CH5

Antwoorden Tentamen Oefenopgaven 2001-2002
1)
Het normale aantal rode bloed cellen in bloed is ongeveer 5.4x109 per dl. Het
volume van een rode bloedcel is circa 90.0x10-12 cm3, en de dichtheid van een
rode bloed cel is 1.096 g/ml. Hoeveel liter bloed moet men verzamelen om 0.5
kg rode bloed cellen te verzamelen?
Volume cel: 90.0x10-12 cm3 = 90.0x10-12 ml
Dichtheid cel: 1.096 g/ml
Massa van een rode bloedcel: 1.096 g/ml x 90.0x10-12 cm3 = 9.86x10-11 g
In 1 dl bloed 5.4x109 cellen, dit komt overeen met 5.4x109 x 9.86x10-11 g =
5.33x10-1 g
Aantal dl bloed nodig om 0.5 kg rode bloedcellen te verzamelen is:
0.5x103 g cellen /5.33x10-1 g cellen/dl = 938 dl, dit is 93.8 l
In correct aantal significante cijfers: 9x101 l bloed nodig.
2)
Wat is een belangrijke eigenschap van een atoom dat bestaat uit 9 protonen, 10
neutronen en 10 electronen? Welk element betreft het?
9 protonen en 10 electronen, atoom heeft lading –1,
atoomnummer = 9 en het massagetal = 19, het betreft het element fluor (F)
3)
Welke groep in het periodiek systeem staat bekend als de alkali metalen?
Groep 1 A: alkalimetalen
4)
Schets een energie niveau diagram dat de electronenconfiguratie van het
koolstof atoom weergeeft.
12
6C,
5)
6 protonen dus 6 electronen: 1s2 2s2 2p2
Medische experts nemen aan dat een concentratie van 30 g Pb per dl bloed
schadelijk voor de gezondheid kan zijn. Druk deze waarde uit in:
a) mol Pb per l bloed
b) aantal Pb atomen per ml bloed
a) Lood (20782Pb): molmassa Pb = 207.2 g/mol
1
30 g/dl = (30x10-6g)/(1x10-1l) x 1/(207.2 g/mol) = 1.448x10-6 mol/l
In correct aantal significante cijfers: 1.4x10-6 mol/l
b) 1 mol komt overeen met 6.02x1023 atomen
1.448x10-6 mol/l = (1.448x10-6 mol x 6.022x1023 atomen/mol )/l = 8.72x1017
In correct aantal significante cijfers: 8.7x1017 mol/l
6)
Geef de electronenstructuur van een geëxiteerde toestand van het Be atoom.
4Be:
7)
grondtoestand:1s2 2s2, een geëxiteerde toestand: 1s2 2s1 2p1
Geef de Lewis-structuur van tetra, CCl4. Zijn de C-Cl binding ionisch, polair of
apolair? Heeft dit molecuul een dipool-moment? Leg uit.
Boek p60
C-Cl binding: electronegativiteitsverschil atomen is 2.5-3.0 = 0.5, de C-Cl
binding is polair covalent
Het CCl4 molecuul heft geen dipoolmoment omdat de middelpunten van de
partiële positieve en negatieve ladingen samenvallen.
8)
Leg de werking van een voltaische cel uit.
Boek p100
De oxidatiereactie en de reductiereactie zijn fysiek gescheiden. De
electronenstroom gaat door een uitwendig circuit die de anode met de kathode
verbindt.
9)
Welk van de volgende atoomparen heeft het grootste verschil in
electronegativiteit?
H en C, H en O, F en Cl, C en N
Boek p60
C-H:
2.5-2.1 = 0.4
O-H:
3.5-2.1 = 1.4 (grootste verschil in electronegativiteit)
F-Cl:
4.0-3.0 = 1.0
C-N:
2.5-3.0 = 0.5
2
10) Voorspel de vorm van de volgende verbindingen: CO2, H2O en BF4-.
11) Geef de octet regel.
Boek p 56
Atomen reageren zodanig met elkaar dat hun buitenste schil acht valentie
electronen bevat.
12) Een monster van 1.013 g ZnSO4 .xH2O wordt opgelost in water. Het sulfaat ion
wordt geprecipiteerd als BaSO4. De massa zuiver, gedroog BaSO4 dat wordt
verkregen is 0.8223 g. Is dit een chemische omzetting of een fysische
omzetting? Wat is de formule van het zinksulfaat hydraat?
Boek p96, precipitatiereacties zijn chemische omzettingen.
Reactievergelijking:
SO42- + Ba 2+  BaSO4
BaSO4: molmassa = 137.33+32.07+4x16.00 = 233.40 g/mol
0.8223 g BaSO4 komt overeen met 0.8223 g/233.40 g/mol=
3.523x10-3 mol
SO42- : eveneens 3.523x10-3 mol gereageerd
molmassa ZnSO4 .xH2O = 1.013 g/ 3.523x10-3 mol = 287.54 g/mol
molmassa ZnSO4 = 65.39+32.07+4x16.00 =161.46 g/mol
molmassa verschil is xH2O = 287.54 g/mol - 161.46 g/mol =
126.08 g/mol
molmassa H2O = 18.00 g/mol, x =126.08g/mol /18.00 g/mol = 7.004
Formule is: ZnSO4 .7.004H2O
3
13) Wat zijn London dispersiekrachten?
Boek p127
London dispersiekrachten zijn zwakke intermoleculaire krachten. Instantane
dipool-geïnduceerde dipool interacties.
