Practicum: Waterstofbruggen en oplosbaarheid – glucose in water – Scheikunde Klas 2 HAVO

In dit practicum voor klas 2 havo bouw je moleculen na en onderzoek je welke stoffen waterstofbruggen kunnen vormen. Je koppelt dat aan de oplosbaarheid van suiker en olie in water.

Leerdoel

Na dit practicum kun je aangeven welke moleculen waterstofbruggen kunnen vormen, de waterstofbrug tekenen en met waterstofbruggen verklaren waarom glucose in water oplost en olie niet.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: HAVO klas 2 | Vak: Scheikunde | Domein: B3 Bindingen en eigenschappen | Waterstofbrug, polair, apolair, oplosbaarheid, glucose, hydrofiel, lipofiel, vrij elektronenpaar

Benodigdheden

• Toytomics Basic Set Magnetic (valentie-elektronenmodel), één set per groepje van 2 of 3 leerlingen
• Een vooraf gebouwd glucosemolecuul (door de docent) of de structuurformule van glucose
• Suiker, bakolie en gedestilleerd water
• Reageerbuizen met rek, spatel

Achtergrondinformatie

Een waterstofbrug is een aantrekkingskracht tussen een waterstofatoom dat aan zuurstof of stikstof is gebonden en een vrij elektronenpaar van een zuurstof- of stikstofatoom in een ander molecuul. Alleen moleculen met zo’n O–H- of N–H-groep en met een vrij elektronenpaar kunnen waterstofbruggen vormen.

Stoffen met veel OH-groepen, zoals glucose, lossen goed op in water: de OH-groepen vormen waterstofbruggen met watermoleculen. Zulke stoffen noem je hydrofiel. Een apolaire stof zoals olie kan geen waterstofbruggen vormen met water en lost niet op: lipofiel.

Het glucosemolecuul (C₆H₁₂O₆) heeft vijf OH-groepen. In het model zijn de waterstofbruggen magneetjes.

Werkwijze

Deel A – Drie moleculen bouwen

1. Bouw H₂O, NH₃ en CH₄.
2. Teken de Lewisstructuren. Zet de vrije elektronenparen erbij.
3. Wijs bij elk molecuul aan of het een O–H- of N–H-groep heeft en of er een vrij elektronenpaar is.

Deel B – Waterstofbruggen laten zien

1. Klap bij de waterstofatomen van H₂O en NH₃ het magneetje uit.
2. Probeer twee watermoleculen aan elkaar te koppelen. Probeer daarna NH₃ aan H₂O te koppelen.
3. Probeer twee CH₄-moleculen aan elkaar te koppelen. Wat merk je?

Deel C – Glucose in water

1. Neem het glucosemolecuul. Tel de OH-groepen.
2. Bouw een paar watermoleculen en koppel ze met de magneetjes aan de OH-groepen van glucose.

Deel D – Oplosbaarheid

1. Doe in een reageerbuis 5 mL water en een half schepje suiker. Schud en kijk.
2. Doe in een andere reageerbuis 5 mL water en 1 mL olie. Schud en laat staan.

Verwerkingsvragen

1. Welke van H₂O, NH₃ en CH₄ kunnen waterstofbruggen vormen? Leg uit.
2. Hoeveel OH-groepen heeft glucose? Verklaar met waterstofbruggen waarom glucose in water oplost.
3. Verklaar waarom olie niet in water oplost.

Uitwerking

V1: H₂O en NH₃ kunnen waterstofbruggen vormen: ze hebben een O–H- of N–H-groep en een vrij elektronenpaar. CH₄ kan dat niet, omdat de waterstofatomen aan koolstof zijn gebonden en koolstof geen vrij elektronenpaar heeft.

V2: Glucose heeft vijf OH-groepen. Elke OH-groep kan waterstofbruggen vormen met watermoleculen. Zo wordt een glucosemolecuul door water omringd en lost het op.

V3: Olie bestaat uit apolaire moleculen zonder O–H-groepen. Ze kunnen geen waterstofbruggen vormen met water. De watermoleculen trekken elkaar liever aan en olie blijft als aparte laag drijven.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert de Toytomics Basic Set Magnetic en reageerbuizen voor proeven over bindingen en oplosbaarheid in het voortgezet scheikundeonderwijs.

Welk type molecuulmodel past bij uw les? Lees het artikel Molecuulmodellen in de scheikundeles.

Bekijk het assortiment of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

Ontdek alle practica in de Labvakhandel kennisbank — voor biologie, scheikunde en natuurkunde.