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

Transcriptie

1 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% m B = 25,0 g m M = 100 ml x 1,10 g/ml = 110 g m-%: 25,0 / 110 x 100% = 22,7%(m/m) massa% = m B m m 100% 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%

2 Hoofdstuk 21 Chemisch rekenen (4) bladzijde 2 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 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) massa% = m B m m 100% 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. massa% = m B m m 100% m(opl 1) = 500 ml x 1,06 g/ml = 530 g m(opl 2) = 400 ml x 1,00 g/ml = 400 g m(zout) = 10% van 530 g = 53,0 g massa mengsel: = 930 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 g dichtheid ρ = m V ( g ) m = V ρ ml 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 druivensap? m(verdund sap) = 268 g g = 518 g massa% = m B m m 100% massa-% = 51,4 g / 518 g x 100% = 9,92 g

3 Hoofdstuk 21 Chemisch rekenen (4) bladzijde 3 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 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 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 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

4 Hoofdstuk 21 Chemisch rekenen (4) bladzijde 4 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 Fe 2(SO 4) 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 Fe 2(SO 4) 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).

5 Hoofdstuk 21 Chemisch rekenen (4) bladzijde 5 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 25 ml verdunnen tot 500 ml, verdunningsfactor 500 / 25 = 20 x Nieuwe massaconcentratie: = 20 / 20 = 1 mg /L 5 ml verdunnen tot 100 ml, verdunningsfactor 100 / 5 = 20 x 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? n B = V c B 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) = n B V M c(naoh) = 2,50 mmol / 22,50 ml = 0,1111 mmol/ml (mol/l) Opgave 12 25,00 ml Na 2CO 3-oplossing wordt getitreerd met een HCl- oplossing met c(hcl) = 0,1000 mol/l, verbruik: 15,00 ml. Hoeveel mmol Na 2CO 3 bevat 25,00 ml oplossing? Reactie: 2 H 3O + + CO 3 3 H 2O + CO 2

6 Hoofdstuk 21 Chemisch rekenen (4) bladzijde 6 n B = V c B 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 Na 2CO 3 Opgave 13 5,00 ml H 2SO 4-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 H 2SO 4-oplossing. Globale reactie: H 2SO NaOH Na 2SO H 2O De eerste verdunning is 100 / 5 = 20 x De tweede verdunning is: 100 / 25 = 4 x Totale verdunning: 20 x 4 = 80 x n B = V c B 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 H 2SO 4 c(b) = n B V M c(h 2SO 4) = 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 H 2SO 4-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 H 2SO 4-oplossing. De verdunning is 500 / 10 = 50 x n B = V c B 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 H 2SO 4 c(b) = n B V M c(h 2SO 4) = 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..:

7 Hoofdstuk 21 Chemisch rekenen (4) bladzijde 7 25 ml verdunde H 2SO 4-oplossing bevat 1,915 mmol H 2SO 4. In 500 ml van de verdunde oplossing zit: 500 / 25 x 1,915 mmol = 38,30 mmol H 2SO 4. 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 Na 2CO 3 wordt afgewogen en opgelost in een maatkolf van 250 ml. Na aanvullen wordt hieruit 10,00 ml gepipetteerd en getitreerd met 10,99 ml H 2SO 4-oplossing. Reactie: CO H 3O + 3 H 2O + CO 2 Bereken de analytische concentratie van het zuur. H 2SO 4 levert 2 H 3O + hierdoor is de reactieverhouding H 2SO 4 en Na 2CO 3: 1 op 1 Hoeveelheid Na 2CO 3 in mmol: n(na 2CO 3) = 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 Na 2CO 3 Dit reageert met evenveel H 2SO 4 in 10,99 ml H 2SO 4-oplossing. Concentratie H 2SO 4 dus: 0,5405 mmol / 10,99 ml = 0,0492 mmol/ml (mol/l) Opgave 16 Van oxaalzuurdihydraat (formule: ((COOH) 2.2H 2O) 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) OH - (COO) H 2O

8 Hoofdstuk 21 Chemisch rekenen (4) bladzijde 8 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) 2.2H 2O) wordt opgelost tot 250 ml, hiervan wordt 25,00 ml gepipetteerd en getitreerd met een HCl-oplossing. Verbruik: 25,37 ml. Reactie: (COO) H 3O + (COOH) H 2O 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: CH 3COOH + OH - CH 3COO - + H 2O Bereken het massapercentage (CH 3COOH) in het monster. Gehaltebepaling begin met de titratie-uitkomst. n B = V c B n(naoh) = 28,50 ml x 0,1000 mmol/ml = 2,850 mmol NaOH

