HOOFDSTUK 11. Kwantitatieve aspecten van reacties

Chemie (2u) - 4 FRWET

HOOFDSTUK 11. Kwantitatieve aspecten van reacties Nadat je dit hoofdstuk verwerkt heb, kun je de volgende vragen beantwoorden: -

Wat is de massa van een molecule H2SO4? Van een Fe2+-ion? Hoeveel mol is 9 gram water? Hoeveel deeltjes zijn er in 88,5 gram keukenzout? Bereken de massa (in gram) van 0,5 mol zoutzuur. Hoeveel gram Cu(OH)2 ontstaat er bij het samenvoegen van 5,00 mL NaOH (concentratie 0,850 mol/L) en 10,0 mL CuSO4 (0,520 mol/L)? Hoeveel gram KBr is aanwezig in een oplossing van 600 mL met concentratie 0,400 mol/L? Hoeveel mol is KBr is dat? Hoeveel gram Fe moeten we laten reageren met zuurstof om 10 gram ijzer(III)oxide te verkrijgen? (Reactievergelijking: 4Fe + 3O2  2 Fe2O3)

Je merkt het: de scheikunde wordt in dit hoofdstuk een stuk wiskundiger. Laat je daardoor niet afschrikken, de rekenregels zijn al bij al tamelijk eenvoudig. Door voldoende te oefenen (en geregeld te herhalen), krijg je dit hoofdstuk moeiteloos onder de knie!

2014-2015 Freinetschool Villa da Vinci

HOOFDSTUK 11. Kwantitatieve aspecten van reacties 114


26.

Atoommassa – molecuulmassa – de unit u

1. Herhaling : atoombouw; de informatie in het P.S.E. Vorig jaar leerde je het periodiek systeem kennen. Fris je geheugen op met drie invuloefeningen: a) Vul aan zonder hulpmiddelen (dus ook zonder PSE). Kies uit : massagetal, elementsymbool, elektronenconfiguratie, protonengetal, atoomnummer Z. __________________ (= __________________)

____________________

54

2

Xe

8 18 18 8

______________________

131,3

_____________________

-

Hoeveel valentie-elektronen heeft xenon? _____________ Tot welke groep behoort het element xenon (naam van de groep)? __________________

-

Hoeveel elektronenschillen heeft xenon? ______________ Tot welke periode behoort xenon? ____________________

b) Vul aan (probeer het eerst zonder hulpmiddelen). Kies uit: atoom, unit, neutraal, protonen (3x), massa, nucleonen, massa; Z (2x); A-Z; 2000; nucleon Z

= =

het “_______________getal” of “____________nummer” het aantal ____________________ in de kern

A

= =

het “_________________getal” of “______________getal” de totale massa van het atoom uitgedrukt in u.

Het aantal protonen in (de kern van) een atoom is gelijk aan __ . Het aantal elektronen in (de schillen van) een atoom is gelijk aan __ . Het aantal neutronen in (de kern van) een atoom is gelijk aan __________ . De massa van één proton of één neutron (dus van één ________________) is gelijk aan 1 _________ of 1 u. Dat stemt overeen met 1,66 . 10-27 kg. De massa van een elektron stellen we gelijk aan 0 u, omdat een elektron bijna ________ maal minder massa heeft dan een proton of een neutron. Een atoom heeft evenveel _______________als elektronen en is dus steeds elektrisch ___________. 2014-2015 Freinetschool Villa da Vinci


Chemie (2u) - 4 FRWET c) Toepassing Het broom-atoom (Z = 35, A = 80). Vul zelf de juiste getallen in (zonder hulp). Vergelijk vervolgens met de oplossing op C:\elementaire chemie\341_Atoommodel RutherfordBohr.htm. Br-atoom : Z = 35 , A = 80 80 35 Br

Aantal protonen in de kern (Z)

____

Aantal neutronen in de kern (A – Z)

____

Aantal elektronen rond de kern (Z)

____

Massa van de protonen

___ u = _____ (symbool)

Massa van de neutronen

___ u

Massa van de elektronen

___ u

Massa van het Br-atoom

___ u = _____ (symbool)

Lading van de protonen in de kern

____

Lading van de neutronen in de kern

____

Lading van de volledige kern

____

Lading van de elektronen rond de kern

____

Lading van het volledige Br-atoom

____

Einde van de herhaling.



