---
title: "Ionaire en moleculaire vaste stoffen oplossen"
book: "Scheikunde van basisschool tot bovenbouw"
subject: chemistry
language: nl
chapter: 31
exercises: 15
source: https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/31-ionaire-en-moleculaire-vaste-stoffen-oplossen
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)"
---

# Hoofdstuk 31 — Ionaire en moleculaire vaste stoffen oplossen

Een snufje zout dat je door water roert, verdwijnt in een paar seconden; hetzelfde snufje door slaolie geroerd, blijft onveranderd op de bodem van het glas liggen, zolang je er ook naar kijkt. Een vette pan die je onder de kraan afspoelt, blijft vet; één druppel afwasmiddel, en het vet laat los. Wat bepaalt of een stof in een vloeistof [oplost](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/2-mengen-en-oplossen#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve)? Het antwoord zit in de [partiële ladingen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/30-elektronegativiteit-polariteit-en-krachten-tussen-moleculen#def-g11-polarity-and-cohesion-polar-bond) en de krachten tussen deeltjes uit het vorige hoofdstuk.

**Wat je al weet.**

[Oplosbaarheid](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solubility); [mengbare](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-miscible) en [niet-mengbare](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-miscible) vloeistoffen ([Hoofdstuk 9](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#ch-g6-solutions-and-solubility)). Een [ionverbinding](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ionic-compound) bestaat uit [kationen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion) en [anionen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion) in verhoudingen die haar neutraal maken ([Hoofdstuk 17](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#ch-g9-ions)). Polaire en [apolaire moleculen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/30-elektronegativiteit-polariteit-en-krachten-tussen-moleculen#def-g11-polarity-and-cohesion-polar-molecule), [waterstofbruggen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/30-elektronegativiteit-polariteit-en-krachten-tussen-moleculen#def-g11-polarity-and-cohesion-hydrogen-bond), [vanderwaalsbindingen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/30-elektronegativiteit-polariteit-en-krachten-tussen-moleculen#def-g11-polarity-and-cohesion-van-der-waals) ([Hoofdstuk 30](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/30-elektronegativiteit-polariteit-en-krachten-tussen-moleculen#ch-g11-polarity-and-cohesion)). [Vloeistof-vloeistofextractie](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/22-chemische-stoffen-natuurlijk-en-synthetisch#def-g10-chemical-species-extraction) ([Hoofdstuk 22](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/22-chemische-stoffen-natuurlijk-en-synthetisch#ch-g10-chemical-species)). [Molaire concentratie](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/26-concentratie-en-verdunning#def-g10-concentration-and-dilution-molar-concentration) ([Hoofdstuk 26](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/26-concentratie-en-verdunning#ch-g10-concentration-and-dilution)).

## 31.1 Een ionaire vaste stof oplossen

In een kristal natriumchloride is elk natriumion $\ce{Na+}$ omringd door [chloride-ionen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion) $\ce{Cl-}$ en elk [chloride-ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion) door natriumionen, allemaal bijeengehouden door de aantrekking tussen tegengestelde ladingen. Watermoleculen, die polair zijn, worden door deze ladingen aangetrokken: hun zuurstofkant ($\delta^-$) draait naar de [kationen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion), hun waterstofkant ($\delta^+$) naar de [anionen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion).

**Definitie 31.1 (Dissociatie).**

De *dissociatie* van een ionaire vaste stof in een [oplosmiddel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute) is het van elkaar loskomen van haar [ionen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion): ze verlaten het kristal en verspreiden zich in de oplossing.

**Definitie 31.2 (Solvatatie, hydratatie).**

De *solvatatie* van een opgelost deeltje is het omringd worden door [moleculen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/11-atomen-en-moleculen#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) van het [oplosmiddel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute), die er door aantrekking aan vastgehouden worden; in water heet dat *hydratatie*. Het symbool (aq) na een formule betekent “gehydrateerd”.

