uitwerkingen van de opgaven uit: basischemie voor het mlo ... h21.pdf · uitwerkingen van de...

Uitwerkingen van de opgaven uit:

BASISCHEMIE voor het MLO ISBN 9789077423875, 3e druk, Uitgeverij Syntax

Media

Hoofdstuk 21 Chemisch rekenen (4) bladzijde 1

Opgave 1

Weet je het nog? Welke bewerking moet in afbeelding 21.1 langs elke pijl staan?

Opgave 2

We lossen op: 25,0 g NaCl in een maatkolf tot 100 mL. De dichtheid blijkt 1,10 g/mL te zijn.

Hoeveel %(m/m) NaCl bevat de oplossing?

Schatting: 25 g op ruim 100 dat is minder dan 25%

mB = 25,0 g 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎% = 𝑚𝐵

𝑚𝑚× 100%

mM = 100 mL x 1,10 g/mL = 110 g

m-%: 25,0 / 110 x 100% = 22,7%(m/m)

Opgave 3

Een oplossing in water (500 mL, ρ = 1,12 g/mL) bevat 150 g suiker en 50 g ethanol. Deze oplossing bevat dus:. . . . . %(m/m) suiker, . . . . . %(m/m) ethanol en . . . . . . %(m/m) water.

Schatting:

Suiker: 150 g op ruim 500 g is iets minder dan 30%



Media


Ethanol: 50 g op ruim 500 g is iets minder dan 10%

Water: ongeveer 500 g op ruim 500 g is iets minder dan 100%

Massa oplossing: 500 mL x 1,12 g/mL = 560 g 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎% = 𝑚𝐵

𝑚𝑚× 100%

Suiker: 150 g / 560 g x 100% = 26,8%(m/m)

Ethanol: 50 g / 560 g x 100% = 8,93%(m/m)

water: 100% - 26,8% – 8,93% = 64,3%(m/m)

Opgave 4

Verdun 500 mL zoutoplossing 10 %(m/m) zout (ρ = 1,06 g/mL), met 400 mL water, ρ = 1,00 g/mL).

Hoe groot is het %(m/m) na menging?

Schatting: 10% oplossing wordt verdund van 500 tot 900 mL dus % wordt ongeveer gehalveerd.

m(opl 1) = 500 mL x 1,06 g/mL = 530 g

m(opl 2) = 400 mL x 1,00 g/mL = 400 g massa mengsel: 530 + 400 = 930 g

m(zout) = 10% van 530 g = 53,0 g

Nieuw massa-% = 53,0 g / 930 g x 100% = 5,70%(m/m)

Opgave 5

Druivensap bevat 19,2 %(m/m) suiker. De dichtheid van het druivensap is 1,07 g/mL.

a Hoeveel suiker bevat 250 mL van het druivensap?

Schatting: ongeveer 19 g per 100 opl. In 250 mL ≈ 2,5 x 19 ≈ 48 g

𝑑𝑖𝑐ℎ𝑡ℎ𝑒𝑖𝑑 𝜌 =𝑚

𝑉 (

𝑔

𝑚𝐿) → 𝒎 = 𝑽 × 𝝆

m(sap) = 250 mL x 1,07 g/mL = 268 g

19,2% suiker is: 0,192 x 268 g = 51,4 g

250 mL sap wordt verdund met 250 mL water (dichtheid water: 1,00 g/mL).

b Hoeveel %(m/m) suiker bevat het verdunde druiven-sap?

m(verdund sap) = 268 g + 250 g = 518 g

massa-% = 51,4 g / 518 g x 100% = 9,92 g

𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎% = 𝑚𝐵

𝑚𝑚× 100%


𝑚𝑚× 100%



Media


Opgave 6

Stel je maakt 400 mL 18,0 %(m/m) zoutoplossing (dichtheid: 1,17 g/mL) als het zout al 10,0 %(m/m) water bevat.

Hoeveel g water en hoeveel g zout heb je nodig?

Schatting: ongeveer 20% van 400 ≈ 80 g zout maar dan wat meer…. 𝑚 = 𝑉 × 𝜌

m(opl) = 400 mL x 1,17 g/mL = 468 g

m(zout) = 18,0 % van 468 g = 84,2 g droog zout

Het vochtige zout bevat 10,0% water dus 90,0% droog zout. Af te wegen: m(vochtig zout).

dan is: 0,90 x m(vochtig zout) = 84,2 g ► m(vochtig zout) = 84,2 g / 0,90 = 93,6 g

Water nodig: 468 g - 93,6 g = 374,4 g water

Opgave 7

Een analist heeft een ethanol-oplossing die 200 g ethanol per liter bevat.