Chemie (2u) - 4 FRWET 2. Atoommassa en absolute molecuulmassa (+ absolute ionmassa) Bronnen:  

Explosief 2.2. p. 147-153 Elementaire chemie :  C:\elementaire chemie\346_Molecuulmassa.htm (of: klik op start  H11  11.1 Molecuulmassa)  C:\elementaire chemie\346b_Ionmassa.htm  C:\elementaire chemie\346c_Formulemassa.htm

Tip: lees aandachtig Explosief 2.2. p. 147-149. Maak een mindmap of een schema. Daarna kun je deze fiche grotendeels invullen. -

-

Atomen zijn opgebouwd uit drie verschillende deeltjes: Naam deeltje

Massa in u

p______________________

_________

n ______________________

_________

e______________________

_________

1 unit, of 1 u, stemt overeen met 1,66 . 10-27 kg = 1,66 . 10-24 g of 0,00000000000000000000000166 gram. Dat is de massa van één proton, één neutron.

1 u is ook gelijk aan 1/12 van de massa een C-atoom (waarom is dat zo?). Zo is de unit overigens gedefinieerd (zie Explosief 2.2. p. 147) : 1 unit = _________________________________________________________

-

Nogmaals: bij het berekenen van de atoommassa (A), de massa in units (u) of de molecuulmassa houden we alleen rekening met de massa van de deeltjes in de kern (= protonen en neutronen) en NIET met de massa van de elektronen. Waarom? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________




-

Verklaar nu zelf: Waarom is de atoommassa, uitgedrukt in units u, van een neutraal atoom (of een neutrale molecule) gelijk aan de atoommassa (in u) van het geïoniseerde atoom (resp. molecule)? Bv. zowel voor Fe als Fe- en Fe2- en Fe3- geldt dat u = 55,8. Waarom? ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________

-

Bij de meeste elementen is de atoommassa in units (u) geen rond getal. De atoommassa van chloor, bijvoorbeeld, is 35,5 u. Hoe is dat te verklaren? Antwoord met de juiste terminologie (dit is leerstof uit het 3e jaar; je vindt het antwoord op p. 147 in Explosief 2.2.) ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________

Absolute en relatieve atoom-, ion- of molecuulmassa In de volgende oefeningen is telkens sprake van de absolute (atoom-, molecuul-, ion-)massa en de relatieve (atoom-, molecuul-, ion)massa. Vraag : Wat is het verschil tussen absolute en relatieve massa? Antwoord: De absolute massa (symbool m) is de massa, uitgedrukt in u. De relatieve atoommassa (symbool Ar) of de relatieve molecuulmassa Mr drukt uit, hoeveel maal de massa groter is dan 1 u. Bij relatieve massa’s gebruiken we dus geen eenheid. Voorbeeld: De absolute atoommassa van kalium is m = 39,1 u. De relatieve atoommassa van kalium is Ar = 39,1.



Chemie (2u) - 4 FRWET Vul aan (zie Elementaire Chemie): Relatieve atoommassa

Absolute massa m

Ar

atoom (u)

(kg)

(g)

(onbenoemd)

H

_____

1,66.10-27

1,66.10-24

______

O

_____

2,66.10-26

2,66.10-23

______

S

_____

5,33.10-26

5,33.10-23

______

De absolute massa van een O2-molecule is mO2 = ______________ .

(mét eenheid)

De relatieve massa van een O2-molecule is Mr,O2 = ______________ .

(zonder eenheid)

De absolute/relatieve molecuulmassa van een molecule berekenen we door ____________________ _________________________________________________________________________________ .

Voorbeeld: a) Leg uit hoe je berekent dat de absolute massa van H2O 18,0 u bedraagt. __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ b) Wat is de relatieve molecuulmassa van H2O ? __________________________ .



Chemie (2u) - 4 FRWET Oefeningen 1) Molecuulmassa Bereken de absolute molecuulmassa m (in u) en de relatieve molecuulmassa Mr van volgende moleculen (het gaat telkens om de massa van één enkele molecule). Molecule A

HCl

B

HNO3

C

S8

D

H3PO4

E

SO2

m

(u)

Mr

Oplossing : C:\elementaire chemie\Oplossingen\Oefening 2.11.htm (of : Start  § 11.1. Molecuulmassa, onderaan op de pagina). 2) Ionmassa Bereken de absolute ionmassa m (in u) en de relatieve ionmassa Ar of Mr van volgende ionen. Ion A

Fe2+

B

NO3-

C

NH4+

D

PO43-

E

S2-

m

(u)

Ar of Mr

Oplossing: C:\elementaire chemie\Oplossingen\Oefening 2.27.htm of: Start  § 11.1. Ionmassa, onderaan op de pagina).