**Propositie 31.3 (Drie stadia van oplossen).**

Een ionaire vaste stof lost in water op in drie stadia die tegelijk gebeuren: de [ionen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion) worden uit het kristal getrokken ([dissociatie](#def-g11-dissolution-dissociation)), omringd door watermoleculen ([hydratatie](#def-g11-dissolution-solvation)), en over de hele oplossing verspreid (dispersie). Voor natriumchloride:

$$
\ce{NaCl(s) -> Na+(aq) + Cl-(aq)} .
$$

**Bewijs.** Aangenomen: de aantrekkingen tussen de [ionen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion) en de polaire watermoleculen zijn samen sterk genoeg om die tussen de [ionen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion) van het kristal te vervangen. ∎

![Natriumchloride lost op. Een natriumion en een chloride-ion hebben het kristal verlaten; elk is gehydrateerd. Rond het kation draaien de watermoleculen hun zuurstofatomen (rood, -) naar binnen, rond het anion hun waterstofatomen (wit, +).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-dissolution/fig-9c8025a60066.svg)

*Natriumchloride [lost op](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/2-mengen-en-oplossen#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve). Een natriumion en een [chloride-ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion) hebben het kristal verlaten; elk is gehydrateerd. Rond het [kation](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion) draaien de watermoleculen hun zuurstofatomen (rood, $\delta^-$) naar binnen, rond het [anion](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion) hun waterstofatomen (wit, $\delta^+$).*

## 31.2 Concentraties van de ionen

**Methode 31.4 (Concentratie van elk ion).**

1. Schrijf de oplosvergelijking op, kloppend in [atomen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/11-atomen-en-moleculen#def-g7-atoms-and-molecules-atom) en in lading: voor calciumchloride, $\ce{CaCl2(s) -> Ca^{2+}(aq) + 2Cl-(aq)}$ .
2. Bereken de hoeveelheid $n$ opgeloste vaste stof, en de concentratie $c = n / V$ van de oplossing aan [opgeloste stof](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute) .
3. Elk [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion) heeft de concentratie $c$ vermenigvuldigd met zijn [coëfficiënt](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/13-behoud-van-massa-en-kloppende-reactievergelijkingen#def-g8-balanced-equations-coefficient) in de vergelijking: hier $[\ce{Ca^{2+}}] = c$ en $[\ce{Cl-}] = 2c$ .

De vierkante haken $[\ldots]$ geven de [molaire concentratie](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/26-concentratie-en-verdunning#def-g10-concentration-and-dilution-molar-concentration) van een [opgeloste stof](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute) aan.

**Voorbeeld 31.5 (Calciumchloride).**

$5.55\,\mathrm{g}$ calciumchloride ($M = 111.1\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$) opgelost tot $500.0\,\mathrm{mL}$ oplossing: $n = 0.0500\,\mathrm{mol}$, $c = 0.100\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$, dus $[\ce{Ca^{2+}}] = 0.100\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ en $[\ce{Cl-}] = 0.200\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$. De oplossing is neutraal: $2 \times
0.100$ positieve lading per liter tegenover $1 \times 0.200$ negatieve.

## 31.3 Polariteit en oplosbaarheid

**Propositie 31.6 (Soort zoekt soort).**

Een polair [oplosmiddel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute), zoals water, lost ionaire vaste stoffen en polaire stoffen op, vooral die welke er [waterstofbruggen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/30-elektronegativiteit-polariteit-en-krachten-tussen-moleculen#def-g11-polarity-and-cohesion-hydrogen-bond) mee kunnen vormen; een apolair [oplosmiddel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute), zoals cyclohexaan of een plantaardige olie, lost apolaire stoffen op. Ionaire vaste stoffen lossen heel weinig op in apolaire [oplosmiddelen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute), en apolaire stoffen heel weinig in water.

**Bewijs.** Aangenomen: een stof lost goed op als de aantrekkingen die ze met het [oplosmiddel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute) kan vormen minstens zo sterk zijn als die welke ze verbreekt, tussen haar eigen deeltjes en tussen de [moleculen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/11-atomen-en-moleculen#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) van het [oplosmiddel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute). ∎

**Voorbeeld 31.7 (Drie gevallen).**

Ethanol [mengt](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/2-mengen-en-oplossen#def-g2-mixing-and-dissolving-mix) in alle verhoudingen met water: zijn $\ce{O-H}$-groep vormt [waterstofbruggen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/30-elektronegativiteit-polariteit-en-krachten-tussen-moleculen#def-g11-polarity-and-cohesion-hydrogen-bond) met water. Zout [lost op](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/2-mengen-en-oplossen#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) in water, maar niet in olie. Jood, $\ce{I2}$, een [apolair molecuul](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/30-elektronegativiteit-polariteit-en-krachten-tussen-moleculen#def-g11-polarity-and-cohesion-polar-molecule), lost slecht op in water (ongeveer $0.3\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$, een bruine oplossing) maar goed in apolaire [oplosmiddelen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute) ($17\,\mathrm{g}$ per kilogram heptaan, een violette oplossing).