9 Hoofdstuk 21 Chemisch rekenen (4) bladzijde 9 Dit reageert met evenveel azijnzuur (CH 3COOH), dus: 2,850 mmol azijnzuur. m B = n B M B m(ch 3COOH) = 2,850 mmol x 60,0 mg/mmol = 171,0 mg azijnzuur massa% = m B m m 100% 171,0 mg / 4000 mg huishoudazijn x 100% = 4,28%(m/m) Opgave 19 Voor de bepaling van het H 3PO 4-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: H 3PO OH - 2 H 2O + HPO 4 Bereken het massapercentage H 3PO 4 in het monster. Gehaltebepaling begin met de titratie-uitkomst. n B = V c B 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 H 3PO 4. 25,00 ml van de H 3PO 4-oplossing bevat dus 1,738 mmol. 250 ml van deze oplossing bevat dan: 250 / 25 x 1,738 mmol = 17,38 mmol H 3PO 4 m B = n B M B m(h 3PO 4) = 17,38 mmol x 98,0 mg/mmol = 1702,8 mg H 3PO 4. massa% = m B m m 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 Na 2SO 4 te meten wordt 10,90 g van het mengsel afgewogen en opgelost tot 500 ml. Hiervan wordt 10,00 ml getitreerd met een zwavelzuur-oplossing, c(h 2SO 4) = 0,1000 mol/l. Verbruik: 12,50 ml. Globale reactie: H 2SO NaOH 2 H 2O + Na 2PO 4 Bereken het massapercentage NaOH in het monster. Gehaltebepaling begin met de titratie-uitkomst. n B = V c B n(h 2SO 4) = 12,50 ml x 0,1000 mmol/ml = 1,25 mmol H 2SO 4 Dit reageert met 2 / 1 x 1,25 mmol = 2,50 mmol NaOH.

10 Hoofdstuk 21 Chemisch rekenen (4) bladzijde 10 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 m B = n B M B m(naoh) = 125,0 mmol x 40,0 mg/mmol = 5000 mg NaOH. (5,00 g) massa% = m B m m 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 Na 2CO 3-oplossing gepipetteerd. Als de laborante ca. 25 ml wil titreren, hoeveel g Na 2CO 3 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 Na 2CO 3 1,25 mmol Na 2CO 3 zit dan in 25 ml. 500 ml bevat: 500 / 25 x 1,25 mmol = 25 mmol Na 2CO 3 25 mmol Na 2CO 3 weegt: 25 mmol x 106 mg/mmol = 2650 mg Afwegen: circa 2,6 g Na 2CO 3 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 (Na 2B 4O 7.10H 2O) af, lost dit op en titreert direct: Reactie: B 4O H 2O + 2 H 3O + 4 H 3BO 3. Als hij ongeveer 10 ml zoutzuur wil titreren, hoeveel g borax zal hij dan ongeveer afwegen? Dit is een voor-berekening dus: ongeveer.

11 Hoofdstuk 21 Chemisch rekenen (4) bladzijde 11 De analist wil titreren: 10 x 0,1 = 1,0 mmolhcl. Dit reageert met 1 / 2 x 1,0 mmol = 0,5 mmol borax. m B = n B M B 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: O 2? 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 moleculen. Dus één molecuul weegt: 32,0 g / 6,022 x moleculen = 5, g Opgave 25 Hoeveel moleculen én atomen bevinden zich in de onderstaande hoeveelheden? 1 mol bevat 6,022 x deeltjes (N A) N B = n B N A a 1,00 mmol S 0,0010 mol en bevat: 0,0010 mol x 6,022 x atomen/mol = 6,02 x S-atomen.

12 Hoofdstuk 21 Chemisch rekenen (4) bladzijde 12 b 5,00 x 10-4 mol H 2 5,00 x 10-4 mol x = 3,01 x H 2 en 6,02 x H-atomen, maar alleen als je de moleculen zou splitsen. c 5,00 mol CO2 5,00 mol x 6,022 x moleculen/mol = 3,01 x CO 2 en 3,01 x atomen C en 6,02 x atomen O. d 1,00 x10-5 mol H 2O 1,00 x 10-5 mol x 6,022 x moleculen/mol = 6,02 x H 2O 1,20 x H-atomen en 6,02 x O-atomen. e 10,0 mmol P 4 10,0 mmol x 6,022 x moleculen/mol = 6,02 x moleculen P 4 en (als we de moleculen splitsen): 2,41 x atomen P. Opgave 26 a Hoeveel gram is 5 mol water en 5 mol waterdamp? De aggregatietoestand is niet belangrijk. 5 mol H 2O weegt 5 x 18,0 = 90,0 g b Hoeveel moleculen bevinden zich in deze hoeveelheden? N B = n B N A De aggregatietoestand is niet belangrijk. 5 mol H 2O bevat 5 x 6,022 x = 3,01 x 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 atomen 1 atoom Fe heeft dan een massa van: 55,85 g / 6,022 x atomen = 9,27 x g 100 atomen: 100 x 9,27 x g = 9,27 x g b moleculen NH 3? 1 mol NH 3 = 17,0 g 1 mol NH 3 = 6,022 x moleculen 1 molecuul NH 3 heeft een massa van: 17,0 g / 6,022 x atomen = 2,82 x g moleculen: g = x 2,82 x g = 1, g