Chemie (2u) - 4 FRWET 3) Formulemassa Vorig jaar leerde je dat bij ionbindingen (dus ook bij zouten) geen moleculen gevormd worden, maar wel een ionrooster. We kunnen dus geen (absolute of relatieve) molecuulmassa berekenen. Toch is het mogelijk om de massa per “stofeenheid” (bv. 1 eenheid NaCl) te berekenen. Die massa noemen we de (absolute of relatieve) formulemassa. Voor het overige is er geen verschil met het berekenen van de molecuulmassa. Oefening Bereken de absolute formulemassa m (in u) en de relatieve formulemassa Mr van volgende zouten.

m

Zout A

Mr

BaBr2

B

ZnSO4

C

NaCl

D E

(u)

Al2O3 Ca3(PO4)2

Oplossing: C:\elementaire chemie\Oplossingen\Oefening 2.28.htm of: Start  § 11.1. Formulemassa, onderaan op de pagina).

Tot slot volgt nog één uitgewerkte berekening. Als je de leerstof onder de knie hebt, moet je meteen de ontbrekende getallen kunnen invullen: Formule-eenheid of Roostereenheid :

Al2(SO4)3

Absolute formulemassa m :

2 x _______ u+ 3 x _______ u = 342,3 u

Relatieve formulemassa :

Mr = __________




27.

Stofhoeveelheid, molaire massa, mol, constante van Avogadro

Bronnen:  

C:\elementaire chemie\347_Molaire massa.htm (of : § 11.2. Stofhoeveelheid) Explosief 2.2. p. 147-153 (vooral 148-149)

1. Enkele begrippen 

Hoeveel jaar zou het (bij benadering) duren om alle watermoleculen in één druppel water te tellen, als je tien moleculen per seconde kunt tellen en als 6 miljard mensen je helpen tellen? __________________________ (Dit moet je niet per se weten, maar het geeft wel een goed beeld van het enorme aantal moleculen op aarde…)



De mol (meervoud: molen) De mol is de favoriete maateenheid van de chemicus. Hoe is een mol gedefinieerd?

Definitie: de mol 1 mol stof = _____________________ deeltjes. NA = ___________________ NA noemen we de _______________________ van ___________________ .

Drie opmerkingen over NA: (1) Let op de eenheid van NA : [NA] = mol-1 = “per mol”. (2) Een exactere waarde voor NA is NA = 6,02214129 . 1023 mol-1. Voluit geschreven betekent dat : 602 214 129 000 000 000 000 000 deeltjes per mol materie. Of zo’n zeshonderdduizend miljard miljard deeltjes per mol materie (of: per gram waterstof, of per 1/12 gram koolstof). (3) NA is maar bij benadering gekend (tot op ongeveer 8 cijfers nauwkeurig). De afwijking van de reële waarde is dus zo’n 1015 (een miljoen miljard).



Chemie (2u) - 4 FRWET Toepassing. Vul aan: 1 mol stemt overeen met het aantal atomen in 1/12 van 12 gram koolstof 12C. H

m = ________ u

1 mol H

= 6,0.1023 H-atomen

= ________ g H

H2

m = _________

1 mol H2

= ____________ H2-moleculen

= ________ g H2

H2O

m = _________

1 mol H2O

= ___________ H2O-moleculen

= ________ g H2O

Cu

m = _________

1 mol Cu

= ____________ Cu-atomen

= ________ g Cu

Zorg dat je de getallen in deze tabel begrijpt!



Molaire massa M

Definitie: molaire massa De molaire massa M van een stof is __________________________________ _____________________________________________________________ . De eenheid van M is __________________________ .

-

De getalwaarde van M is eenvoudigweg gelijk aan _________________________ .

-

Het is dan ook heel eenvoudig om deze tabel aan te vullen (maar let op de eenheden!):

M H H2 H2O Cu H2SO4



Chemie (2u) - 4 FRWET 

Stofhoeveelheid Geef drie mogelijkheden om een hoeveelheid stof uit te drukken (zie Elementaire Chemie). Geef telkens het symbool en noem de eenheid. Uitdrukkingswijze van stofhoeveelheid

Symbool

Eenheid

1) ____________________________________

_______

______

2) ____________________________________

_______

______

3) ____________________________________

_______

______

Symbolen. De volgende symbolen moet je goed kennen!



m(x)

=

de absolute massa van stof x

n(x)

=

het aantal mol van stof x

M(x)

=

de molaire massa van stof x

N(x)

=

het aantal deeltjes van stof x = de stofhoeveelheid

NA

=

de constante van Avogadro = _______________ mol-1

Uitgewerkt voorbeeld 1. De molaire massa van water is 18 g/mol. Hoeveel mol is 9 gram water?