## 31.4 Vloeistof-vloeistofextractie, verklaard

Bij een [vloeistof-vloeistofextractie](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/22-chemische-stoffen-natuurlijk-en-synthetisch#def-g10-chemical-species-extraction) gaat een stof over van het ene [oplosmiddel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute) naar een ander, dat niet [mengbaar](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-miscible) is met het eerste en waarin ze beter [oplost](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/2-mengen-en-oplossen#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve). De regel “soort zoekt soort” zegt welk [oplosmiddel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute) je moet kiezen.

**In het laboratorium — Jood extraheren.**

Er wordt $20\,\mathrm{mL}$ bruine waterige joodoplossing in een scheitrechter gegoten met $10\,\mathrm{mL}$ cyclohexaan. De trechter wordt afgesloten, geschud, via de kraan ontlucht en weggezet. Er ontstaan twee lagen: cyclohexaan, dat minder dicht is, bovenop. De bovenste laag is nu violet, de onderste bijna kleurloos: het jood is overgegaan naar het cyclohexaan. De onderste laag wordt via de kraan afgetapt, en het jood blijft achter in het cyclohexaan.

![Jood uit water extraheren met cyclohexaan. Het apolaire jood gaat over naar het apolaire oplosmiddel; cyclohexaan, minder dicht dan water, drijft bovenop.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-dissolution/fig-84fd3f4771dd.svg)

*Jood uit water extraheren met cyclohexaan. Het apolaire jood gaat over naar het apolaire [oplosmiddel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute); cyclohexaan, minder dicht dan water, drijft bovenop.*

**Veiligheid.**

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-dissolution/fig-1664a80a99b8.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-dissolution/fig-0df833fa40ae.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-dissolution/fig-37c19258c5e2.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-dissolution/fig-259f91be137f.svg)

Cyclohexaan is zeer licht ontvlambaar, de damp maakt slaperig, het is schadelijk voor de longen als het wordt ingeslikt en zeer giftig voor in het water levende organismen. Jood is schadelijk bij contact met de huid en bij inademing. Zuurkast, veiligheidsbril en handschoenen, geen vlam in de buurt; het organische afval wordt ingezameld.

## 31.5 Zepen en amfifiele moleculen

**Definitie 31.8 (Hydrofiel, hydrofoob).**

Een stof of een deel van een [molecuul](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/11-atomen-en-moleculen#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) is *hydrofiel* als het door water wordt aangetrokken (ionaire of polaire groepen, groepen die [waterstofbruggen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/30-elektronegativiteit-polariteit-en-krachten-tussen-moleculen#def-g11-polarity-and-cohesion-hydrogen-bond) vormen); het is *hydrofoob* als dat niet zo is (lange ketens van koolstof- en waterstofatomen, apolair). Hydrofobe stoffen [lossen op](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/2-mengen-en-oplossen#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) in vetten en oliën.

**Definitie 31.9 (Amfifiel molecuul, micel).**

Een *amfifiel* [molecuul](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/11-atomen-en-moleculen#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) of [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion) heeft een [hydrofiele](#def-g11-dissolution-hydrophilic) kop en een [hydrofobe](#def-g11-dissolution-hydrophilic) staart. In water groeperen amfifiele [ionen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion) zich tot *micellen*: piepkleine bolletjes met de staarten binnenin, weg van het water, en de koppen aan het oppervlak, in contact ermee.

**Voorbeeld 31.10 (Een zeep).**

Natriumstearaat, $\ce{C17H35COONa}$ ($M = 306.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$), is een typische zeep, gemaakt van dierlijke of plantaardige vetten. In water lost het op als natriumionen $\ce{Na+}$ en stearaationen $\ce{C17H35COO-}$: een kop $\ce{-COO-}$, ionair, [hydrofiel](#def-g11-dissolution-hydrophilic), en een staart van 17 koolstofatomen, [hydrofoob](#def-g11-dissolution-hydrophilic).