Hoeveel mL van deze oplossing moet hij nemen om 500 mL te bereiden van een oplossing die 1,00 %(m/m) ethanol bevat (dichtheid verdunning: 1,00 g/mL)?

Schatting: 200 g / L is ongeveer 20%. Dat moet naar 1%. Dus verdunningsfactor: 20. Nieuw volume 500 mL / 20 = 25 mL.

Andere redenering: Je hebt nodig: 1,00% van 500 g = 50,0 g ethanol.

1000 mL voorraad-opl. bevat 200 g ethanol. Dat is 0,20 g per 1 mL.

We nemen V mL. m = V x ► 50,0 g = V mL x 0,20 g/mL ► V = 25, 0 mL

Opgave 8

600 mL zeewater bevat 3,00 %(m/m) NaCl en heeft een massa van 613 g.

a Hoe groot is de dichtheid van zeewater?

Schatting: iets meer dan 1 g/mL, het is tenslotte water..

= 613 g / 600 mL = 1,02 g/mL 𝜌 =𝑚

𝑉

b Hoeveel g NaCl bevat 1,000 liter zeewater?

M = 1000 mL x 1,02 g/mL = 1020 g ► 3,00 %(m/m) NaCl: 0,03 x 1020 g = 30,7 g



Media


c Hoeveel g NaCl bevat 1,000 kg zeewater?

3,00 %(m/m) NaCl: 0,03 x 1000 g = 30,0 g

Opgave 9

Wijn bevat 11,00 %(V/V) ethanol.

Indien 750 mL wijn 66,0 g ethanol bevat, hoe groot is dan de dichtheid van ethanol?

Schatting: ongeveer iets kleiner dan dichtheid van water…

750 mL wijn bevat dan 0,11 x 750 mL = 82,5 mL ethanol 𝜌 =𝑚

𝑉

Dit weegt 66,0 g dus dichtheid: 66,0 g / 82,5 mL = 0,80 g/mL

Opgave 10

Om een ijklijn te maken voor een fotometrische bepaling wordt 500 mg Fe2(SO4)3 afgewogen en opgelost tot 250,0 mL. Hiervan wordt 10,00 mL verdund tot 1000 mL, hiervan wordt 25,00 mL verdund tot 500 mL.

Van de laatste oplossing wordt resp. 5,0; 10,0; 20,0; en 25,0 mL in kolven van 100 mL gepipetteerd.

Hoe groot zijn de massaconcentraties Fe2(SO4)3 (in mg/L) na aanvullen?

Schatting: moeilijk te schatten.

Maar voor ijklijnen zijn de massaconcentraties meestal in de orde van 0,1 tot 10 mg/L (ppm).



Media


De snelste rekenwijze is als volgt:

500 mg oplossen tot 250 mL geeft een massaconcentratie van:

= 500 mg / 0,25 L = 2000 mg/L

10 mL verdunnen tot 1000 mL, verdunningsfactor 1000 / 10 = 100 x

Nieuwe massaconcentratie: = 2000 / 100 = 20 mg /L


Nieuwe massaconcentratie: = 20 / 20 = 1 mg /L


Nieuwe massaconcentratie: = 1 / 20 = 0,05 mg /L

Enzovoort. Om het overzichtelijk te houden zin de eenheden en decimalen in de berekening weggelaten. Maar de eindconcentraties moeten net als de inweeg in 3 cijfers gegeven worden dus: 0,0500; 0,100; 0,200; 0,250 mg/L

Opgave 11

25,00 mL verdund zoutzuur met c(HCl) = 0,1000 mol/L wordt getitreerd met 22,50 mL Na-OH-oplossing (in de buret).

a Hoeveel mmol HCl bevat de 25,00 mL?

𝑛𝐵 = 𝑉 × 𝑐𝐵 ► 25,00 mL x 0,1000 mmol/mL = 2,50 mmol

b Met hoeveel mmol NaOH reageert dit?

Reactie 1 : 1 dus 2,50 mmol HCl reageert met 2,50 mmol NaOH.

c Hoe groot is de sterkte in mol/L van de NaOH oplossing?

𝑐(𝐵) =𝑛𝐵

𝑉𝑀 ► c(NaOH) = 2,50 mmol / 22,50 mL = 0,1111 mmol/mL (mol/L)

Opgave 12

25,00 mL Na2CO3-oplossing wordt getitreerd met een HCl- oplossing met c(HCl) = 0,1000 mol/L, verbruik: 15,00 mL.

Hoeveel mmol Na2CO3 bevat 25,00 mL oplossing?