𝑛𝐻2 𝑂 =

𝑚𝐻2 𝑂 9𝑔 = = 0,5 𝑚𝑜𝑙 𝑀𝐻2 𝑂 18 𝑔/𝑚𝑜𝑙

Om het aantal mol van een stof te vinden, deel je de ___________ massa door de ___________ massa (kloppen de eenheden?)



Chemie (2u) - 4 FRWET Uitgewerkt voorbeeld 2. Gegeven is dat voor een bepaalde stof N = 1025 deeltjes. Hoeveel mol is dat?

𝑁 1025 𝑛= = = 16,606 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝐴 6,022 ∙ 1023 𝑚𝑜𝑙 −1 Om het aantal mol van een stof te vinden, deel je de ___________ _______________ door de ________________________________ (kloppen de eenheden?)

2. Samenvattend schema: Het correct omrekenen van gram naar mol en naar het aantal deeltjes is uiteraard zeer belangrijk. Het volgende schema zet alles op een rijtje:

M

(X)

(

g mol

m

n

(g) (X)

(X)

xM

(X)

(

g mol

x NA

)

)

( - ) mol

N

(mol)

(X)

( -)

N ( - ) A mol

Voorbeeld 1: Wat is de formule voor n(X) als je m(X) en M(X) kent? Antwoord:

n(X) = m(X) : M(X)

Controleer of de eenheden kloppen : ______________________________________

Voorbeeld 2 : Hoe bereken je de absolute massa m(X) als je het aantal deeltjes N(X) en de molaire massa M(X) kent? Antwoord:

Dit doe je in twee stappen :

𝑚(𝑋) =

𝑁(𝑋) 𝑀(𝑋) 𝑁𝐴

Controleer of de eenheden kloppen : ______________________________________




5 Tips : 1. Leer het schema best niet domweg uit het hoofd. Probeer het in de eerste plaats te begrijpen (je zult wel eerst aan de verschillende symbolen moeten wennen). 2. Schrijf het schema over met de namen van de grootheden erbij. 3. Gebruik de eenheden om de rekenstappen af te leiden. De eenheden moeten immers altijd kloppen! 4. Je zou (als hulp voor jezelf) in staat moeten zijn dit schema zelf op te stellen. Dat lukt wel nadat je een paar oefeningen hebt gemaakt. 5. Maak oefeningen tot je alle omzettingen beheerst.

3. En nu ga je zelf aan de slag! 1) Hoeveel is de massa (in g) van…? A

1 mol HCl

B

0,5 mol H2SO4

C

¼ mol H3PO4

D

1,12 mol P2O5

E

0,79 mol H2O

Enkele antwoorden: A : 36,5 g ; B : 49,05 g ; C : 24,5 g Oplossing: Elementaire chemie: Start  § 11.1. Molaire massa – mol – constante van Avogadro, onderaan op de pagina) 2) Hoeveel mol is…? A

5,0 g H2O

B

10,0 g HNO3

C

40,5 g H2SO4

D

138,25 g P2O5

E

122,44 g HCl

Enkele antwoorden: A: 0,28 mol ; B : 0,159 mol Oplossing: Elementaire chemie: Start  § 11.1. Molaire massa – mol – constante van Avogadro, onderaan op de pagina) 2014-2015 Freinetschool Villa da Vinci


Chemie (2u) - 4 FRWET 3) Hoeveel moleculen zijn er aanwezig in volgende hoeveelheden? A

1,58 kg P2O5

B

12,15 g H2SO4

C

1,00 L H2O

D

2,45 mol HNO3

E

88,16 g HCl

Enkele antwoorden: A: 6,7.1024 ; B : 7,4 . 1022 Oplossing: Elementaire chemie: Start  § 11.1. Molaire massa – mol – constante van Avogadro, onderaan op de pagina)

Test jezelf! Heb je alles begrepen over de omrekeningen tussen molaire massa, stofhoeveelheid en aantal deeltjes? Maak de drie slotoefeningen hieronder. De oplossing vind je op C:\elementaire chemie\347_Molaire massa.htm (of: start  11.1 Molaire massa, helemaal onderaan op de pagina).

Oefening 1 : mol naar (kilo)gram. Trek pijlen van links naar rechts.



Chemie (2u) - 4 FRWET Oefening 2 : (kilo)gram naar mol. Trek pijlen van links naar rechts.

