Deze Informatie is gratis en mag op geen enkele wijze tegen betaling aangeboden worden

Transcriptie

1 Vraag 1 Welke van volgende formules stemt overeen met magnesiumchloriet? <A> MgCl Mg(ClO 2 ) 2 <C> Mg(ClO 3 ) 2 <D> Mg3(ClO 3 ) 2 Optie A: Hier is wat kennis over het periodiek systeem der elementen vereist, aangezien magnesium een element is uit de 2 e groep (of groep van de aardalkalimetetalen) zal het steeds oxidatiegetal +2 hebben (net als alle andere elementen uit die groep omdat ze twee valentie elektronen hebben die ze graag willen afstaan om zo een positief ion te vormen). Chloor is een halogeen, en halogenen hebben allen 1 ding gemeen: ze missen 1 elektron in de buitenste schil ze gaan dus graag een elektron opnemen in polaire bindingen. Chloor is een beetje een buitenbeentje en heeft als mogelijke oxidatiegetallen: -1, (+1, +5, +7) Daar magnesium oxidatiegetal +2 heeft en chloor -1 is optie A al uitgesloten, de juiste formule voor magnesiumchloride is immers MgCl 2 Optie B, C, en D zijn anders op te vatten: Optie B: ClO 2 - = chloriet en het oxidatiegetal van deze zuurrest is - 1 Na een korte rekensom zie je dat deze schrijfwijze klopt voor magnesiumchloriet. Optie C: ClO 3 - = chloraat en het oxidatiegetal van deze zuurrest is - 1 Deze formule klopt ook maar is de formule voor magnesiumchloraat en niet voor magnesiumchloriet. Optie D: Uit het oxidatiegetal voor magnesium en voor chloraat zie je dat deze schrijfwijze niet klopt. Het is altijd handig om je zuurresten te kennen, dan zie je in 1 oogwenk dat optie B de enige mogelijke is.

2 Vraag 2 Je wil 1 liter van een 0,010 M oplossing van glucose bereiden, door een geschikt volume van een meer geconcentreerde oplossing over te brengen in een maatkolf van 1,0 liter en dit met water aan te lengen tot aan de ijkstreep. Hoeveel milliliter van een 0,500 mol/l glucoseoplossing zal je hiervoor gebruiken? <A> 1,8 ml 20 ml <C> 36 ml <D> men moet de dichtheid van de geconcentreerde oplossing kennen Deze vraag komt regelmatig terug en is een geschenk als je de volgende formule kent: C 1 * V 1 = C 2 * V 2 Waarin C 1 : concentratie van de eerste oplossing in mol/l of M Waarin C 2 : concentratie van de tweede oplossing in mol/l of M Waarin V 1 : volume van de eerste oplossing in L Waarin V 2 : volume van de tweede oplossing in L We willen 1 liter van een M oplossing bereiden door een bepaald volume van een oplossing van M te nemen. Om de logica even duidelijk te maken kan je de vraag ook anders formuleren: hoeveel ml van een M oplossing moet ik nemen om 0.01 mol te hebben? V 2 = 1 L en C 2 = M en C 1 = M V 1 = (C 2 * V 2 )/ C 1 = 0.02 L of 20 ml

3 Vraag 3 Een reactieproces wordt vaak geoptimaliseerd door een katalysator in te zetten. Welke van onderstaande beweringen vertolkt correct de werking van een katalysator? <A> de reactieopbrengst wordt verhoogd de reactiesnelheid is niet langer afhankelijk van de temperatuur <C> de reactie gaat sneller <D> het reactie-evenwicht ligt gunstiger Een katalysator laat de reactie sneller doorgaan, omdat hij de activeringsenergie verlaagt dus optie C is juist, hij is samen met de temperatuur een bepalende factor in de reactiesnelheid dus optie B is uitgesloten. Optie D is uitgesloten omwille van volgende redenering: een katalysator versnelt de heen, maar ook de terugreactie, het evenwicht wordt dus niet verschoven. Aangezien het evenwicht niet verschoven wordt is er ook geen grotere reactieopbrengst dus optie A is ook uitgesloten. Vraag 4 Het element chloor komt in de natuur voor als een mengsel van twee isotopen, één met 18 neutronen in de kern en één met 20 neutronen. Meer gegevens over het element chloor vind je in de tabel die voorafgaat aan de vragenset. Welke van de onderstaande beweringen is FOUT? <A> het aantal protonen in een atoomkern is steeds gelijk aan het aantal neutronen het massagetal van een kern stemt overeen met de som van het aantal protonen en het aantal neutronen <C> natuurlijk chloor bevat ongeveer drie keer meer van het isotoop met 18 neutronen <D> een neutraal atoom van het chloorisotoop met 18 neutronen bevat 17 elektronen Optie A: het aantal protonen in een atoomkern is NIET steeds gelijk aan het aantal neutronen, kijk maar naar isotopen: een zelfde plaats in het periodiek systeem door een gelijk aantal protonen, maar een verschillend massagetal door een verschillend aantal neutronen.