![Het stearaation. In deze zigzagtekening is elk hoekpunt van de keten een koolstofatoom met waterstofatomen eraan (CH2, en CH3 aan het uiteinde); een later hoofdstuk legt deze verkorte schrijfwijze uit. Daaronder de gebruikelijke schets: een golvende staart en een ronde kop.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-dissolution/fig-e7d7789fd08d.svg)

*Het stearaation. In deze zigzagtekening is elk hoekpunt van de keten een koolstofatoom met waterstofatomen eraan ($\ce{CH2}$, en $\ce{CH3}$ aan het uiteinde); een later hoofdstuk legt deze verkorte schrijfwijze uit. Daaronder de gebruikelijke schets: een golvende staart en een ronde kop.*

**Propositie 31.11 (Hoe zeep vet verwijdert).**

Vet is [hydrofoob](#def-g11-dissolution-hydrophilic) en lost niet op in water. In zeepsop lossen de staarten van de zeepionen op in het vet, terwijl de koppen in het water blijven; het vet valt uiteen in piepkleine druppeltjes, elk ingepakt in een [micel](#def-g11-dissolution-amphiphilic) waarvan het geladen oppervlak naar het water gekeerd is, en de druppeltjes worden met het spoelwater afgevoerd.

**Bewijs.** Aangenomen: het volgt uit “soort zoekt soort”, toegepast op elk uiteinde van het [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion); de geladen koppen aan de buitenkant voorkomen ook dat de druppeltjes weer samenvloeien, omdat gelijke ladingen elkaar afstoten. ∎

![Een micel in doorsnede: zeepionen rond een vetdruppeltje, staarten naar binnen, geladen koppen naar buiten. Elke micel is aan het oppervlak negatief geladen, en micellen stoten elkaar af.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-dissolution/fig-abd267db9312.svg)

*Een [micel](#def-g11-dissolution-amphiphilic) in doorsnede: zeepionen rond een vetdruppeltje, staarten naar binnen, geladen koppen naar buiten. Elke [micel](#def-g11-dissolution-amphiphilic) is aan het oppervlak negatief geladen, en [micellen](#def-g11-dissolution-amphiphilic) stoten elkaar af.*

![Vette handen wassen: zeep voert het vet af in micellen.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-dissolution/img-8298d339a439.jpg)

*Vette handen wassen: zeep voert het vet af in [micellen](#def-g11-dissolution-amphiphilic).*

**Opmerking 31.12 (Hard water en kalkzeep).**

Hard water bevat veel calciumionen $\ce{Ca^{2+}}$ en magnesiumionen $\ce{Mg^{2+}}$, opgelost uit de gesteenten waar het doorheen is gestroomd. Met stearaationen vormen ze een [neerslag](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-precipitate) ([Hoofdstuk 17](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#ch-g9-ions)), calciumstearaat:

$$
\ce{2C17H35COO- + Ca^{2+} -> Ca(C17H35COO)2(s)} .
$$

Deze grijzige vaste stof is de kalkzeep die een rand in een wastafel vormt, en elk zeepion dat erin vastzit, is verloren voor het wassen: in hard water schuimt zeep slecht, tot er genoeg is toegevoegd om al het calcium neer te slaan.

![Kalkzeep in een wastafel: calciumstearaat, neergeslagen door hard water.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g11-dissolution/img-668f726c3796.jpg)

*Kalkzeep in een wastafel: calciumstearaat, neergeslagen door hard water.*

## 31.6 Oefeningen

**Oefening 31.1 ★.**

Schrijf de oplosvergelijkingen in water op van natriumchloride $\ce{NaCl}$, calciumchloride $\ce{CaCl2}$, natriumsulfaat $\ce{Na2SO4}$ en aluminiumchloride $\ce{AlCl3}$.

**Oplossing van Oefening 31.1.**

$\ce{NaCl(s) -> Na+(aq) + Cl-(aq)}$; $\ce{CaCl2(s) -> Ca^{2+}(aq) + 2Cl-(aq)}$; $\ce{Na2SO4(s) -> 2Na+(aq) + SO4^{2-}(aq)}$; $\ce{AlCl3(s) -> Al^{3+}(aq) + 3Cl-(aq)}$.

**Oefening 31.2 ★.**

Een oplossing van natriumsulfaat heeft $c = 0.050\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$. Geef de concentraties van de natriumionen en van de sulfaationen.

