Practicum: Brandbare stoffen – aardolie en koolwaterstoffen – NaSk2 Klas 2 VMBO-T

In dit practicum voor klas 2 VMBO-T demonstreer je hoe aardolie wordt gescheiden in fracties via destillatie. Je vergelijkt de kookpunten van koolwaterstoffen (alkanen) en koppelt aan de verbrandingsvergelijking, CO₂-uitstoot en het broeikaseffect.

Leerdoel

Na dit practicum kun je de samenstelling van aardolie beschrijven (alkanen: CnH2n+2), het raffinageproces (fractionele destillatie) uitleggen, koolwaterstoffen rangschikken op kookpunt, verbrandingsvergelijkingen schrijven voor alkanen, en de link leggen met CO₂-uitstoot en het broeikaseffect.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: VMBO-T klas 2 | Vak: NaSk2 | Domein: K/4 Verbranding, K/9 Productieprocessen | Aardolie, alkaan, koolwaterstof, fractionele destillatie, kookpunt, CO₂, broeikaseffect

Benodigdheden

Eenvoudige destillatieopstelling (kolf, thermometer, koeler, opvangbeker)
Ruwe aardolie-simulatie (mengsel van hexaan, octaan en paraffine-olie in bekende verhoudingen) of kant-en-klare fractionele destillatieset
Veiligheidsbril, labjas (BRANDGEVAAR: geen open vlam bij gebruik hexaan)
Elektrische kookplaat (geen brander bij koolwaterstoffen!)

Achtergrondinformatie

Aardolie is een mengsel van koolwaterstoffen (alkanen: CnH2n+2), bijv. pentaan C⁵H₁₂ (kp 36°C), octaan C₈H₁₈ (kp 126°C), hexadecaan C₁⁶H₃⁴ (kp 287°C). Fractionele destillatie: het mengsel wordt verhit; alkanen met laag kookpunt verdampen eerst. Fracties in volgorde van stijgend kookpunt: LPG → benzine → nafta → kero/diesel → stookolie → bitumen. Verbrandingsreactie: C₈H₁₈ + 12,5 O₂ → 8 CO₂ + 9 H₂O. CO₂-uitstoot versterkt het broeikaseffect.

Werkwijze

Giet 50 mL aardolie-simulatie in de destillatiekolf. Verhit langzaam op de elektrische kookplaat.
Noteer de temperatuur wanneer de eerste druppels condenseren (fractie 1: T < 70°C). Vang de fractie op tot T = 70°C. Dan fractie 2 (70–120°C). Dan fractie 3 (>120°C).
Vergelijk de drie fracties op kleur, viscositeit en geur.

Fractiestabel

Fractie	Temperatuurbereik	Kleur	Viscositeit	Toepassing
1 (licht)	< 70°C
2 (middel)	70–120°C
3 (zwaar)	> 120°C

Verwerkingsvragen

Schrijf de verbrandingsreactie van methaan (CH₂) volledig op (gebalanceerd).
Verklaar waarom benzine een lager kookpunt heeft dan diesel.
Verklaar het broeikaseffect en noem twee gevolgen voor het klimaat.

Uitwerking

V1: CH₂ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O. Links: 1 C, 4 H, 4 O. Rechts: 1 C, 4 H, 4 O. ✓

V2: Benzine bestaat uit kortere koolwaterstofketens (C⁵–C₁₀) met kleinere moleculen. Kleinere moleculen hebben zwakkere Van der Waals-krachten tussen de moleculen → minder energie nodig om te verdampen → lager kookpunt. Diesel (C₁₁–C₂₂) heeft langere ketens, sterkere aantrekkingskrachten → hoger kookpunt.

V3: Broeikaseffect: CO₂ en andere broeikasgassen (CH₂, H₂O-damp) in de atmosfeer absorberen infrarode straling die de aarde uitzendt. Ze zenden een deel terug naar de aarde → de aarde warmt verder op. Gevolgen: (1) stijging zeespiegel (smelten poolijs); (2) extremere weersomstandigheden (hittegolven, stormen, overstromingen).

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert elektrische kookplaten, destillatiesets en aardolie-simulatievloeistoffen voor koolwaterstof-praktika in het voortgezet scheikunde-onderwijs.

Bekijk het assortiment scheikunde artikelen Bekijk het assortiment natuurkunde artikelen of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

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