4 Vraag 5 Welke ph meet men bij 25 C in een beker die 10,0 liter zuiver water bevat waarin 10,0 mg van een sterk zuur HA met molecuulmassa 100 opgelost wordt? <A> 4,0 5,0 <C> 6,0 <D> 7,0 10 mg van een sterk zuur (zal volledig dissociëren) met molecuulmassa van 100 g/mol 10 mg = 0.01 g 0.01 g van een stof met molecuulmassa 100g/mol = 0.01/100 mol = mol mol in 10 liter = mol per liter = ph = - log (concentratie zuur) = - log 10-5 = 5, optie B is juist. Vraag 6 Men beschikt over de volgende oplossingen: 1) 0,1 mol. L -1 CH3COOH 2) 0,1 mol. L -1 HCl 3) 0,1 mol. L -1 NH3 4) 0,1 mol. L -1 NaCl Welke getallenvolgorde bekomt men als ze naar dalende ph gerangschikt? <A> 1, 2, 3, 4 4, 1, 2, 3 <C> 2, 3, 4, 1 <D> 3, 4, 1, 2 Allereerst: we beschouwen equivalente hoeveelheden van vier stoffen die we moeten rangschikken naar dalende ph, dat betekent van basisch naar zuur. CH3COOH is een organisch zuur, een carbonzuur (azijnzuur) met een relatief grote pka (en dus kleine Ka) waarde, dit betekent dat slechts een beperkt deel van de moleculen zal dissociëren met vrijstelling van H + Het is derhalve een zwak zuur HCl is een anorganisch sterk zuur, grote Ka, vrijwel alle moleculen zullen dissociëren en H + vrijstellen.

5 NH 3 is een zwakke base NaCl is een zout, het zal de ph van de oplossing niet noemenswaardig van de neutrale waarde laten afwijken. De correcte rangschikking naar dalende ph is dus als volgt: Base neutraal zwak zuur sterk zuur Of: NH 3 NaCl - CH3COOH HCl Of optie D: 3, 4, 1, 2 Vraag 7 De volgende redoxvergelijking moet nog geëquilibreerd aan de hand van halfreacties: a Cr 2 O b Cl - + c H + d Cr 3+ + e Cl 2 + f H 2 O Hoeveel bedraagt b? <A> 2 4 <C> 6 <D> 8 Er bestaan verschillende benaderingswijzen voor het oplossen van redoxreacties en het is belangrijk voor jezelf een methode aan te nemen die je consequent gebruikt. Dit is een redoxreactie in zuur milieu en kan je systematisch op volgende wijze oplossen: Bekijk de reactie en duidt de stoffen aan die reduceren en oxideren, splits ze op in halfreacties: Reductie: Cr 2 O 7 2- Cr 3+ (het oxidatiegetal van Cr gaat van +6 naar +3) Oxidatie: Cl - Cl 2 (het oxidatiegetal van Cl gaat van -1 naar 0) Volgende stap: atoombalans Reductie: Cr 2 O Cr 3+ Oxidatie: 2 Cl - Cl 2

6 In zuur milieu voegen we evenveel moleculen H 2 O toe als er moleculen zuurstof tekort zijn aan een bepaalde kant en voegen we dubbel zoveel H + atomen toe aan de andere kant (wat in zuur milieu ruim ter beschikking staat). Reductie: Cr 2 O H + 2 Cr H 2 O Oxidatie: 2 Cl - Cl 2 De atoombalans voor de deelreacties klopt nu, de volgende stap is de ladingsbalans: Reductie: Links: (2-) + (14+) = +12 Rechts: 2 maal 3+ = +6 Oxidatie: Links: 2- Rechts: 0 Bij de reductie moeten we dus 6 elektronen opnemen in het linkerlid en bij de oxidatie 2 elektronen afstaan in het linkerlid Reductie: Cr 2 O H e - 2 Cr H 2 O Oxidatie: 2 Cl e - Cl 2 In redoxreacties is het aantal opgenomen elektronen steeds gelijk aan het aantal afgestane dus: Reductie: (Cr 2 O H e - 2 Cr H 2 O) Oxidatie: 3(2Cl e - Cl 2 ) Totaalreactie: Cr 2 O Cl H + 2 Cr Cl H 2 O Optie C is dus juist,

