Scheikunde van basisschool tot bovenbouw · Grades 1–12
6Veranderingen die je niet kunt terugdraaien
Er wordt een ei in een hete pan gebroken. Binnen een paar seconden wordt het heldere, lopende eiwit stevig en wit, en de dooier wordt dikker. Haal de pan van het vuur, laat het ei afkoelen, zet het in de koelkast: het wordt nooit meer een rauw ei. Sommige veranderingen kun je terugdraaien en andere niet. Ze van elkaar onderscheiden is de eerste stap van de scheikunde.
Wat je al weet
Een vaste stof die in water oplost, is er nog: als het water opdroogt, blijft de vaste stof achter (Hoofdstuk 2). Bij een verbranding ontstaan nieuwe stoffen — as, rook, koolstofdioxide, waterdamp — en de brandstof is voorgoed weg (Hoofdstuk 5).
6.1 Veranderingen die je kunt terugdraaien
Definitie 6.1 (Omkeerbare verandering)
Een omkeerbare verandering is een verandering die je kunt terugdraaien, zodat je precies terugkrijgt waar je mee begon.
Voorbeeld 6.2 (Oplossen en opdrogen)
Suiker die je door water roert, lost op. Laat het water verdampen, en de suiker komt terug: dezelfde suiker, net zo zoet als eerst. Oplossen is een omkeerbare verandering.
Voorbeeld 6.3 (IJs en water)
Een ijsblokje smelt op een warm bord tot water; zet het water in de vriezer, en het wordt weer ijs. Smelten en bevriezen zijn omkeerbare veranderingen. (Waarom water smelt en bevriest, staat in het natuurkundeboek.)
Voorbeeld 6.4 (Mengen)
Zand dat met grind gemengd is, kun je weer uit elkaar zeven; modderwater kun je filtreren. Mengen is een omkeerbare verandering: er ontstaat niets nieuws, en de delen kunnen weer gescheiden worden (Hoofdstuk 3).
6.2 Veranderingen die je niet kunt terugdraaien
Definitie 6.5 (Onomkeerbare verandering en chemische verandering)
Een onomkeerbare verandering is een verandering die je niet zomaar kunt terugdraaien. Bij de meeste daarvan ontstaan nieuwe stoffen die er aan het begin niet waren: zo’n verandering heet een chemische verandering.
Voorbeeld 6.6 (Zes chemische veranderingen)
- Een ei bakken: het lopende, doorzichtige eiwit wordt stevig en wit.
- Een cake bakken: vloeibaar beslag wordt een luchtige cake, bruin aan de buitenkant, met een nieuwe geur.
- Branden: hout wordt as, rook, koolstofdioxide en waterdamp.
- Roesten: glanzend ijzer dat buiten in de regen blijft liggen, raakt bedekt met een bladderende oranjebruine stof, roest.
- Melk die zuur wordt: als je melk dagenlang vergeet, wordt ze dik, vormt ze klontjes en ruikt ze zuur.
- Een doorgesneden appel die bruin wordt: het lichte vruchtvlees kleurt binnen een uur bruin aan de lucht.
In elk geval is er iets nieuws gemaakt, en is er geen eenvoudige manier om terug te krijgen waar we mee begonnen.
6.3 Aanwijzingen dat er een nieuwe stof is ontstaan
Methode 6.7 (Is het een chemische verandering? Zoek de aanwijzingen)
Een nieuwe stof verraadt zich vaak door een van deze aanwijzingen:
- een nieuwe kleur (het bruin van een geroosterde boterham);
- gasbelletjes die in een vloeistof verschijnen zonder dat er verwarmd wordt (azijn op baksoda);
- een nieuwe geur (zure melk, aangebrande toast);
- er komt warmte of licht vrij (een brandende kaars);
- er verschijnt een vaste stof in een heldere vloeistof, of er vormen zich klontjes (melk die schift).
Eén aanwijzing alleen kan misleiden: kokend water bruist, maar er ontstaat niets nieuws — de belletjes zijn waterdamp, en het water komt terug als de damp afkoelt. Zoek naar meerdere aanwijzingen, en vraag je af: kan het worden teruggedraaid?
In het laboratorium — Azijn op baksoda
De docent doet een lepel baksoda, een wit poeder, onder in een bekerglas en giet er wat azijn bij. Het mengsel bruist en schuimt meteen op: er ontsnapt een gas, een aanwijzing voor een chemische verandering. Als het bruisen ophoudt, is de baksoda verdwenen, en door opdrogen krijg je die niet meer terug.