**Oplossing van Oefening 31.2.**

$[\ce{Na+}] = 2 \times 0.050 = 0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$; $[\ce{SO4^{2-}}] = 0.050\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$.

**Oefening 31.3 ★.**

Wat wordt er bedoeld met de [hydratatie](#def-g11-dissolution-solvation) van een [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion)? Welk uiteinde van een watermolecuul wijst naar een [kation](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion), welk naar een [anion](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion)? Waarom?

**Oplossing van Oefening 31.3.**

[Hydratatie](#def-g11-dissolution-solvation) is het omringd worden van het [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion) door watermoleculen die eraan vastgehouden worden. Het zuurstofuiteinde ($\delta^-$) wijst naar een [kation](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion), het waterstofuiteinde ($\delta^+$) naar een [anion](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion): tegengestelde ladingen trekken elkaar aan.

**Oefening 31.4 ★.**

Er wordt $2.67\,\mathrm{g}$ aluminiumchloride opgelost tot $200.0\,\mathrm{mL}$ oplossing. Bereken de concentratie van de oplossing en van elk [ion](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion).

**Oplossing van Oefening 31.4.**

$M(\ce{AlCl3}) = 27.0 + 3 \times 35.5 = 133.5\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$; $n = 2.67 / 133.5 = 0.0200\,\mathrm{mol}$; $c = 0.0200 / 0.2000 =
0.100\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$; $[\ce{Al^{3+}}] = 0.100\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$, $[\ce{Cl-}] = 0.300\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$.

**Oefening 31.5 ★.**

Benoem elk deel van het stearaation als [hydrofiel](#def-g11-dissolution-hydrophilic) of [hydrofoob](#def-g11-dissolution-hydrophilic), en zeg waarom.

**Oplossing van Oefening 31.5.**

De kop $\ce{-COO-}$ is ionair en wordt door water aangetrokken: [hydrofiel](#def-g11-dissolution-hydrophilic). De staart van 17 koolstofatomen, met alleen $\ce{C-C}$- en bijna apolaire $\ce{C-H}$-bindingen, is apolair: [hydrofoob](#def-g11-dissolution-hydrophilic).

**Oefening 31.6 ★★.**

Welk [oplosmiddel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute), water of cyclohexaan, zou je kiezen om op te lossen: zout; kaarsvet (lange koolwaterstofketens); suiker (veel $\ce{O-H}$-groepen); jood? Verantwoord elke keuze.

**Oplossing van Oefening 31.6.**

Zout: water (ionaire vaste stof, polair [oplosmiddel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-solute)). Kaarsvet: cyclohexaan (apolaire ketens). Suiker: water (zijn $\ce{O-H}$-groepen vormen [waterstofbruggen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/30-elektronegativiteit-polariteit-en-krachten-tussen-moleculen#def-g11-polarity-and-cohesion-hydrogen-bond) met water). Jood: cyclohexaan ([apolair molecuul](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/30-elektronegativiteit-polariteit-en-krachten-tussen-moleculen#def-g11-polarity-and-cohesion-polar-molecule)).

**Oefening 31.7 ★★.**

Ethanol $\ce{CH3-CH2-OH}$ [mengt](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/2-mengen-en-oplossen#def-g2-mixing-and-dissolving-mix) in alle verhoudingen met water, maar hexaan $\ce{C6H14}$ [mengt](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/2-mengen-en-oplossen#def-g2-mixing-and-dissolving-mix) niet met water. Leg uit.

**Oplossing van Oefening 31.7.**

De $\ce{O-H}$-groep van ethanol vormt [waterstofbruggen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/30-elektronegativiteit-polariteit-en-krachten-tussen-moleculen#def-g11-polarity-and-cohesion-hydrogen-bond) met watermoleculen, die de bruggen vervangen die ze verbreekt: ethanol past in water. Hexaan, apolair, kan zulke bindingen niet vormen; de watermoleculen, onderling verbonden door [waterstofbruggen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/30-elektronegativiteit-polariteit-en-krachten-tussen-moleculen#def-g11-polarity-and-cohesion-hydrogen-bond), laten het niet toe.

**Oefening 31.8 ★★.**

Kijk naar de figuur van de [micel](#def-g11-dissolution-amphiphilic). Waarom zitten de staarten binnenin en de koppen aan de buitenkant? Waarom vloeien twee [micellen](#def-g11-dissolution-amphiphilic) niet samen tot één grotere vetdruppel?

