Onderzoek:

Identificatie van organische stoffen op basis van fysische eigenschappen

1.Onderzoeksvraag

Hoe kunnen propanon, ethanol, n-pentaan, ethoxyethaan, benzoëzuur, n-heptaan, propaan-2-ol, oxaalzuur, glycerol en oliezuur van elkaar gescheiden worden op basis van fysische kenmerken?

2.Voorbereiding

Om te weten hoe de stoffen van elkaar gescheiden kunnen worden, is het belangrijk te weten wat de fysische eigenschappen zijn van elke stof. Deze worden weergegeven in onderstaande tabel

Om vervolgens de stoffen te kunnen scheiden, is het handig om op voorhand een schema te maken o.b.v de tabel van de verschillende fysische grootheden van de stoffen. Zo wordt onderstaand schema bekomen en vervolgens ook uitgetest.

3.Uitvoeren

a. Werkwijze

• Voor dit onderzoek werden de verschillende stappen doorlopen zoals weergegeven hierboven.

  De eerste stap bestond uit het scheiden van de stoffen o.b.v. het verschil in aggregatietoestand bij kamertemperatuur. De stoffen benzoëzuur en oxaalzuur zijn vaste stoffen, de overige zijn vloeistoffen.

  In een tweede stap werden de stoffen gescheiden o.b.v. de oplosbaarheid in water. Hierbij kunnen benzoëzuur en oxaalzuur gescheiden worden. Dit verschil is merkbaar in figuur 1.

• Daarnaast kunnen ook n-pentaan, n-heptaan en oliezuur gescheiden worden van de overige stoffen. Deze 3 stoffen zijn ook niet-oplosbaar in water. Dit verschil is merkbaar in figuur 2.

  Figuur 2: Verschil in oplosbaarheid tussen n-pentaan, n-heptaan, Oxaalzuur, Propanon, Ethanol en Ethoxyethaan.

Vervolgens werden de overige stoffen gescheiden o.b.v. de dichtheid. Hiervoor werd steeds 1g afgewogen met behulp van een weegschuitje en opgelost in 100 ml water. Op deze manier kan er een waarde bekomen worden in g/ml. Om te kunnen vergelijken met de gegevens uit de tabel wordt dit omgezet naar kg/m³. Om dit om te zetten naar kg/m³ moet dit getal vermenigvuldigd worden met 100. De dichtheden die zo bekomen worden zijn:

Wat hierbij opvalt is dat glycerol een veel grotere dichtheid heeft dan propanon, ethanol en ethoxyethaan. Deze laatste 3 liggen te dicht bij elkaar om van elkaar gescheiden te kunnen worden op basis van de dichtheid. Daarnaast zien we ook dat oliezuur een veel grotere dichtheid heeft dat n-pentaan en n-heptaan. Ook deze laatste 2 stoffen liggen te dicht bij elkaar om gescheiden te kunnen op basis van de dichtheid.

Tot slot werd er nog gescheiden o.b.v. het kookpunt. Dit werd gedaan met behulp van een destillatie-opstelling. Van de overige stoffen werd steeds apart het kookpunt bepaald. Dit werd gefilmd in combinatie met een thermometer. Zo kon achteraf het exacte kookpunt achterhaald worden door te kijken wanneer er voor het eerst een condensdruppel in de liebig-koeler terrecht kwam.

De kookpunten die op deze manier bekomen werden zijn:

Dit was de laatste stap in het onderzoek. n-pentaan en n-heptaan verschillen heel erg van kookpunt, wat ervoor zorgt dat ze zo gescheiden kunnen worden op basis van deze fysische grootheid. Daarnaast verschillen propanon, ethanol en ethoxyethaan ook voldoende om van elkaar gescheiden te kunnen worden.

b. Waarnemingen

Deze methode is een handige methode om de 9 stoffen van elkaar te kunnen onderscheiden. Het lijkt met ook de meest gemakkelijke manier. Het is logisch om te starten met de aggregatietoestand omdat hiervoor geen handelingen nodig zijn. Daarnaast zijn het meten van de oplosbaarheid in water en de dichtheid ook niet moeilijk om uit te voeren. Aangezien tot slot de overige stoffen gemakkelijk gescheiden kunnen worden op basis van het verschil in kookpunt, werd dit nog toegepast.