Practicum: Verbranding nabouwen – atomen herordenen – NaSk2 Klas 2 VMBO-T

In dit practicum voor klas 2 vmbo-t bouw je de verbranding van methaan met een molecuulmodel na. Je ontdekt dat atomen bij een reactie alleen een andere plek krijgen, en je schrijft de reactievergelijking op.

Leerdoel

Na dit practicum kun je met een model laten zien dat bij een reactie alle atomen behouden blijven, een reactievergelijking van een verbranding opstellen en uitleggen waarom je coëfficiënten nodig hebt.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: VMBO-T klas 2 | Vak: NaSk2 | Domein: NASK2/K/11 Bouw van de materie; NASK2/K/5 Mens en omgeving: verbranding; concept-examenprogramma 2029 (versie 2): B2 Reacties en processen ET9, ET20 | Verbranding, methaan, CO₂, H₂O, reactievergelijking, coëfficiënt, behoud van atomen, wet van behoud van massa

Benodigdheden

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

Achtergrondinformatie

Bij een verbranding reageert een brandstof met zuurstof. Methaan (CH₄, het belangrijkste bestanddeel van aardgas) levert bij volledige verbranding koolstofdioxide (CO₂) en water (H₂O).

In een reactievergelijking staan de beginstoffen links en de reactieproducten rechts. Bij elke reactie blijven alle atomen behouden: van elke soort staan er links evenveel als rechts. Het getal voor een formule heet de coëfficiënt en geeft het aantal moleculen aan.

Bij te weinig zuurstof ontstaat ook koolstofmonoxide (CO). Dat gas is giftig en je ruikt het niet.

Werkwijze

Deel A – De beginstoffen bouwen

1. Bouw 1 molecuul methaan (1 koolstofatoom en 4 waterstofatomen).
2. Bouw 2 zuurstofmoleculen (O₂). Elk molecuul bestaat uit twee zuurstofatomen met een dubbele binding.
3. Tel de atomen van elke soort en vul de kolom ‘Voor de reactie’ in.

Deel B – De reactie uitvoeren

1. Haal alle bindingen los, zodat je losse atomen overhoudt.
2. Bouw met dezelfde atomen koolstofdioxide en water. Hoeveel watermoleculen kun je maken?
3. Blijft er een atoom over of heb je er te weinig? Tel de atomen opnieuw en vul de kolom ‘Na de reactie’ in.

Deel C – De reactievergelijking

1. Schrijf de reactievergelijking op met de formules en de coëfficiënten die je met het model hebt gevonden.
2. Controleer dat links en rechts evenveel atomen van elke soort staan.

Deel D – Uitbreiding: waterstof

1. Bouw 2 waterstofmoleculen (H₂) en 1 zuurstofmolecuul (O₂). Laat ze reageren tot water.
2. Probeer het ook met 1 waterstofmolecuul en 1 zuurstofmolecuul. Wat blijft er over?

Telling van de atomen

Verwerkingsvragen

1. Vul de tabel in. Wat valt je op?
2. Waarom klopt de vergelijking CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O niet? Gebruik je model.
3. Een methaanmolecuul heeft een massa van 16 u, O₂ van 32 u, CO₂ van 44 u en H₂O van 18 u. Laat zien dat de massa voor en na de reactie gelijk is.
4. Bij te weinig zuurstof ontstaat koolstofmonoxide. Waarom is dat gevaarlijk?

Uitwerking

V1: Voor en na de reactie: 1 koolstofatoom, 4 waterstofatomen en 4 zuurstofatomen. De atomen zijn niet verdwenen of bijgekomen, ze hebben alleen een andere plek gekregen.

V2: Links staan 4 waterstofatomen en 2 zuurstofatomen, rechts 2 waterstofatomen en 3 zuurstofatomen. De juiste vergelijking is CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O. Met het model zie je dat er twee watermoleculen ontstaan en dat er twee zuurstofmoleculen nodig zijn.

V3: Links: 16 u + 2 × 32 u = 80 u. Rechts: 44 u + 2 × 18 u = 80 u. De massa blijft gelijk, omdat de atomen behouden blijven.

V4: Koolstofmonoxide is giftig en heeft geen geur of kleur, dus je merkt het niet op tijd. Daarom moeten verbrandingstoestellen voldoende zuurstof krijgen en moeten ruimtes worden geventileerd.

Uitbreiding: 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O. Met 1 H₂ en 1 O₂ blijft één zuurstofatoom over.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert de Toytomics Basic Set Magnetic voor het nabouwen van verbrandingsreacties 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.