**Oplossing van Oefening 31.8.**

De [hydrofobe](#def-g11-dissolution-hydrophilic) staarten mijden het water en [lossen op](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/2-mengen-en-oplossen#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) in het vet, in het midden; de geladen koppen worden door water aangetrokken en blijven buiten. Alle [micellen](#def-g11-dissolution-amphiphilic) dragen negatieve ladingen aan hun oppervlak, en gelijke ladingen stoten elkaar af: ze blijven uit elkaar.

**Oefening 31.9 ★★.**

Een plantengeur is opgelost in water. Om hem te extraheren, kan een scheikundige ethanol of cyclohexaan gebruiken. Welk van de twee is geschikt, en waarom het andere niet (denk aan mengbaarheid)?

**Oplossing van Oefening 31.9.**

Cyclohexaan: het is niet [mengbaar](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-miscible) met water, dus het vormt een aparte laag die je kunt aftappen, en de geurstof (apolair) lost er goed in op. Ethanol is [mengbaar](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/9-oplossingen-en-oplosbaarheid#def-g6-solutions-and-solubility-miscible) met water: er ontstaat geen tweede laag, en er valt niets te scheiden.

**Oefening 31.10 ★★.**

Waarom ligt bij de joodextractie de cyclohexaanlaag bovenop? Welke laag wordt via de kraan afgetapt? Waar zit het jood aan het eind?

**Oplossing van Oefening 31.10.**

Cyclohexaan is minder dicht dan water. De onderste, waterige laag wordt via de kraan afgetapt. Het jood zit in de bovenste laag, het cyclohexaan, die in de trechter blijft.

**Oefening 31.11 ★★.**

Een blauwe kopersulfaatoplossing wordt geschud met cyclohexaan. Wat gebeurt er met de blauwe kleur? Leg uit.

**Oplossing van Oefening 31.11.**

Niets: kopersulfaat is ionair en lost niet op in het apolaire cyclohexaan. Het water blijft blauw en het cyclohexaan kleurloos.

**Oefening 31.12 ★★★.**

Hoeveel calciumchloride moet je [oplossen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/2-mengen-en-oplossen#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) om $250.0\,\mathrm{mL}$ oplossing te maken waarin $[\ce{Cl-}] = 0.300\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$?

**Oplossing van Oefening 31.12.**

$[\ce{Cl-}] = 2c$, dus $c = 0.150\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$; $n = 0.150 \times 0.2500 = 0.0375\,\mathrm{mol}$; $m = 0.0375 \times 111.1 = 4.17\,\mathrm{g}$.

**Oefening 31.13 ★★★.**

In een monster zeewater blijkt $0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ calciumionen en $0.053\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ magnesiumionen te zitten. Leg uit waarom gewone zeep in zeewater heel slecht schuimt. Hoeveel natriumstearaat zouden alleen de calciumionen van één liter zeewater neerslaan?

**Oplossing van Oefening 31.13.**

De calcium- en magnesiumionen slaan de stearaationen neer als kalkzeep: de zeep is op voordat ze [micellen](#def-g11-dissolution-amphiphilic) kan vormen, en schuimt slecht. Alleen calcium: $0.010\,\mathrm{mol}$ $\ce{Ca^{2+}}$ neemt $0.020\,\mathrm{mol}$ stearaat in beslag, dat is $0.020 \times 306.0 =
6.1\,\mathrm{g}$ natriumstearaat per liter.

**Oefening 31.14 ★★★.**

Er wordt $100.0\,\mathrm{mL}$ natriumchlorideoplossing met $0.20\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ gemengd met $100.0\,\mathrm{mL}$ calciumchlorideoplossing met $0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$. Er ontstaat geen [neerslag](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-precipitate). Bereken de concentraties van $\ce{Na+}$, $\ce{Ca^{2+}}$ en $\ce{Cl-}$ in het [mengsel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/8-zuivere-stoffen-en-mengsels#def-g6-pure-substances-and-mixtures-mixture), en controleer dat het neutraal is.