Oefening 3 : mol of (kilo)gram naar aantal moleculen. Trek pijlen van links naar rechts.




28.

De concentratie van een oplossing

Bronnen: -

C:\elementaire chemie\424_Concentratie.htm (jaar 4  11.3 Concentratie van oplossingen) C:\elementaire chemie\423_Procentuele samenstelling.htm (jaar 4  11.4 Procentuele samenstelling van oplossingen)

1. Wat is een oplossing? (definitie) _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ 2. Welke twee vragen zijn bij elke oplossing van belang? a) ___________________________________________________________________ b) ___________________________________________________________________ 3. Lees aandachtig het voorbeeld van de oplossing van suikerklontjes in water, op Elementaire Chemie. Het zal je helpen om te snappen wat volgt. 4. Hoe drukken we de concentratie van een oplossing uit ? Hiervoor bestaan twee grootheden, namelijk:

m_________________________________ : symbool : _____________ formule: ρ* = _______= _________________________ eenheid : _________

m_________________________________ : symbool : ______________ formule: c = _______ = ___________________ eenheid : _________ 2014-2015 Freinetschool Villa da Vinci


Chemie (2u) - 4 FRWET 5. Wat is het verschil tussen de symbolen ρ en ρ* ? Antwoord: ρ is het symbool van _____________________________________, terwijl ρ* het symbool is van ____________________________________ .

6. Eenvoudige toepassing. Je doet 8,00 gram NaOH in een maatkolf. Dan voeg je water bij tot aan de ijkstreep van 100 mL. Bereken de massaconcentratie van deze oplossing (let op: dit is niet dezelfde oplossing als op Elementaire Chemie!):

ρ* =

7. A) Met welke formule reken je massaconcentratie ρ* om in molconcentratie c ? B) Met welke formule reken je bijgevolg c om in ρ* ?

A) ___________ = ___________

B) ___________ = ___________

Deze formules moet je kennen !

8. Bereken de molconcentratie van de NaOH-oplossing in vraag 6 : c=

9. Oefeningen 9.1. Bereken de massaconcentraties van volgende oplossingen. Geef ook telkens de naam van de opgeloste stof (herhalingsoefening).

a

CuSO4 0,100 mol/L

b

Na2CO3 0,500 mol/L

c

H2SO4 3,00 mol/L

d

KMnO4 0,360 mol/L


kopersulfaat

________________ g / L



E

NaNO3 1,14 mol/L

Antwoorden: A : 15,96 g/L ; B : 52,0 g/L ; C : 294,3 g/L ; d: 56,88 g/L ; e: 96,9 g/L Oplossing: C:\elementaire chemie\424_Concentratie.htm

9.2.

Bereken de molconcentraties van volgende oplossingen. Geef ook de naam.

a

16,60 g KI / 100 mL

b

17,00 g NaNO3 / 250 mL

c

1,76 kg H2SO4 / L

d

12,45 g CuSO4 / 500 mL

e

0,832 g Na2CO3 / 100 mL

kaliumjodide

__________ mol/L

Antwoorden: a : 1,000 mol/L ; b : 0,800 mol/L ; c: 17,9 mol/L ; d: 0,1560 mol/L ; e: 0,080 mol/L Oplossing: C:\elementaire chemie\424_Concentratie.htm

9.3.

Hoeveel opgeloste stof is er aanwezig in volgende oplossingen. Druk de hoeveelheid uit in gram en in mol. Mol

a

3,00 L NaCl 2,00 mol/L

b

600 mL KBr 0,400 mol/L

c

288 mL CaCl2 0,024 g/L

d

1,16 L Ca(NO3)2 0,114 mol/L

e

1,00 mL NaCl 24,6 g/L

Gram

Antwoorden: a: 6,00 mol, 351 g ; b: 0,240 mol, 28,6 g ; c: 6,3 . 10-5 mol, 0,0069 g ; d: 0,132 mol, 21,7 g ; e: 4,21.10-4 mol, 0,0246 g Oplossing: C:\elementaire chemie\424_Concentratie.htm 2014-2015 Freinetschool Villa da Vinci


Chemie (2u) - 4 FRWET 10. Procentuele samenstelling van oplossingen a) Hoeveel suiker bevat een 10 % oplossing van suiker in water? Antwoord:

_____________ suiker per _______________ suikerwater.

b) Zware trappistenbieren bevatten tot 11 % alcohol. Hoeveel alcohol is dat (in mL) per liter bier? Antwoord:

_____________ alcohol per _______________ trappistenbier.




29.