Reactie: 2 H3O+ + CO32- → 3 H2O + CO2



Media


𝑛𝐵 = 𝑉 × 𝑐𝐵 ► n(HCl) = 15,00 mL x 0,1000 = 1,500 mmol HCl

1,500 mmol HCl reageert met 1 / 2 x1,500 mmol = 0,750 mmol Na2CO3

Opgave 13

5,00 mL H2SO4-oplossing wordt verdund tot 100,0 mL. Hiervan wordt 25,00 mL verdund tot 100 mL. Van de laatste oplossing wordt 10,00 mL getitreerd met een NaOH-oplossing waarvan c(NaOH) = 0,1000 mol/L. Verbruik: 20,50 mL.

Bereken de analytische concentratie van de oorspronkelijke H2SO4-oplossing.

Globale reactie: H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O

De eerste verdunning is 100 / 5 = 20 x De tweede verdunning is: 100 / 25 = 4 x

Totale verdunning: 20 x 4 = 80 x

𝑛𝐵 = 𝑉 × 𝑐𝐵 ► n(NaOH) = 20,50 mL x 0,1000 = 2,050 mmol NaOH

2,05 mmol NaOH reageert met: 1 / 2 x 2,050 mmol = 1,025 mmol H2SO4


𝑉𝑀 ► c(H2SO4) = 1,025 mmol / 10,00 mL = 0,1025 mmol/mL (mol/L)

Vóór de verdunningen dus: 0,1025 mol/L x 80 = 8,20 mol/L

Opgave 14

10,00 mL H2SO4-oplossing wordt verdund tot 500,0 mL, hiervan wordt 25,00 mL getitreerd met 38,30 mL NaOH-oplossing, c(NaOH) = 0,1000 mol/L.

Bereken de analytische concentratie van de oorspronkelijke H2SO4-oplossing.

De verdunning is 500 / 10 = 50 x

𝑛𝐵 = 𝑉 × 𝑐𝐵 ► n(NaOH) = 38,30 mL x 0,1000 = 3,830 mmol NaOH

3,830 mmol NaOH reageert met: 1 / 2 x 3,830 mmol = 1,915 mmol H2SO4


𝑉𝑀 ► c(H2SO4) = 1,915 mmol / 25,00 mL = 0,0766 mmol/mL (mol/L)

Vóór de verdunning dus: 0,0766 mol/L x 50 = 3,830 mol/L

Of anders…..:



Media


25 mL verdunde H2SO4-oplossing bevat 1,915 mmol H2SO4.

In 500 mL van de verdunde oplossing zit: 500 / 25 x 1,915 mmol = 38,30 mmol H2SO4.

Dan bevat 10,00 mL onverdunde opl. dezelfde hoeveelheid.

Concentratie: 38,30 mmol / 10,00 mL = 3,830 mmol/mL (mol/L)

Opgave 15

1,4322 g Na2CO3 wordt afgewogen en opgelost in een maatkolf van 250 mL. Na aanvullen wordt hieruit 10,00 mL gepipetteerd en getitreerd met 10,99 mL H2SO4-oplossing.

Reactie: CO32- + 2 H3O+ → 3 H2O + CO2

Bereken de analytische concentratie van het zuur.

H2SO4 levert 2 H3O+ hierdoor is de reactieverhouding H2SO4 en Na2CO3: 1 op 1

Hoeveelheid Na2CO3 in mmol: n(Na2CO3) = 1432,2 mg / 106,0 mg/mmol = 13,51 mmol.

Deze hoeveelheid is opgelost in 250 mL. In 10,00 mL van deze oplossing zit dan:

10 / 250 x 13,51 mmol = 0,5405 mmol Na2CO3

Dit reageert met evenveel H2SO4 in 10,99 mL H2SO4-oplossing.

Concentratie H2SO4 dus: 0,5405 mmol / 10,99 mL = 0,0492 mmol/mL (mol/L)

Opgave 16

Van oxaalzuurdihydraat (formule: ((COOH)2.2H2O) weegt een analist 5050 mg af, hij lost het op tot 250 mL. Hieruit wordt 10,00 mL gepipetteerd en getitreerd met NaOH. Verbruik: 15,27 mL.

Reactie: (COOH)2 + 2 OH- → (COO)22- + 2 H2O



Media


Bereken de analytische concentratie van de NaOH-oplossing.

“Titerstelling” de inweeg is zuivere stof. We starten de berekening bij de inweeg.

n(oxaalzuur) = 5050 mg / 126,07 mg/mmol = 40,06 mmol. Opgelost tot 250 mL. 10,00 mL van deze oplossing bevat dan:

10,00 / 250 x 40,06 mmol = 1,6023 mmol.

Dit reageert met 2 x 1,6023 mmol = 3,205 mmol NaOH.

