Vraag 6Cadmiumgeel

In de negentiende en begin twintigste eeuw werden door de chemische industrie veel nieuwe pigmenten ontwikkeld, zoals cadmiumgeel (cadmiumsulfide, CdS ). Cadmiumgeel werd onder andere gemaakt door de reactie van cadmiumcarbonaat met zwavel ( S ). Bij deze reactie ontstaan behalve cadmiumsulfide ook

Bij deze productie werd zwavel in overmaat toegevoegd. De overgebleven zwavel kon na afloop van de reactie gemakkelijk worden gescheiden van de gevormde cadmiumsulfide door het verkregen mengsel te verwarmen. Hierbij verdampt de zwavel maar de cadmiumsulfide niet.

Helaas bleek cadmiumgeel op de lange termijn niet chemisch stabiel. Op verschillende schilderijen zijn drie opeenvolgende aantastingen van cadmiumgeel waargenomen: – verbleking door de vorming van cadmiumsulfaat. – de vorming van kleine witte vlekken waarin vooral cadmiumsulfaat-monohydraat aanwezig

Behalve cadmiumsulfaatmonohydraat ontdekte men in de witte vlekken een ander zout. In dit zout zijn cadmiumionen en sulfaationen in de molverhouding 2 : 3 aanwezig. Behalve deze ionen is er nog één andere ionsoort aanwezig. Op grond van de gevonden samenstelling van het zout vermoedden de onderzoeke

Tijdens periodes met hoge luchtvochtigheid lossen de zouten die in een verflaag aanwezig zijn enigszins op. Dit wordt veroorzaakt doordat zich dan bijvoorbeeld het evenwicht CdSO Cd 2+ + SO 2– kan instellen in de 4 4 verflaag. De gehydrateerde ionen kunnen vervolgens door verf- en vernislagen heen b

Leg uit, onder andere met behulp van evenwichtsbeschouwingen, dat lood(II)sulfaat aanwezig is in de vernislaag als gevolg van periodes met hoge luchtvochtigheid. Neem aan dat de waardes in de tabel ook gelden onder de omstandigheden in een verflaag tijdens periodes van hoge luchtvochtigheid.

Schreef je op papier? Maak een foto van je uitwerking op papier. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.

Hoe pak je dit aan?

Bedenk eerst welke zouten in de verflaag en in de vernislaag zitten en welke ionen ze kunnen afgeven.
Kijk in de tabel naar de K_s-waarden van die zouten en vergelijk ze met elkaar.
Denk na over wat hoge luchtvochtigheid met de ionen in beide lagen doet.
Redeneer daarna wat er gebeurt als ionen uit verschillende lagen elkaar tegenkomen.

Hier verliezen leerlingen punten

Bij een evenwichtsverhaal hoort ook een zin over wat er met de ionconcentraties gebeurt.
Een uitleg die alleen de tabel overschrijft levert geen punten op, dus laat zien wat de waarden betekenen.
Benoem welke deeltjes door de lagen heen bewegen, want de vraag gaat over de vernislaag.

Evenwichtsvoorwaarde en oplosbaarheidsproduct K_sVerschuiving van een evenwichtGebruik van gegevens uit een tabel

Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.

Hulp nodig?

De vraag als tekst

In de negentiende en begin twintigste eeuw werden door de chemische industrie veel nieuwe pigmenten ontwikkeld, zoals cadmiumgeel (cadmiumsulfide, CdS ). Cadmiumgeel werd onder andere gemaakt door de reactie van cadmiumcarbonaat met zwavel ( S ). Bij deze reactie ontstaan behalve cadmiumsulfide ook zwaveldioxide en koolstofdioxide.

Bij deze productie werd zwavel in overmaat toegevoegd. De overgebleven zwavel kon na afloop van de reactie gemakkelijk worden gescheiden van de gevormde cadmiumsulfide door het verkregen mengsel te verwarmen. Hierbij verdampt de zwavel maar de cadmiumsulfide niet.

Helaas bleek cadmiumgeel op de lange termijn niet chemisch stabiel. Op verschillende schilderijen zijn drie opeenvolgende aantastingen van cadmiumgeel waargenomen: – verbleking door de vorming van cadmiumsulfaat. – de vorming van kleine witte vlekken waarin vooral cadmiumsulfaat-monohydraat aanwezig is. – verkleuring door onder andere de vorming van lood(II)sulfaat PbSO . 4 Deze verkleuring trad alleen op nadat vernis was aangebracht op een al aangetast schilderij. De omzetting van cadmiumgeel met zuurstof tot cadmiumsulfaat-monohydraat treedt alleen op in vochtige lucht.

Behalve cadmiumsulfaatmonohydraat ontdekte men in de witte vlekken een ander zout. In dit zout zijn cadmiumionen en sulfaationen in de molverhouding 2 : 3 aanwezig. Behalve deze ionen is er nog één andere ionsoort aanwezig. Op grond van de gevonden samenstelling van het zout vermoedden de onderzoekers dat een van de schilderijen ooit met een oplossing van ammoniak is schoongemaakt.

Tijdens periodes met hoge luchtvochtigheid lossen de zouten die in een verflaag aanwezig zijn enigszins op. Dit wordt veroorzaakt doordat zich dan bijvoorbeeld het evenwicht CdSO Cd 2+ + SO 2– kan instellen in de 4 4 verflaag. De gehydrateerde ionen kunnen vervolgens door verf- en vernislagen heen bewegen. Voor het evenwicht CdSO Cd 2+ + SO 2– geldt K = [Cd 2+ ][SO 2– ] . 4 4 s 4 K is het zogenoemde oplosbaarheidsproduct. De waardes van K van enkele s s stoffen zijn in de tabel gegeven. tabel stof formule K = … waarde van K s s cadmiumsulfaat CdSO [Cd 2+ ][SO 2– ] 5,3·10 –1 4 4 lood(II)sulfaat PbSO [Pb 2+ ][SO 2– ] 1,7·10 –8 4 4 lood(II)ethanoaat Pb(CH COO) [Pb 2+ ][CH COO – ] 2 2·10 1 3 2 3 Op een schilderij waar het cadmiumgeel al deels was omgezet tot cadmiumsulfaat is in het verleden een laag vernis aangebracht. De gebruikte vernis bevatte als enige loodverbinding lood(II)ethanoaat ( Pb(CH COO) ). Zowel in de verflaag als in de vernislaag is door de 3 2 onderzoekers vast lood(II)sulfaat ( PbSO ) aangetroffen. 4

Leg uit, onder andere met behulp van evenwichtsbeschouwingen, dat lood(II)sulfaat aanwezig is in de vernislaag als gevolg van periodes met hoge luchtvochtigheid. Neem aan dat de waardes in de tabel ook gelden onder de omstandigheden in een verflaag tijdens periodes van hoge luchtvochtigheid.