7 Vraag 8 Men vermengt welbepaalde concentraties aan stikstofmonoxide en zuurstof en meet de reactiesnelheid v van volgende reactie: 2 NO (g) + O 2 (g) 2 NO 2 (g) Als men bij dezelfde temperatuur de ingezette concentratie aan NO verdubbelt blijkt deze reactiesnelheid met een factor 4 te verhogen ; als zowel de NO concentratie als de O 2 concentratie verdubbeld gaat de reactie 8 keer sneller. Welke van onderstaande vergelijkingen vertolkt de concentratie-afhankelijkheid van de reactiesnelheid voor deze reactie? <A> v = k [NO] 2 [O2] v = k [NO] 2 [O2] 2 <C> v = k [NO] [O2] 2 <D> v = k [NO] [O2] Als men bij dezelfde temperatuur de ingezette concentratie aan NO verdubbelt blijkt deze reactiesnelheid met een factor 4 te verhogen: de reactie vertoont 2 e orde kinetiek voor NO dus [NO] 2 (2 2 ) Als zowel de NO concentratie als de O 2 concentratie verdubbeld gaat de reactie 8 keer sneller. Een verdubbeling van de hoeveelheid O 2 verhoogt de reactiesnelheid met een factor 2: de reactie vertoont 1 e orde kinetiek voor O 2 (2 1 ) dus [O 2 ] Optie A is dus de juiste

8 Vraag 9 Tennisballen gewoonlijk gevuld met lucht of stikstofgas bij een druk hoger dan de atmosfeerdruk, zodat ze beter stuiten. Een gegeven tennisbal met een volume van 150 cm 3 bevat 0,28 g N 2. Wat is de druk in die bal bij 27 C? <A> 1,7 x 10 3 Pa 1,4 x 10 4 Pa <C> 1,7 x 10 5 Pa <D> 4,6 x 10 6 Pa Deze vraag is verraderlijk omdat je snel mist bij hoofdrekenen en omdat je de gegevens naar correcte grootheden moet omzetten om tot een juist resultaat te komen. De ideale gaswet: PV = nrt Dus P = (n. R. T)/V n: aantal mol gasdeeltjes, molaire massa van N: 14 g/mol, maar molaire massa van N 2 : 28g/mol. n = 0.28g / 28g per mol = 0.01 mol R = gasconstante = 8, J K -1 mol -1 T = = 300 Kelvin (werk altijd in absolute temperatuur) V = 150 cm³ = 150 * 10-6 m³ Oplossing: P = (0.01 mol * 8, J K -1 mol -1 * 300 K) / 150 * 10-6 m³ = pa of 1,7 * 10 5 pa

9 Vraag 10 Beschouw een evenwichtssysteem in de gasfase gekenmerkt door de reactie: 4 NH 3 (g) + 5 O 2 (g) 4 ΝΟ (g) + 6 Η 2 Ο (g) Aan de ballon met constant volume die dit evenwichtsmengsel bevat voegt men nu bij constante temperatuur één mol NO toe. Wat is de invloed van deze toevoeging? <A> het evenwicht wordt niet beïnvloed de hoeveelheid O 2 stijgt met 1.25 mol <C> er komt 1.25 mol H 2 O bij <D> de hoeveelheid H 2 O vermindert Principe van Le Châtelier: Als in een chemisch systeem een verandering optreedt in concentratie, temperatuur, volume of totale druk, zal het evenwicht zodanig verschuiven dat die verandering tenietgedaan wordt. Concreet betekent de toevoeging van een stof in het rechterlid een verschuiving van het evenwicht naar links (onttrekken van een stof uit het rechterlid zou het evenwicht naar rechts verschuiven, daarom zijn gasontwikkelings en neerslagreacties meestal aflopend). Aangezien het evenwicht naar links verschuift is optie A uitgesloten. Optie B is mogelijk maar zonder evenwichtsconstante kunnen we daar geen kwantitatieve uitspraak over doen. Optie C zou vereisen dat het evenwicht naar rechts verschuift, ze is dus fout. Optie D is juist, het evenwicht verschuift naar links dus NO en H 2 O verbruikt tot vorming van ammoniak en dizuurstof, waarbij de initiële hoeveelheid H 2 O zal afnemen.