3,205 mmol NaOH is opgelost in 15,27 mL.

c(NaOH) = 3,205 mmol / 15,27 mL = 0,2099 mmol/mL (mol/L)

Opgave 17

1,700 g natriumoxalaatdihydraat (formule: (COONa)2.2H2O) wordt opgelost tot 250 mL, hiervan wordt 25,00 mL gepipetteerd en getitreerd met een HCl-oplossing. Verbruik: 25,37 mL.

Reactie: (COO)22- + 2 H3O+ → (COOH)2 + 2 H2O

Bereken de analytische concentratie van het zuur.

“Titerstelling” de inweeg is zuivere stof. We starten de berekening bij de inweeg.

n(natriumoxalaatdihydraat) = 1700 mg / 170,0 mg/mmol = 10,00 mmol. Opgelost tot 250 mL.

25,00 mL van deze oplossing bevat dan: 25,00 / 250 x 10,00 mmol = 1,000 mmol.

Dit reageert met 2 x 1,000 mmol = 2,000 mmol HCl.

2,000 mmol HCl is opgelost in 25,37 mL.

c(HCl) = 2,000 mmol / 25,37 mL = 0,0788 mmol/mL (mol/L)

Opgave 18

Van huishoudazijn wordt 4,00 g afgewogen en overgebracht in een conische kolf. Na toevoeging van weinig water wordt de inhoud getitreerd met een NaOH-oplossing c(NaOH) = 0,1000 mol/L. Verbruik: 28,50 mL.

Reactie: CH3COOH + OH- → CH3COO- + H2O

Bereken het massapercentage (CH3COOH) in het monster.

Gehaltebepaling begin met de titratie-uitkomst.

𝑛𝐵 = 𝑉 × 𝑐𝐵 ► n(NaOH) = 28,50 mL x 0,1000 mmol/mL = 2,850 mmol NaOH



Media


Dit reageert met evenveel azijnzuur (CH3COOH), dus: 2,850 mmol azijnzuur.

𝑚𝐵 = 𝑛𝐵 × 𝑀𝐵 ► m(CH3COOH) = 2,850 mmol x 60,0 mg/mmol = 171,0 mg azijnzuur


𝑚𝑚× 100% ► 171,0 mg / 4000 mg huishoudazijn x 100% = 4,28%(m/m)

Opgave 19

Voor de bepaling van het H3PO4-gehalte van een fosforzuurmonster wordt 2,000 g van het monster afgewogen en opgelost tot 250 mL. Hiervan wordt 25,00 mL getitreerd met een NaOH-oplossing, c(NaOH) = 0,5000 mol/L. Verbruik: 6,95 mL.

Reactie: H3PO4 + 2 OH- → 2 H2O + HPO42-

Bereken het massapercentage H3PO4 in het monster.


𝑛𝐵 = 𝑉 × 𝑐𝐵 ► n(NaOH) = 6,95 mL x 0,5000 mmol/mL = 3,475 mmol NaOH

Dit reageert met 1 / 2 x 3,475 mmol = 1,738 mmol H3PO4.

25,00 mL van de H3PO4-oplossing bevat dus 1,738 mmol. 250 mL van deze oplossing bevat dan: 250 / 25 x 1,738 mmol = 17,38 mmol H3PO4

𝑚𝐵 = 𝑛𝐵 × 𝑀𝐵 ► m(H3PO4) = 17,38 mmol x 98,0 mg/mmol = 1702,8 mg H3PO4.


𝑚𝑚× 100% ► 1702,8 mg / 2000 mg monster x 100% = 85,1%(m/m)

Opgave 20

Om het massapercentage NaOH in een mengsel van NaOH en Na2SO4 te meten wordt 10,90 g van het mengsel afgewogen en opgelost tot 500 mL. Hiervan wordt 10,00 mL geti-treerd met een zwavelzuur-oplossing, c(H2SO4) = 0,1000 mol/L. Verbruik: 12,50 mL.

Globale reactie: H2SO4 + 2 NaOH → 2 H2O + Na2PO4

Bereken het massapercentage NaOH in het monster.


𝑛𝐵 = 𝑉 × 𝑐𝐵 ► n(H2SO4) = 12,50 mL x 0,1000 mmol/mL = 1,25 mmol H2SO4

Dit reageert met 2 / 1 x 1,25 mmol = 2,50 mmol NaOH.



Media


10,00 mL van de NaOH-oplossing bevat dus 2,50 mmol. 500 mL van deze oplossing bevat dan: 500 / 10 x 2,50 mmol = 125,0 mmol NaOH

𝑚𝐵 = 𝑛𝐵 × 𝑀𝐵 ► m(NaOH) = 125,0 mmol x 40,0 mg/mmol = 5000 mg NaOH. (5,00 g)


𝑚𝑚× 100% ► 5,00 g / 10,9 g monster x 100% = 45,9%(m/m)

Opgave 21

Voor de bepaling van de analytische concentratie van verdund zoutzuur (de sterkte is ca. 0,1 mol HCl/L), wordt 25,00 mL uit een maatkolf van 500 mL Na2CO3-oplossing gepipetteerd. Als de laborante ca. 25 mL wil titreren, hoeveel g Na2CO3 moet ze dan afwegen en tot 500 mL oplossen? Dit is een voor-berekening dus: ongeveer.