**Oplossing van Oefening 31.14.**

Volume $0.2000\,\mathrm{L}$. $\ce{Na+}$: $0.020 / 0.2000 = 0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$; $\ce{Ca^{2+}}$: $0.010 / 0.2000 = 0.050\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$; $\ce{Cl-}$: $(0.020 + 0.020) / 0.2000 = 0.20\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$. Positieve lading: $0.10 + 2 \times 0.050 = 0.20$; negatieve: $0.20$. Neutraal.

**Oefening 31.15 ★★★.**

Jood [lost op](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/2-mengen-en-oplossen#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) tot ongeveer $0.3\,\mathrm{g}$ per liter water en $17\,\mathrm{g}$ per kilogram heptaan. Heptaan heeft een dichtheid van ongeveer $0.68\,\mathrm{kg}/\mathrm{L}$. Hoeveel keer meer jood kan een liter heptaan bevatten dan een liter water? Wat betekent dat voor een [extractie](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/22-chemische-stoffen-natuurlijk-en-synthetisch#def-g10-chemical-species-extraction)?

**Oplossing van Oefening 31.15.**

Een liter heptaan heeft een massa van $0.68\,\mathrm{kg}$ en kan $17 \times 0.68 = 12\,\mathrm{g}$ jood bevatten, ongeveer 40 keer meer dan een liter water. Als je ze samen schudt, gaat bijna al het jood over naar het heptaan: de [extractie](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/22-chemische-stoffen-natuurlijk-en-synthetisch#def-g10-chemical-species-extraction) is doeltreffend.

## 31.7 Probleem: Zeep en hard water

**Probleem 31.1.**

Weekendprobleem — hoeveel zeep gaat er in een bad met hard water verloren als kalkzeep?

Een kraanwater bevat per liter $120\,\mathrm{mg}$ calciumionen en $24\,\mathrm{mg}$ magnesiumionen. Een bad wordt gevuld met $150\,\mathrm{L}$ ervan, en de bader gebruikt een zeep van natriumstearaat, $\ce{C17H35COONa}$.

**Deel I — Wat er in het water zit.**

1. Waar komen de calcium- en magnesiumionen van kraanwater vandaan?
2. Bereken de [molaire concentraties](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/26-concentratie-en-verdunning#def-g10-concentration-and-dilution-molar-concentration) van de calciumionen en van de magnesiumionen.
3. De calciumionen gaan samen met waterstofcarbonaationen, $\ce{HCO3-}$ , alsof er calciumwaterstofcarbonaat $\ce{Ca(HCO3)2}$ was opgelost. Schrijf die oplosvergelijking op, en leid daaruit de concentratie waterstofcarbonaationen af die bij het calcium hoort.
4. Welke hoeveelheid calciumionen bevat het bad?

**Deel II — De zeep.**

5. Bereken de [molaire massa](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/25-de-mol-en-de-molaire-massa#def-g10-the-mole-molar-mass) van natriumstearaat.
6. Schrijf de oplosvergelijking in water op.
7. Welk deel van het stearaation is [hydrofiel](#def-g11-dissolution-hydrophilic) , welk [hydrofoob](#def-g11-dissolution-hydrophilic) ? Waarom heet het [amfifiel](#def-g11-dissolution-amphiphilic) ?
8. Beschrijf een [micel](#def-g11-dissolution-amphiphilic) , en leg uit hoe die vet van de huid verwijdert.
9. Waarom moet zeep in water opgelost worden, en niet in olie, om te wassen?

**Deel III — Kalkzeep.**

10. Schrijf de vergelijking op van de [neerslagreactie](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-precipitate) van calciumstearaat. Controleer dat de lading klopt.
11. Vul de [voortgangstabel](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/27-de-voortgangstabel#def-g10-reaction-progress-table-extent) in voor $1.00\,\mathrm{L}$ kraanwater en stearaationen in overmaat. Welke [beginstof](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/12-chemische-reacties-beginstoffen-en-reactieproducten#def-g7-chemical-reactions-reactant) is beperkend?
12. Welke hoeveelheid stearaationen gaat er per liter verloren aan het calcium?
13. Bereken de [molaire massa](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/25-de-mol-en-de-molaire-massa#def-g10-the-mole-molar-mass) van calciumstearaat, en de massa kalkzeep die per liter ontstaat.
14. Magnesiumstearaat slaat op dezelfde manier neer. Welke hoeveelheid stearaat nemen de magnesiumionen per liter in beslag?

