de factor 3 bepalen en pas dan vermenigvuldigen. Dat voorkomt rekenfouten met kruislings vermenigvuldigen. Image credit: LessonUp

Vul de ontbrekende woorden in.

Hoofdstuk 3

Paragraaf 3.3

Opdrachten Kennis

2

De massa van de beginstoffen is gelijk aan de massa van de reactieproducten.

Dit heet de wet van behoud van massa.

Stoffen reageren in een vaste massaverhouding.

beginstoffen

reactieproducten

behoud

massaverhouding

energie

oplossing

temperatuur

Laat leerlingen de wet in eigen woorden herhalen, bijvoorbeeld met de kaars uit de startvraag.

Hoofdstuk 3

Paragraaf 3.3

Opdrachten Toepassing

3

Magnesium en zuurstof reageren in de massaverhouding 3 : 2. Hoeveel g magnesiumoxide ontstaat uit 6,0 g magnesium?

Uitwerking: 6,0 : 3 = 2, dus zuurstof = 2 x 2 = 4,0 g. Magnesiumoxide = 6,0 + 4,0 = 10 g (behoud van massa). De verhouding 3 : 2 is afgerond: 24,3 : 16,0 is 1,52, dicht bij 1,5. Bij het practicum met magnesiumlint wordt het magnesiumoxide zwaarder omdat zuurstof erbij komt.

Hoofdstuk 3

Paragraaf 3.3

Opdrachten Toepassing

4

Een pluk staalwol wordt na het branden zwaarder. Hoe komt dat?

A

Er komt zuurstof uit de lucht bij het ijzer

B

De warmte maakt nieuwe massa

C

Er verdwijnt CO₂ uit het ijzer

D

Het ijzer wordt dichter, de massa blijft

IJzer reageert met zuurstof uit de lucht tot ijzeroxide. Die zuurstof is een beginstof die je niet had meegewogen. Het product weegt dus meer dan het ijzer alleen. Leerlingen verwachten bij verbranding vaak dat de massa afneemt omdat ze de gassen niet zien. Hier gebeurt het omgekeerde, omdat het product vast is.

Hoofdstuk 3

Paragraaf 3.3

Opdrachten Toepassing

★ 5

Een bruistablet reageert in een open glas op een balans. De massa daalt van 150,0 g naar 149,2 g. Wat is de verklaring?

A

Er is 0,8 g massa verdwenen

B

De wet geldt hier niet

C

Het water is verdampt door warmte

D

Koolstofdioxide is uit het glas ontsnapt

Steropdracht. Het bruisen is koolstofdioxide dat uit het open glas ontsnapt. De 0,8 g is de massa van dat gas. In een gesloten fles zou de balans 150,0 g blijven aangeven. Leerlingen kiezen vaak voor de tweede optie: de wet lijkt dan niet te kloppen. Benadruk dat het gas ook massa heeft.

Hoofdstuk 3

Paragraaf 3.3

V E R D I E P I N G

Waar komt de massa van een boom vandaan?

Foto: nosha (CC BY-SA 2.0)

Een boom groeit uit een zaadje tot een enorme stam. De grond wordt daardoor nauwelijks lichter. Bijna alle massa komt uit koolstofdioxide uit de lucht en uit water. Bij het verbranden van hout gaat die massa als koolstofdioxide en waterdamp weer terug naar de lucht.

Dit klassieke experiment is van Jan Baptist van Helmont (17e eeuw): een wilg groeide vijf jaar in een pot met afgewogen aarde. De wilg werd veel zwaarder, de aarde nauwelijks lichter. Hij concludeerde dat de massa uit water kwam. Nu weten we dat ook koolstofdioxide uit de lucht een grote rol speelt. Vraag leerlingen: waar zit de massa van het hout dat je verbrandt na afloop? Image credit: nosha, Flickr/Openverse (CC BY-SA 2.0) Image credit: LessonUp

Hoofdstuk 3

Paragraaf 3.3

Checklist leerdoelen

Welk leerdoel vind je nog het lastigst?

1

3.3.1 Behoud van massa uitleggen

2

3.3.2 Rekenen met massaverhouding

3

3.3.3 Massaverandering verklaren

4

Ik kan ze allemaal

In het boek sluit elke paragraaf af met de checklist leerdoelen. Gebruik de uitslag om te kiezen wat je de volgende les herhaalt.

3.3

Klik hier

voor meer kant-en-klare themalessen

Image credit: LessonUp