De laborante wil 25 x 0,1 ≈ 2,5 mmol titreren.

Dat reageert met 1 / 2 x 2,5 mmol = 1,25 mmol Na2CO3

1,25 mmol Na2CO3 zit dan in 25 mL. 500 mL bevat: 500 / 25 x 1,25 mmol = 25 mmol Na2CO3

25 mmol Na2CO3 weegt: 25 mmol x 106 mg/mmol = 2650 mg

Afwegen: circa 2,6 g Na2CO3

Opgave 22

Voor de bepaling van de analytische concentratie van een HCl-oplossing (ca. 0,1 mol/L) op borax, weegt een analist a g borax (Na2B4O7.10H2O) af, lost dit op en titreert direct:

Reactie: B4O72- + 3 H2O + 2 H3O+ → 4 H3BO3.

Als hij ongeveer 10 mL zoutzuur wil titreren, hoeveel g borax zal hij dan ongeveer afwegen?

Dit is een voor-berekening dus: ongeveer.



Media


De analist wil titreren: 10 x 0,1 = 1,0 mmolHCl.

Dit reageert met 1 / 2 x 1,0 mmol = 0,5 mmol borax.

𝑚𝐵 = 𝑛𝐵 × 𝑀𝐵 ► m(borax) = 0,5 mmol x 381,37 mg/mmol ≈ 191 mg borax.

Opgave 23

De juiste bewerking langs de pijltjes:

Opgave 24

a Hoe groot is de molaire massa van zuurstof: O2?

2 x 16,0 g/mol = 32,0 g/mol.

b Hoe groot is de massa van 1 zuurstofmolecuul (gram)?

1 mol zuurstofmoleculen bevat 6,022 x 1023 moleculen. Dus één molecuul weegt:

32,0 g / 6,022 x 1023 moleculen = 5,31 10-23 g

Opgave 25

Hoeveel moleculen én atomen bevinden zich in de onderstaande hoeveelheden?

1 mol bevat 6,022 x 1023 deeltjes (NA) 𝑁𝐵 = 𝑛𝐵 × 𝑁𝐴

a 1,00 mmol S ► 0,0010 mol en bevat: 0,0010 mol x 6,022 x 1023 atomen/mol =

6,02 x 1020 S-atomen.



Media


b 5,00 x 10-4 mol H2 ► 5,00 x 10-4 mol x = 3,01 x 1020 H2 en 6,02 x 1020 H-atomen, maar alleen als je de moleculen zou splitsen.

c 5,00 mol CO2 ► 5,00 mol x 6,022 x 1023 moleculen/mol = 3,01 x 1024 CO2

en 3,01 x 1024 atomen C en 6,02 x 1024 atomen O.

d 1,00 x10-5 mol H2O ► 1,00 x 10-5 mol x 6,022 x 1023 moleculen/mol = 6,02 x 1018 H2O 1,20 x 1019 H-atomen en 6,02 x 1018 O-atomen.

e 10,0 mmol P4 ► 10,0 mmol x 6,022 x 1023 moleculen/mol = 6,02 x 1021 moleculen P4 en (als we de moleculen splitsen): 2,41 x 1022 atomen P.

Opgave 26

a Hoeveel gram is 5 mol water en 5 mol waterdamp?

De aggregatietoestand is niet belangrijk. 5 mol H2O weegt 5 x 18,0 = 90,0 g

b Hoeveel moleculen bevinden zich in deze hoeveelheden? 𝑁𝐵 = 𝑛𝐵 × 𝑁𝐴

De aggregatietoestand is niet belangrijk.

5 mol H2O bevat 5 x 6,022 x 1023 = 3,01 x 1024 moleculen

Opgave 27

Hoe groot is de massa (g) van:

a 100 atomen Fe?

1 mol Fe = 55,85 g

1 mol Fe = 6,022 x 1023 atomen

1 atoom Fe heeft dan een massa van: 55,85 g / 6,022 x 1023 atomen = 9,27 x 10-23 g

100 atomen: 100 x 9,27 x 10-23 g = 9,27 x 10-21 g

b 5 • 1010 moleculen NH3?