13 Hoofdstuk 21 Chemisch rekenen (4) bladzijde 13 Opgave 28 Bij verwarmen vallen fosformoleculen uit elkaar volgens de reactievergelijking: P 4 4 P Als men uitgaat van 12,4 mg P 4, bereken dan: a hoeveel mg P gevormd wordt, De massa is voor en na de reactie hetzelfde: 12,4 mg b hoeveel moleculen P 4 er voor de reactie zijn, 12,4 mg = 12,4 mg / 124 mg/mmol = 0,100 mmol. 0, mol. 1 mol P 4 = 6,022 x moleculen P 4 0, mol = 0, x 6,022 x = 6, moleculen P 4 c hoeveel atomen P er na de reactie zijn. Na de reactie zijn er 4 x zoveel atomen P als er moleculen P 4 waren. 4 x 6, atomen P = 2, atomen P Opgave 29 Hoeveel g AlCl 3 is nodig om hieruit 1, ionen Cl - te verkrijgen? N A = 6,022 x = 1 mol N B = n B N A en: n B = N B N A n(cl - ) = 1, / 6,022 x = 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 AlCl 3 5,54 x 10-5 mol AlCl 3 weegt: 5,54 x 10-5 mol x 133,3 g/mol = 7,39 x 10-3 g Opgave 30 Hoeveel mg Na 2SO 4 is nodig om hieruit 5, ionen Na + te verkrijgen? N B = n B N A en: n B = N B N A n(na + ) = 5, / 6,022 x = 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 Na 2SO 4 4,15 x 10-6 mol Na 2SO 4 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 (C 12H 22O 11) bevat suikerkorrels die gemiddeld 2,0 mg per stuk wegen.

14 Hoofdstuk 21 Chemisch rekenen (4) bladzijde 14 a Hoeveel mol suikermoleculen bevat 1,00 kg suiker? 1,00 kg = 1000 g n B = m B M B 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 10 5 korrels n B = N B N A n(korrels) = 5,0 x 10 5 / 6,022 x = 8,30 x mol korrels c Hoeveel mol suikermoleculen bevat 1 korrel gemiddeld? m(korrel) = 0,0020 g n B = m B M B 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 deeltjes/mol = 3,52 x suikermoleculen Opgave 32 Bij een bepaalde druk en temperatuur is de massa van 1,0 L NH 3 10,0 g. Hoe groot is de massa van 10 L O 2 onder dezelfde omstandigheden? 10,0 g NH 3 = 10,0 g / 17,0 g/mol = 0,588 mol NH 3 1,0 L O 2 -gas bevat dan ook 0,588 mol, 10 L O 2 gas is dan 10 x 0,588 mol = 5,88 mol O 2 5,88 mol O 2 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 O 2 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 N 2 weegt: 3,125 mol x 28,0 g/mol = 87,5 g Opgave 34

15 Hoofdstuk 21 Chemisch rekenen (4) bladzijde 15 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 O 2 = 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 g/mol. 1,00 Liter stikstofgas bevat 1,27 g N 2, dat is: 1,27 g / 28,0 g/mol = 0,0454 mol N 2. 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 N 2: 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 N 2 weegt 1,098 g n B = m B M B n N2 = 1,098 g / 28,0 g/mol = 0,0392 mol N 2 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 L CH 4-gas wordt verbrand tot CO 2 en H 2O. Hoeveel L zuurstof bij dezelfde temperatuur en druk, is hier voor nodig? CH O 2 CO H 2O Gelijke volumes bevatten gelijke hoeveelheden in mol. Je mag de mol-hoeveelheid in de reactievergelijking daarom ook lezen als volume. Dus 1 Liter CH 4 reageert met 2 Liter O 2. Dus 10 Liter CH 4 reageert met 20 Liter O 2.