**Deel IV — Het bad.**

15. Welke hoeveelheid stearaationen slaat het calcium van het hele bad neer?
16. Hoeveel zeep is dat?
17. Hoeveel zeep gaat er in totaal verloren als je het magnesium meetelt?
18. Stukken zeep wegen ongeveer $100\,\mathrm{g}$ . Hoeveel stukken neemt het calcium alleen in beslag?
19. Geef het eindantwoord: hoeveel zeep laat het calcium van één bad van $150\,\mathrm{L}$ van dit water verloren gaan als kalkzeep?

**Oplossing van Probleem 31.1.**

**1.** Uit de gesteenten waar het water doorheen is gestroomd (kalksteen, dolomiet, gips), die een beetje [oplossen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/2-mengen-en-oplossen#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve).

**2.** $[\ce{Ca^{2+}}] = 0.120 / 40.1 = 2.99 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$; $[\ce{Mg^{2+}}] = 0.024 / 24.3 = 9.9 \times 10^{-4}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$.

**3.** $\ce{Ca(HCO3)2 -> Ca^{2+}(aq) + 2HCO3-(aq)}$; dus $[\ce{HCO3-}] = 2 \times 2.99 \times 10^{-3} = 5.99 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$.

**4.** $2.99 \times 10^{-3} \times 150 = 0.449\,\mathrm{mol}$.

**5.** $18 \times 12.0 + 35 \times 1.0 + 2 \times 16.0 + 23.0 =
306.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$.

**6.** $\ce{C17H35COONa(s) -> C17H35COO-(aq) + Na+(aq)}$.

**7.** Kop $\ce{-COO-}$: [hydrofiel](#def-g11-dissolution-hydrophilic); staart $\ce{C17H35-}$: [hydrofoob](#def-g11-dissolution-hydrophilic). Het heeft beide soorten delen: [amfifiel](#def-g11-dissolution-amphiphilic).

**8.** Een piepklein bolletje van zeepionen, staarten naar binnen, koppen naar buiten. De staarten [lossen op](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/2-mengen-en-oplossen#def-g2-mixing-and-dissolving-dissolve) in het vet, dat uiteenvalt in druppeltjes die in [micellen](#def-g11-dissolution-amphiphilic) ingepakt zijn; de geladen oppervlakken houden de druppeltjes in het water uit elkaar, en het water spoelt ze weg.

**9.** De zeep moet [ionen](https://one-course.com/books/chemistry/1/nl/chapter/17-ionen-en-ionenoplossingen#def-g9-ions-ion) en [micellen](#def-g11-dissolution-amphiphilic) vormen, en daarvoor is water rond de koppen nodig; en het vet wordt door het spoelwater afgevoerd. In olie zou het vet gewoon opgelost op de huid blijven.

**10.** $\ce{2C17H35COO- + Ca^{2+} -> Ca(C17H35COO)2}$: ladingen $2 \times (-1) + 2 = 0$ links, $0$ rechts.

**11.** $\ce{C17H35COO-}$: overmaat $- 2x$; $\ce{Ca^{2+}}$: $2.99 \times 10^{-3} - x$; calciumstearaat: $x$. De calciumionen zijn beperkend: $x_{\max} = 2.99 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}$.

**12.** $2 \times 2.99 \times 10^{-3} = 5.99 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}$ per liter.

**13.** $M = 36 \times 12.0 + 70 \times 1.0 + 4 \times 16.0 + 40.1 =
606.1\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$; $2.99 \times 10^{-3} \times 606.1 = 1.81\,\mathrm{g}$ kalkzeep per liter.

**14.** $2 \times 9.9 \times 10^{-4} = 1.98 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}$ per liter.

**15.** $2 \times 0.449 = 0.898\,\mathrm{mol}$.

**16.** $0.898 \times 306.0 = 275\,\mathrm{g}$.

**17.** Magnesium: $9.9 \times 10^{-4} \times 150 = 0.148\,\mathrm{mol}$, dat $0.296\,\mathrm{mol}$ stearaat in beslag neemt, $91\,\mathrm{g}$ zeep; in totaal ongeveer $275 + 91 = 366\,\mathrm{g}$.

**18.** $275 / 100 \approx 2.7$ stukken.

**19.** Het calcium van één bad laat ongeveer $0.27\,\mathrm{kg}$ zeep verloren gaan als kalkzeep.