1 mol NH3 = 17,0 g

1 mol NH3 = 6,022 x 1023 moleculen

1 molecuul NH3 heeft een massa van: 17,0 g / 6,022 x 1023 atomen = 2,82 x 10-23 g

5 • 1010 moleculen: g = 5 • 1010 x 2,82 x 10-23 g = 1,41 10-12 g



Media


Opgave 28

Bij verwarmen vallen fosformoleculen uit elkaar volgens de reactievergelijking:

P4 → 4 P

Als men uitgaat van 12,4 mg P4, bereken dan:

a hoeveel mg P gevormd wordt,

De massa is voor en na de reactie hetzelfde: 12,4 mg

b hoeveel moleculen P4 er voor de reactie zijn,

12,4 mg = 12,4 mg / 124 mg/mmol = 0,100 mmol. 0,000100 mol.

1 mol P4 = 6,022 x 1023 moleculen P4

0,000100 mol = 0,000100 x 6,022 x 1023 = 6,02 1019 moleculen P4

c hoeveel atomen P er na de reactie zijn.

Na de reactie zijn er 4 x zoveel atomen P als er moleculen P4 waren.

4 x 6,02 1019 atomen P = 2,41 1020 atomen P

Opgave 29

Hoeveel g AlCl3 is nodig om hieruit 1,00 • 1020 ionen Cl- te verkrijgen?

NA = 6,022 x 1023 = 1 mol

𝑁𝐵 = 𝑛𝐵 × 𝑁𝐴 en: 𝑛𝐵 =𝑁𝐵

𝑁𝐴 ► n(Cl-) = 1,00 • 1020 / 6,022 x 1023 = 1,66 x 10-4 mol Cl-

Voor 1,66 x 10-4 mol Cl- is nodig: 1 / 3 x 1,66 x 10-4 mol = 5,54 x 10-5 mol AlCl3

5,54 x 10-5 mol AlCl3 weegt: 5,54 x 10-5 mol x 133,3 g/mol = 7,39 x 10-3 g

Opgave 30

Hoeveel mg Na2SO4 is nodig om hieruit 5,0 • 1018 ionen Na+ te verkrijgen?

𝑁𝐵 = 𝑛𝐵 × 𝑁𝐴 en: 𝑛𝐵 =𝑁𝐵

𝑁𝐴 ► n(Na+) = 5,00 • 1018 / 6,022 x 1023 = 8,30 x 10-6 mol Na+

Voor 8,30 x 10-6 mol Na+ is nodig: 1 / 2 x 8,30 x 10-6 mol = 4,15 x 10-6 mol Na2SO4

4,15 x 10-6 mol Na2SO4 weegt: 4,15 x 10-6 mol x 142,1 g/mol = 5,90 x 10-4 g ► 0,590 mg

Opgave 31

1,00 kg suiker (C12H22O11) bevat suikerkorrels die gemiddeld 2,0 mg per stuk wegen.



Media


a Hoeveel mol suikermoleculen bevat 1,00 kg suiker?

1,00 kg = 1000 g 𝑛𝐵 =𝑚𝐵

𝑀𝐵 ►

n(suiker) = 1000 g / 342 g/mol = 2,92 mol suikermoleculen

b Hoeveel mol suikerkorrels bevat 1,00 kg suiker?

1 korrel weegt 0,0020 g, dus in 1000 g: 5,0 x 105 korrels

𝑛𝐵 =𝑁𝐵

𝑁𝐴 ► n(korrels) = 5,0 x 105 / 6,022 x 1023 = 8,30 x 10-19 mol korrels

c Hoeveel mol suikermoleculen bevat 1 korrel gemiddeld?

m(korrel) = 0,0020 g 𝑛𝐵 =𝑚𝐵

𝑀𝐵 ►

n(suiker) = 0,0020 g / 342 g/mol = 5,85 x 10-6 mol suikermoleculen

d Hoeveel suikermoleculen bevat 1 korrel gemiddeld?

1 korrel bevat gemiddeld 5,85 x 10-6 mol suikermoleculen, dat zijn:

5,85 x 10-6 mol x 6,022 x 1023 deeltjes/mol = 3,52 x 1018 suikermoleculen

Opgave 32

Bij een bepaalde druk en temperatuur is de massa van 1,0 L NH3 10,0 g. Hoe groot is de massa van 10 L O2 onder dezelfde omstandigheden?

10,0 g NH3 = 10,0 g / 17,0 g/mol = 0,588 mol NH3

1,0 L O2 -gas bevat dan ook 0,588 mol, 10 L O2 –gas is dan 10 x 0,588 mol = 5,88 mol O2

5,88 mol O2 heeft een massa van: 5,88 x 32,0 g/mol = 188 g

Opgave 33

Hoeveel g stikstof heeft een gelijk volume als 100 g zuurstof bij dezelfde temperatuur en druk?

100 g O2 is: 100 g / 32,0 g/mol = 3,125 mol.