16 Hoofdstuk 21 Chemisch rekenen (4) bladzijde 16 Opgave 38 Propaangas reageert als volgt met zuurstof: C 3H O 2 4 H 2O + 3 CO 2 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 C 3H 8 reageert met 5 Liter O 2. Je hebt dus nodig: 500 ml x 5 = 2500 ml O 2 Er ontstaat: 500 ml x 3 = 1500 ml CO 2 Opgave 39 Hoeveel mol (onder standaardomstandigheden) is: a 1,00 liter O 2 22,4 L gas = 1 mol 1,00 L is: 1,00 / 22,4 x 1 mol = 0,0446 mol b 10,0 liter CO 2 10 L is: 10 / 22,4 x 1 mol = 0,446 mol c 100 liter NH 3? 100 L is: 100 / 22,4 x 1 mol = 4,46 mol Opgave 40 Hoeveel liter (onder standaardomstandigheden) is: a 1,00 g NH 3 n B = m B M B 1,00 g / 17,0 g/mol = 0,0588 mol NH 3 0,0588 mol NH 3 heeft een volume van: 0,0588 mol x 22,4 L/mol = 1,32 L b 5,00 mg HCN-gas n B = m B M B 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 Cl 2? 20,000 g Cl 2 / 70,9 g/mol = 282,1 mol Cl 2

17 Hoofdstuk 21 Chemisch rekenen (4) bladzijde ,1 mol Cl 2 heeft een volume van: 282,1 mol x 22,4 ml/mol = 6,32 x 10 3 L Opgave 41 Hoeveel L NO (onder standaardomstandigheden) ontstaat bij de oxidatie van 100 g Cu met salpeterzuur volgens: 3 Cu + 8 H 3O NO 3-3 Cu NO + 12 H 2O n B = m B M B 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 NH 3 kun je vrijmaken met een overmaat NaOH uit 100 g Mohr's zout (Fe(NH 4) 2(SO 4) 2.6H 2O)? Fe(NH 4) 2(SO 4) 2.6H 2O oplossen: Fe NH SO H 2O Reactie met NaOH: NH OH - H 2O + NH 3(g) n B = m B M B 100 g / 392,13 g/mol = 0,255 mol Mohr's zout x 2 = 0,510 mol NH 3(g) 1 mol gas = 22,4 L 0,510 mol NH 3(g) = 0,510 mol x 22,4 L/mol = 11,4 L Opgave 43 Hoeveel g BaCO 3 kun je maximaal neerslaan door 10,0 L CO 2 door een oplossing van Ba(OH) 2 te leiden? Reacties: CO OH - CO 3 + H 2O Ba 2+ + CO 3 BaCO 3 10,0 L CO 2 = 10,0 L / 22,4 L/mol = 0,446 mol CO 2 0,446 mol CO 2 levert 0,446 mol CO 3 0,446 mol CO 3 reageert met Ba 2+ tot 0,446 mol BaCO 3.

18 Hoofdstuk 21 Chemisch rekenen (4) bladzijde 18 0,446 mol BaCO 3 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 H 2O en CO volgens: HCOOH H 2O + 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: C 2H 5OH) volledig te verbranden? C 2H 5OH + 3 O 2 3 H 2O + 2 CO ml ethanol weegt: 1000 ml x 0,80 g/ml = 800 g. 800 g C 2H 5OH is: 800 g /46,0 g/mol = 17,4 mol. 17,4 mol C 2H 5OH reageert met 3 /1 x 17,4 mol = 52,2 mol O 2 52,2 mol O gas heeft bij standaard-omstandigheden een volume van: 52,2 mol x 22,4 L/mol = 1169 L 1169 L O 2 zit in 100 / 20 x 1169 L = 5,8 x 10 3 L lucht. b Hoeveel L lucht is nodig om 1,00 L aardgas (80 %(V/V) methaan (CH 4) en 20 %(V/V) N 2) tot CO 2 en H 2O te verbranden? Reactie: CH O 2 2 H 2O + CO 2 1,00 L aardgas bevat 0,80 x 1,00 L = 0,80 L CH 4 Dat is: 0,80 L / 22,4 L/mol = 0,0357 mol CH 4 0,0357 mol CH 4 reageert met 2 / 1 x 0,0357 mol = 0,0714 mol O 2 dat is: 0,0714 mol x 22,4 L/mol = 1,6 L O 2 1,6 L is 20%(V/V). 100% lucht: 100 / 20 x 1,6 L = 8,0 L lucht Opgave 46

19 Hoofdstuk 21 Chemisch rekenen (4) bladzijde 19 Hoeveel ml waterstofgas en zuurstofgas kan men door middel van elektrolyse verkrijgen uit 1,00 g water? Reactie: 2 H 2O 2 H 2 + O 2 1,0 g H 2O 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 H 2 55,6 mmol x 22,4 ml/mmol = 1,24 x 10 3 ml H 2 55,6 mmol H 2O levert 1 / 2 x 55,6 mmol = 27,8 mmol O 2 27,8 mmol x 22,4 ml/mmol = 622 ml O 2