Stoichiometrische vraagstukken

Bronnen: -

C:\elementaire chemie\347b_Stoichiometrie.htm http://nl.wikipedia.org/wiki/Stoichiometrie

1. Wat is stoichiometrie19? Lees het korte Wikipedia-artikel over stoichiometrie. Beantwoord de vragen: a) Verklaar de etymologie van het woord stoichiometrie. _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ b) Wat is stoichiometrie? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ c) Met welke andere chemische wet (principe) houdt de stoichiometrie verband? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ d) Wie ontdekte de stoichiometrie? Waar en wanneer leefde hij? _________________________________________________________________________

19

Ook ‘stoechiometrie’ genoemd



Chemie (2u) - 4 FRWET 2. Lees aandachtig het voorbeeld over de synthese van water, op Elementaire Chemie (bekijk ook de afbeeldingen). We bekijken een (onrealistisch) voorbeeld met uiterst weinig deeltjes:

Voor de reactie

H2

O2

Na samenvoegen (mengsel van H2 en O2 )

Evolutie tijdens de reactie

Na de reactie (verbinding van H en O)

Aantal moleculen waterstofgas vóór de reactie (tel ze!) : ________________ Aantal moleculen zuurstofgas vóór de reactie :

________________

Aantal moleculen water na de reactie :

________________

Totaal aantal (gebonden) atomen vóór de reactie:

________________

Totaal aantal (gebonden) atomen na de reactie:

________________

Totale absolute massa vóór de reactie:

________________

Totale absolute massa na de reactie:

________________

Formuleer zelf een besluit uit deze berekeningen: ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________




3. Samenvatting: De voorgetallen of ________________________ in een reactievergelijking geven niet enkel aan hoeveel ____________________ er reageren en ontstaan, maar ook hoeveel _______________ er reageert en ontstaat. En daaruit kunnen we berekenen hoeveel _______________ er reageert en ontstaat.

2 H2

+

O2



2 H2O

_____ moleculen

+

_____ molecule



_____ moleculen

______ mol

+

_______ mol



_______ mol

______ gram

+

_______ gram



_______ gram

4. Oefening. Vul bij de onderstaande reactievergelijkingen, waar één hoeveelheid gegeven is, de ontbrekende gegevens in:

C

+

O2



CO2

1 mol

+

... mol



... mol

... mol

+

... mol



3 mol

H2

+

Cl2



2 HCl

... mol

+

... mol



2 mol

3 mol

+

... mol



... mol

... mol

+

... mol



3 mol



Chemie (2u) - 4 FRWET P4

+

5 O2



P4O10

2 mol

+

... mol



... mol

0,2 mol

+

... mol



... mol

2 NH3



N2

+

3 H2

2 mol



... mol

+

... mol

... mol



4 mol

+

... mol

Oplossing: C:\elementaire chemie\347b_Stoichiometrie.htm

5. (!) Oefening. Beschouw de volgende reactie: 4 Fe + 3 O2  2 Fe2O3 Voeg een apart blad toe met je berekeningen. a) Hoeveel g Fe2O3 ontstaat er als er 5,00 g Fe reageert? Antwoord: _____________ b) Hoeveel g O2 reageert er met 20,0 g Fe? Antwoord: _____________ c) Hoeveel g Fe moeten we laten reageren om 8,12 g Fe2O3 te bekomen? Antwoord: _____________ d) Hoeveel g O2 is er nodig om 20,0 g Fe2O3 te verkrijgen? Antwoord: _____________

Antwoorden: a) 7,15 g Fe2O3; b) 8,61 g O2; c) 5,69 g Fe; d) 6,02 g O2 De oplossing (met de berekening) vind je op C:\elementaire chemie\347b_Stoichiometrie.htm.



Chemie (2u) - 4 FRWET 6. Oefening. We beschouwen de reactie:

CaCO3 + 2 HCl -> CaCl2 + H2O + CO2 Verbind links met rechts:

Oplossing: C:\elementaire chemie\347b_Stoichiometrie.htm (onderaan op de pagina : Stoichiometrie 1 en 2). 7. Oefening. Beschouw de reactie:

2 Al + 3 H2SO4 -> Al2(SO4)3 + 3 H2 a) Hoeveel Al2(SO4)3 ontstaat er als er 0,60 mol Al reageert? A

0,30 mol

B

0,60 mol

C

0,90 mol

D

1,20 mol

b) Hoeveel Al2(SO4)3 ontstaat er als er 1,20 mol H2SO4 reageert?