14) Leg uit waarom de volgende reactie niet kan plaatsvinden:
Fe3+ (aq) + MnO4- (aq) + H+ (aq)  Mn2+ (aq) + Fe2+ (aq) + H2O (l)
Dit zijn twee reductiereacties:
Fe3+ + e  Fe2+
MnO4- + 8H+ + 5e  Mn 2+ + 4 H2O
15) De titratie van 50.0 ml van een verzadigde natrium oxalaat oplossing, Na2C2O4,
vergt 25.8 ml van een 0.02140 M KMnO4 oplossing. Hoeveel gram Na2C2O4 is
er in deze oplossing aanwezig?
C2O42- + MnO4-  Mn2+ + CO2
(reactie vergelijking niet kloppend!)
C2O42-  2 CO2+2 e
MnO4- + 8 H+ + 5e  Mn 2+ + 4 H2O
5 C2O42- + 2 MnO4- + 16 H+  2 Mn2+ + 8 H2O + 10 CO2 (kloppende vgl)
5 mol C2O42- komt overeen met 2 mol MnO4MnO4- : 25.8x10-3 l x 0.02140 mol/l = 5.521x10-4 mol
C2O42- : 5/2 x 5.521x10-4 mol = 1.380x10-3 mol
molmassa Na2C2O4 = 2x22.99+2x12.00+4x16.00 = 133.98 g/mol
dit is 1.380x10-3 mol x 133.98 g/mol = 0.18489 g
De 50 ml verzadigde oplossing bevat 0.185 g Na2C2O4, 1 l van deze oplossing
vevat 1000/50 x0.185 = 3.70 g.
16) Wat wordt verstaan onder activeringsenergie?
Boek p 174.
Dit is de energiebarrière die overwonnen moet worden om een reactie te doen
verlopen. Het is de energie die nodig is om bindingen tussen atomen in een
molecuul te verbreken alorens nieuwe gevormd kunnnen worden.
17) Bij een fase overgang neemt de temperatuur niet toe bij verder toevoeren van
energie. Wat is de waarde van de soortelijke warmte?
De soortelijke warmte is dan oneindig groot.
18) Waarin verschilt een amorfe vaste stof van een kristallijne vaste stof?
Boek p 132, 134
Amorfe en kristallijne stoffen verschillen in de mate van ordening van de atomen
of moleculen.
4
19) Welke oplossing heeft de hoogste osmotische druk, een 5.0% (w/w) NaCl
oplossing of een 5.0% (w/w) KI oplossing? Beide zouten zijn volledig oplosbaar
in water.
NaCl: molmassa is 22.99+35.45=58.44 g/mol
KI: molmassa is 39.10+126.90=166.00 g/mol
Bij gelijke gewichtsconcentraties, 5 % (w/w), bevat een NaCl oplossing een
groter aantal mol ionen dan een KI oplossing. De molariteit van een NaCl
oplossing is dan hoger.
20) Welk van onderstaande zwakke zuren is het meest geschikt voor de bereiding
van een bufferoplossing van pH = 9.0? Leg uit waarom.
Azijnzuur, Ka = 1.8x10-5
Boorzuur, Ka = 7.3x10-10
Mierezuur, Ka = 1.8x10-4
Propionzuur, Ka = 1.3x10-5
Boek p 215
Gebruik de Henderson-Hasselbalch vergelijking:
pH = pKa + log[A-]/[HA]
Azijnzuur, Ka = 1.8x10-5, pKa = 4.7
Boorzuur, Ka = 7.3x10-10 , pKa = 9.1
Mierezuur, Ka = 1.8x10-4 , pKa = 3.7
Propionzuur, Ka = 1.3x10-5, pKa = 4.9
De pKa waarde van boorzuur ligt het dichtst bij de gewenste pH, daardoor kan
een buffer gemaakt worden waarvan de verhouding [A-]/[HA] nagenoeg gelijk
aan 1 is. Daardoor is de buffercapacitiet nagenoeg gelijk bij toevoegen van zuur
of van base. NB De buffercapaciteit neemt toe met toenemende concentraties!
21) Om een reactie A + B  C te doen plaatsvinden zijn botsingen tussen A en B
moleculen noodzakelijk omdat:
a)
De reactantmoleculen een directe interactie met elkaar moeten aangaan
om een reactieproduct te kunnnen produceren
b)
De botsingen van snel bewegende moleculen energie leveren
c)
Beide bovenstaande redenen
Boek p 173, 174
Antwoord c), beide bovenstaande redenen.
22) De vorm van straling die binnen in de cellen de meeste schade aanricht is:
a)
alpha deeltjes
b)
beta deeltjes
c)
gamma straling
d)
Roentgen straling
5
Boek p 236
Antwoord a) alpha deeltje : 42He
23) Beschrijf de werking van een Geiger-Müller telbuis.
Boek p 233
Ioniserende straling zal het inerte gas aanwezig in de Geiger-Müller buis
ionizeren, waardoor dit gas geleidiend wordt en een stroom kan doen lopen.
24) Tot welke kern vervalt rhenium-187 (Re-187) wanneer het een beta deeltje
uitgestraalt?
187
75Re

187
6Os
+
0
-1e
25) Wat is een isotoop en wanneer is het radioactief?
Boek p 35, 227
Isotopen zijn radioactief wanneer het aantal neutronen en protonen in een kern
niet in balans zijn. Neutronen dragen zorg voor de bindingsenergie tussen
elkaar afstotende protonen.
6