In een gelijk volume bevat stikstof dan evenveel moleculen, dus evenveel mol: 3,125 mol.

3,125 mol N2 weegt: 3,125 mol x 28,0 g/mol = 87,5 g

Opgave 34



Media


Hoe groot is het volume van 1,00 mol waterstofgas als 16,0 g zuurstof bij dezelfde temperatuur en druk een volume van 13,0 L heeft?

16,0 g O2 = 16,0 g /32,0 g/mol = 0,50 mol. 1,00 mol gas heeft dan een volume van:

1,00 / 0,50 x 13,0 L = 26,0 L.

Waterstof dus ook.

Opgave 35

De dichtheid van stikstof bij bepaalde temperatuur en druk bedraagt 1,27 g/L. Gas X heeft bij dezelfde temperatuur en druk een dichtheid van 1,83 g/L.

Bereken de molmassa van X.

Schatting: het gas is ongeveer 1,8 / 1,2 x zo zwaar als stikstof 28 ≈ 42 g/mol.

1,00 Liter stikstofgas bevat 1,27 g N2, dat is: 1,27 g / 28,0 g/mol = 0,0454 mol N2.

Ook 1,00 Liter gas X bevat dan 0,0454 mol.

0,0454 mol X weegt 1,83 g, dus 1,00 mol weegt: 1,83 g / 0,0454 mol = 40,3 g/mol

Opgave 36

Van een gas blijkt 1,00 L bij bepaalde temperatuur en druk 3,130 g te wegen. Onder dezelfde omstandigheden weegt 1,00 L N2: 1,098 g. Bereken de molmassa van het gas.

Schatting: het gas is ongeveer 3 x zo zwaar als stikstof: 3 x 28 = 84 g/mol.

1,00 Liter N2 weegt 1,098 g 𝑛𝐵 =𝑚𝐵

𝑀𝐵 ► nN2 = 1,098 g / 28,0 g/mol = 0,0392 mol N2

Gelijke volumes gelijke hoeveelheden in mol, dus ook het andere gas bevat 0,0392 mol in 1 Liter. 0,0392 mol weegt 3,130 g. Dan weegt 1 mol: 3,130 g / 0,0392 mol = 79,8 g/mol

Opgave 37

10 L CH4-gas wordt verbrand tot CO2 en H2O. Hoeveel L zuurstof bij dezelfde temperatuur en druk, is hier voor nodig?

CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O

Gelijke volumes bevatten gelijke hoeveelheden in mol. Je mag de mol-hoeveelheid in de reactievergelijking daarom ook lezen als volume. Dus 1 Liter CH4 reageert met 2 Liter O2.

Dus 10 Liter CH4 reageert met 20 Liter O2.



Media


Opgave 38

Propaangas reageert als volgt met zuurstof: C3H8 + 5 O2 → 4 H2O + 3 CO2

Als we 500 mL propaangas willen verbranden, hoeveel mL zuurstof is dan nodig en hoeveel mL koolstofdioxide ontstaat bij gelijke temperatuur en druk?

Gelijke volumes bevatten gelijke hoeveelheden in mol. Je mag de mol-hoeveelheid in de reactievergelijking daarom ook lezen als volume. Dus 1 Liter C3H8 reageert met 5 Liter O2.

Je hebt dus nodig: 500 mL x 5 = 2500 mL O2

Er ontstaat: 500 mL x 3 = 1500 mL CO2

Opgave 39

Hoeveel mol (onder standaardomstandigheden) is:

a 1,00 liter O2

22,4 L gas = 1 mol 1,00 L is: 1,00 / 22,4 x 1 mol = 0,0446 mol

b 10,0 liter CO2

10 L is: 10 / 22,4 x 1 mol = 0,446 mol

c 100 liter NH3?

100 L is: 100 / 22,4 x 1 mol = 4,46 mol

Opgave 40

Hoeveel liter (onder standaardomstandigheden) is:

a 1,00 g NH3

𝑛𝐵 =𝑚𝐵

𝑀𝐵 ► 1,00 g / 17,0 g/mol = 0,0588 mol NH3

0,0588 mol NH3 heeft een volume van: 0,0588 mol x 22,4 L/mol = 1,32 L

b 5,00 mg HCN-gas

𝑛𝐵 =𝑚𝐵

𝑀𝐵 ► 5,00 mg / 27,0 mg/mmol = 0,1852 mmol HCN

0,1852 mmol HCN heeft een volume van: 0,1852 mmol HCN x 22,4 mL/mol = 4,15 mL

► 0,00415 L

c 20,0 kg Cl2?