A

0,40 mol

B

0,60 mol

C

1,20 mol

D

2,40 mol

E

3,60 mol




c) 3 mol Al reageert met A

1,5 mol H2SO4

B

2 mol H2SO4

C

3 mol H2SO4

D

4,5 mol H2SO4

E

9 mol H2SO4

d) Als er 5,40 g Al reageert ontstaat er A

0,200 g H2

B

0,267 g H2

C

0,400 g H2

D

0,600 g H2

E

1,200 g H2

e) Hoeveel Al moeten we laten reageren om 102,69 g Al2(SO4)3 te verkrijgen?

A

4,05 g

B

5,40 g

C

8,10 g

D

12,15 g

E

16,20 g

De oplossing vind je onderaan op C:\elementaire chemie\347b_Stoichiometrie.htm.




30.

Werken met concentraties (stoichiometrie, deel 2)

Bronnen: -

C:\elementaire chemie\425_Werken met concentraties.htm

In deze fiche leer je hoe je een bepaalde concentratie (in oplossing) kunt bereiden. 1. Over welk materiaal moet je beschikken om concentraties te bereiden? _____________________________ en _______________________ . 2. Welke vier elementen moet je kennen om een concentratie te kunnen bereiden? _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ 3. (!) Je wil 250 mL waterige oplossing van NaCl bereiden, met een concentratie van 0,162 mol/L. 3.1. Geef in drie stappen aan hoe je het aantal gram NaCl berekent, dat je nodig hebt. Geef bij elke stap de nodige uitleg (zodat je dit later bij het studeren nog steeds begrijpt). Stap 1 : __________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________

Stap 2 : __________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________

Stap 3 : __________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________



Chemie (2u) - 4 FRWET 3.2. Lees op Elementaire Chemie aandachtig hoe je de oplossing bereidt (dit moet je in het labo zelf kunnen). Neem eventueel enkele notities:

4. Oefening. Hoeveel gram van de op te lossen stof moet je afwegen om volgende oplossingen te bereiden? (Gebruik het periodiek systeem voor de atoommassa’s). Maak de berekening eerst op een apart blad. Schrijf ze daarna in de rechterkolom (gebruik oefening a als voorbeeld). De antwoorden vind je onder de tabel.

100 mL KOH 1,00 mol/L bevat n = c . V = ______ mol/L . _______ L = _______ mol a

100 mL KOH 1,00 mol/L

KOH. Dit is m = n . M = __________ mol . ________ g/mol = _________ g KOH.

b

250 mL NaCl 0,500 mol/L




c

500 mL KMnO4 0,020 mol/L

d

1 L H2SO4 0,12 mol/L

e

250 mL NaNO3 1,16 mol/L

Antwoorden : a) 5,61 g KOH; b) 7,31 g NaCl; c) 1,58 g KMnO4; d) 11,7 g H2SO4; e) 29,3 g NaNO3 Uitgewerkte oplossing: C:\elementaire chemie\425_Werken met concentraties.htm



Chemie (2u) - 4 FRWET 5. Pipet – pipetteren Lees aandachtig de uitleg over de pipet en pipetteren op Elementaire Chemie. Je zult de pipet in het labo gebruiken.

6. Oefening Voorbeeldoefening : Hoeveel NaOH is er aanwezig in 25 mL NaOH-oplossing 0,632 mol/L ? Lees de oplossing op Elementaire Chemie. Zorg dat je alle stappen begrijpt en zelf ook kunt uitvoeren. Neem de oplossing hier over:

Oefen nu zelf. Hoeveel gram van de opgeloste stof is er aanwezig in volgende hoeveelheden? a) 25 mL KOH 1,00 mol/L b) 100 mL NaCl 0,500 mol/L c) 422 mL KMnO4 0,020 mol/L d) 66 mL H2SO4 0,12 mol/L e) 138 mL NaNO3 1,16 mol/L Maak de berekeningen op een apart blad. Antwoorden: a) 1,403 g KOH; b) 2,925 g NaCl; c) 1,334 g KMnO4; d) 0,777 g H2SO4; e) 16,168 g NaNO3 Oplossing op C:\elementaire chemie\425_Werken met concentraties.htm

7. Maatcilinder Lees aandachtig de uitleg over de maatcilinder op Elementaire Chemie. Je zult de maatcilinder in het labo gebruiken.



