§7.3 Karakteristieke groepen (Chemie Overal 3 havo)

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

Introductie

Leerlingen leren dat een karakteristieke groep de eigenschappen van een stof bepaalt, kennen de OH-groep van alcoholen en de COOH-groep van carbonzuren en geven eenvoudige stoffen een naam. Les bij Chemie Overal 8e editie, onderbouw 3 havo/vwo, hoofdstuk 7 Koolstofchemie, paragraaf 7.3. Met startvraag, theorie, opdrachten Kennis en Toepassing, een verdieping en de checklist leerdoelen.

7

Koolstofchemie

Paragraaf 7.3

Karakteristieke groepen

Alcohol in handgel en zuur in azijn: beide hebben een koolstofketen. Wat maakt ze dan zo anders dan aardgas?

Scheikunde havo 3 | bij Chemie Overal 8e editie, onderbouw 3 havo/vwo

Foto: SirVir (CC BY-SA 3.0)

Les bij Chemie Overal 8e editie, onderbouw 3 havo/vwo, hoofdstuk 7 Koolstofchemie, paragraaf 7.3 Karakteristieke groepen. Ongeveer 40 minuten, scheikunde havo 3. Image credit: LessonUp Image credit: SirVir, Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0)

Hoofdstuk 7

Paragraaf 7.3

7.3  Karakteristieke groepen

Leerdoelen

7.3.1

Je kunt uitleggen wat een karakteristieke groep is.

7.3.2

Je kunt alcoholen en carbonzuren herkennen aan hun karakteristieke groep.

7.3.3

Je kunt eenvoudige alcoholen en carbonzuren een naam geven.

Practica en vaardigheden

V A A R D I G H E I D

Stoffen indelen aan de hand van hun groep

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 7

Paragraaf 7.3

Startvraag

Geen koolwaterstof

Ethanol (C₂H₅OH) zit in handgel en drank. Het lijkt op ethaan, maar is geen koolwaterstof. Waarom niet?

A

er zit te weinig koolstof in

B

er zit stikstof in

C

er zit zuurstof in

D

er zit geen waterstof in

Laat eerst stemmen. Een koolwaterstof bestaat alleen uit koolstof en waterstof. Ethanol heeft ook een zuurstofatoom: dat zit in een OH-groep. Die groep maakt ethanol tot een heel ander soort stof dan ethaan. Ethaan is een gas (kookpunt ongeveer -89 °C), ethanol is een vloeistof (kookpunt ongeveer 78 °C). Image credit: Photos Public Domain, Wikimedia Commons (publiek domein)

Hoofdstuk 7

Paragraaf 7.3

Een groepje dat het verschil maakt

Een karakteristieke groep is een vast groepje atomen in een molecuul dat de eigenschappen van de stof bepaalt.

• de OH-groep (hydroxylgroep): alcoholen, naam eindigt op -ol

• de COOH-groep (carboxylgroep): carbonzuren, naam eindigt op -zuur

De rest van het molecuul is een koolstofketen, zoals bij de alkanen.

Stoffen met dezelfde karakteristieke groep gedragen zich op dezelfde manier. Zo hebben alle alcoholen een OH-groep en alle carbonzuren een COOH-groep. Dit helpt om heel veel stoffen te ordenen. Image credit: LessonUp

Hoofdstuk 7

Paragraaf 7.3

Opdrachten Kennis

1

Welke karakteristieke groep hoort bij alcoholen?

A

-CH₃

B

-COOH

C

-NH₂

D

-OH

Alcoholen hebben de OH-groep. -COOH hoort bij carbonzuren. -CH₃ is een methylgroep, een stukje koolstofketen.

Hoofdstuk 7

Paragraaf 7.3

Twee groepen stoffen

Je herkent ze aan de eindletters van de naam.

Alcoholen

Naam op -ol, groep -OH. Voorbeeld: ethanol, C₂H₅OH, in handgel en brandspiritus.

Carbonzuren

Naam op -zuur, groep -COOH. Voorbeeld: ethaanzuur, CH₃COOH, het zuur in azijn.