20,000 g Cl2 / 70,9 g/mol = 282,1 mol Cl2



Media


282,1 mol Cl2 heeft een volume van: 282,1 mol x 22,4 mL/mol = 6,32 x 103 L

Opgave 41

Hoeveel L NO (onder standaardomstandigheden) ontstaat bij de oxidatie van 100 g Cu met salpeterzuur volgens:

3 Cu + 8 H3O+ + 2 NO3- → 3 Cu2+ + 2 NO + 12 H2O

𝑛𝐵 =𝑚𝐵

𝑀𝐵 ► 100 g / 63,5 g/mol = 1,57 mol Cu

Uit de reactie van 1,57 mol Cu ontstaat: 2 / 3 x 1,57 mol = 1,05 mol NO.

Dat is: 1,05 mol x 22,4 L/mol = 23,5 L NO

Opgave 42

Hoeveel L NH3 kun je vrijmaken met een overmaat NaOH uit 100 g Mohr's zout (Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O) ?

Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O oplossen: Fe2+ + 2 NH4+ + 2 SO4

2- + 6 H2O

Reactie met NaOH: NH4+ + OH- → H2O + NH3(g)

𝑛𝐵 =𝑚𝐵

𝑀𝐵 ► 100 g / 392,13 g/mol = 0,255 mol Mohr's zout ► x 2 = 0,510 mol NH3(g)

1 mol gas = 22,4 L 0,510 mol NH3(g) = 0,510 mol x 22,4 L/mol = 11,4 L

Opgave 43

Hoeveel g BaCO3 kun je maximaal neerslaan door 10,0 L CO2 door een oplossing van Ba(OH)2 te leiden?

Reacties: CO2 + 2 OH- → CO32- + H2O

Ba2+ + CO32- → BaCO3↓

10,0 L CO2 = 10,0 L / 22,4 L/mol = 0,446 mol CO2

0,446 mol CO2 levert 0,446 mol CO32-

0,446 mol CO32- reageert met Ba2+ tot 0,446 mol BaCO3.



Media


0,446 mol BaCO3 weegt 0,446 mol x 197,3 g/mol = 88,0 g

Opgave 44

11,5 g mierezuur wordt verhit en valt daarbij uiteen in H2O en CO volgens:

HCOOH → H2O + CO

Hoeveel L CO ontstaat er?

11,5 g HCOOH = 11,5 g / 46,0 g/mol = 0,25 mol

Er ontstaat ook 0,25 mol CO, dat is een gas: 0,25 mol x 22,4 L/mol = 5,6 L

Opgave 45

Lucht bevat 20,0 %(V/V) zuurstof.

a Hoeveel L lucht is nodig om 1000 mL ethanol (ρ = 0,80 g/mL, formule: C2H5OH) volledig te verbranden?

C2H5OH + 3 O2 → 3 H2O + 2 CO2

1000 mL ethanol weegt: 1000 mL x 0,80 g/mL = 800 g.

800 g C2H5OH is: 800 g /46,0 g/mol = 17,4 mol.

17,4 mol C2H5OH reageert met 3 /1 x 17,4 mol = 52,2 mol O2

52,2 mol O2- gas heeft bij standaard-omstandigheden een volume van:

52,2 mol x 22,4 L/mol = 1169 L

1169 L O2 zit in 100 / 20 x 1169 L = 5,8 x 103 L lucht.

b Hoeveel L lucht is nodig om 1,00 L aardgas (80 %(V/V) methaan (CH4) en 20 %(V/V) N2) tot CO2 en H2O te verbranden?

Reactie: CH4 + 2 O2 → 2 H2O + CO2

1,00 L aardgas bevat 0,80 x 1,00 L = 0,80 L CH4

Dat is: 0,80 L / 22,4 L/mol = 0,0357 mol CH4

0,0357 mol CH4 reageert met 2 / 1 x 0,0357 mol = 0,0714 mol O2

dat is: 0,0714 mol x 22,4 L/mol = 1,6 L O2

1,6 L is 20%(V/V). 100% lucht: 100 / 20 x 1,6 L = 8,0 L lucht

Opgave 46



Media


Hoeveel mL waterstofgas en zuurstofgas kan men door middel van elektrolyse verkrijgen uit 1,00 g water?

Reactie: 2 H2O → 2 H2 + O2

1,0 g H2O is 1,0 g / 18,0 g/mol = 0,0556 mol (55,6 mmol)

Hieruit ontstaat: 2 / 2 x 55,6 mmol = 55,6 mmol H2

► 55,6 mmol x 22,4 mL/mmol = 1,24 x 103 mL H2

55,6 mmol H2O levert 1 / 2 x 55,6 mmol = 27,8 mmol O2

► 27,8 mmol x 22,4 mL/mmol = 622 mL O2

uitwerkingen van de opgaven uit: basischemie voor het mlo ... h21.pdf · uitwerkingen van de...

Documents