Practicum: Organische chemie – koolwaterstoffen en functionele groepen – Scheikunde Klas 3 VWO

In dit practicum voor klas 3 vwo onderzoek je de chemische eigenschappen van koolwaterstoffen en herkent functionele groepen via karakteristieke testen. Je vergelijkt alkanen (verzadigd) met alkenen (onverzadigd) via de broomwater- en kaliumpermanganaat-test.

Leerdoel

Na dit practicum kun je alkanen, alkenen en alkynen van elkaar onderscheiden via chemische testen, eenvoudige IUPAC-namen toekennen aan koolwaterstofverbindingen, de brandproef interpreteren en de reacties van alkenen (additie, oxidatie) beschrijven.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: VWO klas 3 | Vak: Scheikunde | Domein: B4 Bindingen, structuren en eigenschappen; G1 Chemie van het leven | Alkanen, alkenen, functionele groep, IUPAC, additiereactie, broomwater, oxidatie

Benodigdheden

• Hexaan (C⁶H⁺, alkaan) → zie CMR-vrij alternatief hieronder
• Cyclohexeen (C⁶H₁₀, alkeen)
• Broomwater (Br₂/H₂O, lichtgeel)
• Kaliumpermanganaat-oplossing (KMnO₄, 0,01 mol/L)
• Reageerbuisjes, pipetten
• Brandproefplaat (klein, voor brandvergelijking)
• Ethanol (96%), aceton, azijnzuur (om functionele groepen te herkennen) → zie CMR-vrij alternatief hieronder

⚠️ CMR-vrij alternatief voor hexaan en aceton

Hexaan staat op de SZW CMR-lijst (reproductietoxisch, categorie 2) en is in het voortgezet onderwijs niet toegestaan zonder uitgebreide risicoanalyse. Aceton staat eveneens op de CMR-lijst. Gebruik de volgende alternatieven:

• Heptaan (C⁷H₁⁶, i.p.v. hexaan) — een alkaan dat niet op de CMR-lijst staat en chemisch identiek gedrag vertoont bij de broomwater- en KMnO₄-test. De IUPAC-naam en molecuulformule in de werkwijze en uitwerking zijn aangepast naar heptaan.
• Aceton weglaten — aceton staat op de CMR-lijst. Voor het herkennen van functionele groepen in dit practicum volstaan ethanol en azijnzuur als voorbeeldstoffen.

Let op: heptaan is brandbaar (vlampunt −4 °C). Werk niet in de buurt van open vuur. Draag veiligheidsbril en handschoenen.

Achtergrondinformatie

Alkanen zijn verzadigde koolwaterstoffen (alleen C-C en C-H bindingen): weinig reactief. Alkenen bevatten een C=C dubbele binding: reactief via additie. Broomwater-test: alkeen ontkleurt Br₂-water (Br₂ addeert aan C=C); alkaan niet. KMnO₄-test: alkeen oxideert paars KMnO₄ naar bruin MnO₂; alkaan niet. Brandproef: meer C per H → roetiger vlam (alkeen roetiger dan alkaan).

Werkwijze

Proef 1 – Broomwater-test

1. Voeg 5 druppels heptaan toe aan 2 mL broomwater. Schud. Observeer kleurverandering.
2. Herhaal met cyclohexeen. Vergelijk.

Proef 2 – KMnO₄-test

1. Voeg 5 druppels heptaan toe aan 2 mL KMnO₄. Schud. Kleur verandert?
2. Herhaal met cyclohexeen.

Proef 3 – Brandproef

1. Brand een kleine hoeveelheid heptaan en cyclohexeen apart op een brandproefplaat. Observeer roet- en vlamkleur.

Observatietabel

Verwerkingsvragen

1. Schrijf de additiereactie van cyclohexeen met Br₂.
2. Geef de IUPAC-naam van CH₃-CH₂-CH(CH₃)-CH₂-CH₃.
3. Verklaar waarom alkenen een roetiger vlam geven dan alkanen.

Uitwerking

V1: Cyclohexeen + Br₂ → 1,2-dibromocyclohexaan (additiereactie aan de dubbele binding; Br addeert aan beide C-atomen van C=C).

V2: De hoofdketen heeft 5 C-atomen (pentaan), met een methylgroep op C3: 3-methylpentaan.

V3: Cyclohexeen (C:H-verhouding = 6:10, C/H = 0,60) heeft een hogere C/H-verhouding dan heptaan (C:H = 7:16, C/H = 0,44). Bij onvolledig verbranden van koolstofrijk materiaal vormt zich meer elementair koolstof (roet). Alkenen zijn koolstofrijker per aantal H-atomen dan alkanen met dezelfde koolstofketen.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert heptaan, cyclohexeen, reageerbuisjes en indicator-oplossingen voor organische scheikundepractika in het voortgezet onderwijs.

Bekijk het assortiment of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

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