6.4 Nuttige en schadelijke veranderingen
Propositie 6.8 (Chemische veranderingen om ons heen)
Veel chemische veranderingen zijn nuttig: eten koken, brood bakken, gas verbranden om een huis te verwarmen, gips of cement dat hard wordt. Andere richten schade aan: ijzer dat roest, eten dat bederft, hout dat rot. We kunnen ze niet terugdraaien, maar we kunnen ze wel vertragen:
- eten blijft langer goed in de kou van een koelkast;
- verf of een laagje olie houdt lucht en water weg van ijzer;
- een doorgesneden appel met wat citroensap erover wordt langzamer bruin.
Opmerking 6.9 (Terug te draaien, maar niet zomaar)
“Niet terug te draaien” betekent dat er geen eenvoudige weg terug is, zoals afkoelen of opdrogen. Scheikundigen kunnen roest soms weer in ijzer omzetten, maar alleen met een hoogoven en nieuwe stoffen: dat is weer een chemische verandering, geen terugdraaien.
6.5 Oefeningen
Oefening 6.1 ★
Zeg van elke verandering of je ze kunt terugdraaien: chocolade smelten, een lucifer verbranden, zout in water oplossen, brood roosteren.
Oplossing
Oplossing van Oefening 6.1.
Chocolade smelten: terug te draaien (ze wordt weer hard als ze afkoelt). Een lucifer verbranden: niet. Zout oplossen: terug te draaien (laat het water verdampen). Brood roosteren: niet.
Oefening 6.2 ★
Wat is een chemische verandering? Geef twee voorbeelden uit de keuken.
Oplossing
Oplossing van Oefening 6.2.
Een verandering waarbij nieuwe stoffen ontstaan. In de keuken: een ei bakken, een cake bakken (ook: brood roosteren, een doorgesneden appel die bruin wordt).
Oefening 6.3 ★
Zout wordt in water opgelost. Hoe krijg je het zout terug? Is oplossen een omkeerbare verandering?
Oplossing
Oplossing van Oefening 6.3.
Door het water te laten verdampen: het zout blijft in het schaaltje. Oplossen is een omkeerbare verandering.
Oefening 6.4 ★
Welke aanwijzingen voor een chemische verandering merk je als melk zuur wordt? Noem er twee.
Oplossing
Oplossing van Oefening 6.4.
Een nieuwe geur, en klontjes (een vaste stof) die in de melk verschijnen.
Oefening 6.5 ★
Kijk naar de figuur met de twee kolommen. Welke veranderingen hebben een dubbele pijl? Wat betekent de dubbele pijl?
Oplossing
Oplossing van Oefening 6.5.
De veranderingen links: suiker die in water oplost, ijs dat smelt, zand en grind die gemengd worden. De dubbele pijl betekent dat de verandering twee kanten op kan: je kunt ze terugdraaien.
Oefening 6.6 ★
Waarom wordt een fietsketting geolied? Welke chemische verandering vertraagt de olie?
Oplossing
Oplossing van Oefening 6.6.
De olie houdt lucht en water weg van het ijzer van de ketting: ze vertraagt het roesten.
Oefening 6.7 ★
Als je azijn op baksoda giet, bruist het. Welke aanwijzing is dat?
Oplossing
Oplossing van Oefening 6.7.
Gasbelletjes die in een vloeistof verschijnen zonder dat er verwarmd wordt.
Oefening 6.8 ★
Noem een nuttige en een schadelijke chemische verandering.
Oplossing
Oplossing van Oefening 6.8.
Nuttig: eten koken, brood bakken, gas verbranden om te verwarmen. Schadelijk: roesten, eten dat bederft, hout dat rot.
Oefening 6.9 ★
Waarom bewaren we melk in de koelkast?
Oplossing
Oplossing van Oefening 6.9.
De kou vertraagt de chemische veranderingen waardoor melk zuur wordt, dus blijft ze langer goed.
Oefening 6.10 ★★
Water bruist als het kookt. Is koken een chemische verandering? Leg uit waarom één aanwijzing niet genoeg is.
Oplossing
Oplossing van Oefening 6.10.
Nee. De belletjes zijn waterdamp, die weer water wordt als hij afkoelt: er ontstaat niets nieuws, en de verandering kun je terugdraaien. Belletjes alleen bewijzen niet dat er een nieuwe stof is ontstaan.
Oefening 6.11 ★★
Tom zegt: “Als de kaars brandt, smelt het kaarsvet gewoon weg, net als ijs.” Gebruik twee aanwijzingen om uit te leggen waarom een brandende kaars een chemische verandering is, en niet alleen smelten.
Oplossing
Oplossing van Oefening 6.11.
Een brandende kaars geeft warmte en licht af, en maakt nieuwe stoffen: waterdamp (een koud glas erboven beslaat) en koolstofdioxide. Het kaarsvet dat verbrandt, komt niet terug. Gesmolten kaarsvet daarentegen wordt weer hard als het afkoelt.