Ethaanzuur heet in het dagelijks leven azijnzuur. Azijn bevat ongeveer 5 procent ethaanzuur in water. Image credit: LessonUp

Hoofdstuk 7

Paragraaf 7.3

Voorbeeldopdracht 1

Geef de naam van CH₃-CH₂-OH.

gegeven

CH₃-CH₂-OH

gevraagd

de naam

uitwerking

2 C-atomen: stam eth

OH-groep: eindigt op -ol

antwoord

ethanol (C₂H₅OH)

Wie de alkaannaam kent, vervangt de uitgang -aan door -ol: ethaan wordt ethanol. Bij methanol (CH₃OH) zit er maar één C-atoom in. Methanol is giftig en niet geschikt om te drinken. Image credit: LessonUp

Hoofdstuk 7

Paragraaf 7.3

Eigenschappen van alcoholen en zuren

De karakteristieke groep geeft de stof zijn eigenschappen.

• alcoholen koken bij een hogere temperatuur dan alkanen met even lange keten: ethanol 78 °C, ethaan -89 °C

• korte alcoholen mengen goed met water

• carbonzuren geven een zure oplossing, met een pH onder de 7

Ethanol is bij kamertemperatuur dus een vloeistof, terwijl ethaan een gas is. De OH-groep zorgt voor een sterkere aantrekking tussen de moleculen. Dat uitleggen kan, maar voor het onderbouwniveau is het vaststellen van de eigenschap genoeg. Image credit: Obsidian Soul, Wikimedia Commons (CC0) Image credit: LessonUp

Vul de karakteristieke groepen in.

Hoofdstuk 7

Paragraaf 7.3

Opdrachten Kennis

2

De groep van een alcohol is -OH.

De groep van een carbonzuur is -COOH.

Een alcohol herken je aan een naam die eindigt op -ol.

-OH

-COOH

-ol

-CH₃

-aan

-zuur

-zuur is de uitgang van carbonzuren, -ol die van alcoholen en -aan die van alkanen. Laat leerlingen dit overzicht in hun schrift zetten.

Hoofdstuk 7

Paragraaf 7.3

Opdrachten Toepassing

3

Wat is de naam van CH₃-CH₂-CH₂-OH?

A

propaan

B

propanol

C

propaanzuur

D

ethanol

Drie C-atomen: prop. Een OH-groep: -ol. De naam is propanol. Propaan is de koolwaterstof zonder OH, ethanol heeft maar 2 C-atomen.

Hoofdstuk 7

Paragraaf 7.3

Opdrachten Toepassing

★ 4

Een stof geeft een zure oplossing (pH 3), heeft 2 C-atomen en bevat zuurstof. Welke formule past?

A

CH₃COOH

B

C₂H₅OH

C

C₂H₆

D

CH₃OH

Dit is de steropdracht: je combineert drie gegevens. Zuur betekent een carbonzuur (-COOH). CH₃COOH heeft 2 C-atomen en zuurstof. C₂H₅OH heeft ook 2 C-atomen maar is een alcohol, dus niet zuur. C₂H₆ heeft geen zuurstof en CH₃OH heeft maar 1 C-atoom.

Hoofdstuk 7

Paragraaf 7.3

Opdrachten Toepassing

5

Hoeveel waterstofatomen zitten er in één molecuul ethanol, C₂H₅OH?

5 H-atomen in C₂H₅ en 1 H-atoom in de OH-groep: samen 6. Daarom kun je ethanol ook als C₂H₆O schrijven. Controleer of leerlingen het H-atoom in de OH-groep meetellen.

Hoofdstuk 7

Paragraaf 7.3

V E R D I E P I N G

Alcohol in je handgel

Handgel bevat meestal ethanol of propanol. Deze alcoholen doden veel bacteriën en virussen en verdampen snel, waardoor je handen vlug droog zijn.

Praat na over veiligheid: alcohol is brandbaar. Kijk samen of de leerlingen een etiket met de stofnaam kunnen vinden, en welk -ol erop staat. Image credit: Seraphim Whipp, Wikimedia Commons (publiek domein) Image credit: LessonUp

Hoofdstuk 7

Paragraaf 7.3

Checklist leerdoelen

Welk leerdoel vind je nog het lastigst?

1

7.3.1 Wat is een karakteristieke groep?

2

7.3.2 Alcoholen en carbonzuren herkennen

3

7.3.3 Namen van alcoholen en zuren

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.

7.3

Klik hier

voor meer kant-en-klare themalessen

Image credit: LessonUp