Chemie (2u) - 4 FRWET 8. Oefening Voorbeeldoefening : Hoeveel mL NaOH-oplossing 0,567 mol/L moeten we afmeten als we 2,388 g NaOH willen nemen? Lees de oplossing op Elementaire Chemie. Zorg dat je alle stappen begrijpt en zelf ook kunt uitvoeren. Neem de oplossing hier over:

Oefen nu zelf.

a b c d

Hoeveel willen? Hoeveel willen? Hoeveel willen? Hoeveel willen?

mL KOH 1,00 mol/L moeten we afmeten als we 12,00 g KOH mL NaCl 0,500 mol/L moeten we afmeten als we 0,856 mol NaCl mL KMnO4 12,56 g/L moeten we afmeten als we 5,22 g KMnO4 mL H2SO4 60,00 g/L moeten we afmeten als we 2,05 mol H2SO4

Maak de berekeningen op een apart blad. Antwoorden: a) 214 mL; b) 1712 mL; c) 416 mL; d) 3352 mL




31.

Stoichiometrische berekeningen met concentraties

1. Herhaling: neerslagreacties. We voegen een oplossing van natriumhydroxide (chemische formule: ___________) en kopersulfaat (____________) bij elkaar. a) Schrijf de reactievergelijking (zoek eerst op of een neerslag ontstaat; pas de coëfficiënten aan).

b) Bekijk deze reactie op Elementaire Chemie (video op C:\elementaire chemie\425_Werken met concentraties.htm, scroll naar ‘stoichiometrische berekeningen met concentraties, bijna onderaan). o

Waarom gebruiken we oplossingen (en niet de vaste stoffen) ?

___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________

c) Bij het samenvoegen van beide oplossingen gebeurt volgende reactie (controleer je antwoord bij a20): 2 NaOH + CuSO4  Na2SO4 + Cu(OH)2 (vast)

Uitgewerkt voorbeeld: Hoeveel gram Cu(OH)2 ontstaat er bij samenvoegen van 5,00 mL NaOH 0,850 mol/L en 10,0 mL CuSO4 0,520 mol/L? We werken deze opgave uit met de tabel op de volgende bladzijde.

20

Had je moeite met opgave a? Herhaal dan het hoofdstuk ‘neerslagreacties’. Herhaal eventueel ook de theorie over de bindingen. Zulke oefeningen moet je zelfstandig kunnen oplossen!




Vul de tabel aan. Probeer vooral alles te begrijpen!

Reactieverhouding :

NaOH

______

______

______

CuSO4

Na2SO4

Cu(OH)2

0

____

_____

____

Voor de reactie

Verdwijnt bij de reactie

_____________

_____________

Ontstaat bij de reactie

____

0

Na de reactie

0

_____________

____________ _____________

___________

____________

Bij het samenvoegen van bovenstaande oplossingen ontstaat er dus _______________________ ____________________________________________________________________________ . 2. Oefeningen. Werk deze oefeningen uit op een apart blad. De oplossingen vind je onderaan op C:\elementaire chemie\425_Werken met concentraties.htm. a) Hoeveel Al2S3 ontstaat er als er voldoende AlCl3 reageert met 20,0 mL Na2S 0,50 mol/L ? 3 Na2S + 2 AlCl3  Al2S3 (vast) + 6 NaCl (Antwoord: 0,501 g AL2S3) b) Koolstofdioxide wordt kan als volgt bereid worden: CaCO3 + 2 HCl  CaCl2 + H2O + CO2 (gas) Hoeveel gram CaCO3 en hoeveel mL HCl 6,00 mol/L moeten we samenvoegen als we 2,00 g CO2 (gas) willen verkrijgen? (Antwoord: 4,600 g CaCO3 en 15 mL HCl)




32.

Overmaat

Bij de reactie

H2 + Cl2  2 HCl reageert 1 mol waterstofgas met 1 mol chloorgas en wordt er 2 mol zoutzuur gevormd. Maar wat als je niet één mol, maar 2 mol chloorgas met 1 mol waterstofgas zou laten reageren? Dan blijft _____ mol chloorgas achter na de reactie (er is onvoldoende waterstofgas aanwezig om de reactie te laten voortduren). Men zegt dan dat er een overmaat van 1 mol chloorgas is (hoeveel gram is dat?_____________).

Definitie: Overmaat bij een chemische reactie is het teveel van een uitgangsstof dat niet wegreageert.

Toepassing: Men laat 4,6 gram koper reageren met een 20 gram zuurstofgas. Er ontstaat 23 gram koperoxide CuO, een zwarte vaste stof.

a) Schrijf de reactievergelijking :

b) Bereken de overmaat aan zuurstofgas (antwoord: 1,6 gram).



HOOFDSTUK 11. Kwantitatieve aspecten van reacties

Recommend Documents