Practicum: Isomerie bij koolwaterstoffen – bouwen en vergelijken – Scheikunde Klas 3 HAVO

In dit practicum voor klas 3 havo bouw je alle isomeren van C₄H₁₀, C₅H₁₂ en C₄H₈. Je ontdekt dat dezelfde molecuulformule bij verschillende stoffen kan horen, en je verklaart de verschillen in kookpunt.

Leerdoel

Na dit practicum kun je structuurisomeren van alkanen en alkenen bouwen en tekenen, ze systematisch een naam geven en het verschil in kookpunt tussen vertakte en onvertakte isomeren verklaren.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: HAVO klas 3 | Vak: Scheikunde | Domein: B1 Deeltjesmodellen; B3 Bindingen en eigenschappen | Isomerie, structuurisomeer, alkanen, alkenen, vertakking, kookpunt, Van der Waals-kracht

Benodigdheden

• Toytomics Basic Set Magnetic (valentie-elektronenmodel), één set per groepje van 2 of 3 leerlingen
• Papier en potlood
• Binas (nomenclatuur)

Achtergrondinformatie

Structuurisomeren hebben dezelfde molecuulformule, maar een verschillende volgorde van de atomen. Het zijn verschillende stoffen met eigen eigenschappen.

Kookpunten van de isomeren van C₅H₁₂: pentaan 36 °C, 2-methylbutaan 28 °C, 2,2-dimethylpropaan 10 °C.

Bouw per opdracht het model eerst helemaal af en haal het daarna weer uit elkaar. De set bevat 6 koolstofatomen en 14 waterstofatomen.

Werkwijze

Deel A – Isomeren van C₄H₁₀

1. Bouw butaan, met alle vier koolstofatomen in een rij.
2. Haal het uit elkaar en bouw een tweede molecuul met dezelfde formule, maar nu met een zijtak.
3. Teken beide structuurformules en noteer de namen.

Deel B – Isomeren van C₅H₁₂

1. Zoek alle manieren om 5 koolstofatomen en 12 waterstofatomen te verbinden. Controleer elke keer dat elk koolstofatoom vier bindingen heeft.
2. Teken ze en geef elk isomeer een systematische naam.

Deel C – Isomeren van C₄H₈ (alkenen)

1. Bouw but-1-een, but-2-een en 2-methylpropeen. Zoek de dubbele binding.
2. Controleer de molecuulformule bij elk model.

Verwerkingsvragen

1. Hoeveel structuurisomeren heb je gevonden voor C₄H₁₀ en voor C₅H₁₂? Geef de namen.
2. Waarom is 2-methylpropeen een isomeer van but-1-een, maar propeen niet?
3. De kookpunten van de C₅H₁₂-isomeren dalen met toenemende vertakking. Verklaar dat.
4. Kun je bij de alkenen met C₄H₈ ook een isomeer bouwen zonder dubbele binding? Beschrijf de bouw.

Uitwerking

V1: C₄H₁₀: 2 isomeren, butaan en 2-methylpropaan. C₅H₁₂: 3 isomeren, pentaan, 2-methylbutaan en 2,2-dimethylpropaan.

V2: 2-methylpropeen en but-1-een hebben beide de formule C₄H₈, maar een andere volgorde van de atomen. Propeen is C₃H₆ en heeft een andere molecuulformule.

V3: Een vertakt molecuul is compacter. Het raakt andere moleculen op minder plekken, dus zijn de Van der Waals-krachten zwakker en is er minder energie nodig om het te laten koken.

V4: Ja, een ring. Cyclobutaan (vier koolstofatomen in een ring) en methylcyclopropaan hebben ook de formule C₄H₈. Er zitten dan geen dubbele bindingen in, maar de ring zorgt voor het tekort aan waterstofatomen.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert de Toytomics Basic Set Magnetic voor het bouwen van isomeren 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.