OEFENMATERIAAL massafractie, massa%, verdunning

OEFENMATERIAAL massafractie, massa%, verdunning
Massafractie vet in een monster =
massa vet g)
totale massa monster (g)
Dit wordt aangeduid met het symbool w; hierbij geldt dat w maximaal 1 en minimaal 0 is.
Massapercentage vet in een monster =
massa vet g)
* 100%
totale massa monster (g)
Voorbeeld: in 120 g chips zit 24 g vet
m/m% vet in chips = 24 * 100% = 20%
120
De massafractie vet in chips is daarvan het 100e deel, dus wvet = 0,20.
Opdracht 1:
a. In een brood van 805 gram zit 318 g water. Bereken het massapercentage water in het
brood.
b. Halfvolle boter heeft een vetgehalte van 41%. Bereken de massafractie vet in die
boter.
c. Je hebt 50 g keukenzout opgelost in 200 g water. Bereken de massafractie keukenzout.
d. Je hebt een oplossing die 10,0 m/m% kaliumnitraat bevat. Aan 200 g oplossing voeg
je 300 g water toe. Bereken het massapercentage kaliumnitraat in het mengsel.
e. Je hebt een oplossing die 8,0 m/m% kaliumnitraat bevat. Aan 100 g oplossing voeg je
15 g kaliumnitraat toe. Bereken het massapercentage kaliumnitraat in het mengsel.
Verdunning:
Bij verdunning met water geldt:
Vpipet * cpipet
= Vmaatkolf * cmaatkolf
Belangrijk hierbij is dat links en rechts van het = teken de waarden in dezelfde eenheid worden
ingevuld. Dus concentraties beide in mol/l of beide in g/l etc. En volumes beide in ml of beide in l.
Voorbeeld: je pipetteert 5,00 ml oplossing met een concentratie van 1,60 mol/l in een
maatkolf van 100,0 ml en vult aan met water. De concentratie van de verdunde oplossing in
de maatkolf bedraagt dan:
Cmaatkolf = Vpipet * cpipet
=
5,00 * 1,60 = 0,0800 mol/l
Vmaatkolf
100,0
Opdracht 2:
a. Van een oplossing die 0,500 mol/l natriumhydroxide bevat pipetteer je 10,00 ml in een
maatkolf van 100,0 ml. Bereken de analytische concentratie in de verdunde oplossing.
b. Je wilt 0,1 mol/l zoutzuur verdunnen tot 1 mmol/l. Hoeveel ml 0,1 mollair zoutzuur
moet je dan pipetteren in een maatkolf van 100 ml?
c. Van een monsteroplossing die ijzer(II)ionen bevat wordt 5,00 ml gepipetteerd in een
maatkolf van 250 ml. Uit meting blijkt dat de laatste oplossing een ijzergehalte van
13,9 mg/l heeft. Bereken de massaconcentratie ijzer in het monster.
d. Je hebt een fles op de plank staan die 100,0 mg/l zink bevat. Hoe maak je een
oplossing die exact 5,00 mg/l zink bevat?
Oefenmateriaal massafractie, verdunning
1
Oplossingen en verdunning vervolg
Verdunningsfactor
Vaak is het handig om te werken met de verdunningsfactor f:
f=
volume maatkolf
Volume pipet
Als je 5,00 ml pipetteert in een maatkolf van 50,00 ml dan is de verdunningsfactor
f=
50,00 = 10
5,00
Dat wil zeggen: het volume wordt 10 * zo groot, dus de concentratie opgeloste stof wordt 10 * zo klein.
Want dezelfde hoeveelheid stof zit in een volume dat 10 * zo groot geworden is.
Voorbeeld:
Als je een standaardoplossing van 200 mg/l met een factor 10 gaat verdunnen dan is de nieuwe
concentratie dus 200 / 10 = 20 mg/l.
Opdracht 3:
a. Je hebt een standaardoplossing van 500 mg/l natrium. Hiervan pipetteer je resp. 1 – 2 – 3 – 4
– 5 ml in maatkolven van 100 ml. Bereken de conc. natrium (in mg/l) in de hoogste en de
laagste oplossing van de reeks.
b. Je hebt een monster dat ca. 100 mg/l natrium bevat. Hoe ga je die oplossing verdunnen zodat
hij bij de meting ongeveer in het midden van bovenstaande reeks bij vraag a terechtkomt?
c. Een ander monster voor een ammoniumbepaling is verdund door 10,00 ml te pipetteren in
een maatkolf van 250 ml. Dit geeft bij meting een uitslag van 8,9 mg/l ammonium. Bereken het
ammoniumgehalte in het oorspronkelijke monster.
Werken met % oplossingen
Voorbeeld:
Je moet geconcentreerd zwavelzuur (98 m/m%, dichtheid= 1,84 g/ml) verdunnen tot 2 molair
zwavelzuur. Je wilt een hoeveelheid die in een fles van 1 liter past. Hoe pak je dit aan?
Dit probleem kun je splitsen in twee delen:
a. bereken de molariteit van het geconc. zwavelzuur
b. bereken de verdunningsfactor en dan het benodigde volume geconc. zwavelzuur
a. Neem eerst 1 liter; dat is een handige hoeveelheid om mee te rekenen.
1 l geconc. zwavelzuur = 1000 ml;
dit heeft een massa van 1000 * 1,84 = 1840 g
hierin zit 98 m/m% H2SO4:
= 0,98 * 1840 = 1803,2 g H2SO4.
Aantal mol H2SO4 = 1803,2 / 98,08 = 18,38 mol
Dit zit dus in 1 liter (zie begin).
Conc. H2SO4 = 18,38 mol/l
b. verdunningsfactor = 18,38 / 2 = 9,19
Als je 100 ml geconc. zuur neemt moet het volume van de verdunde oplossing dus 9,19 * 100
= 919 ml zijn.
In de praktijk rond je dit vaak af tot 900 ml. Het massapercentage van het zwavelzuur zit
namelijk ook meestal tussen 96 en 98%.
Oefenmateriaal massafractie, verdunning
2
Opdracht 4:
a. Hoe maak je uit geconc. zoutzuur (37 m/m%, dichtheid =1,18 g/ml) een oplossing van 4 molair
zoutzuur? Zorg dat er tussen de 0,5 en 1 liter verdunde oplossing ontstaat.
b. Je hebt een oplossing die 5% zetmeel bevat. Dichtheid = 1,08 g/ml. Hoe maak je hieruit een
oplossing die 0,5% zetmeel bevat? Maak 800 g verdunde oplossing.
c. Hoe maak je uit geconc. fosforzuur (85 m/m%, dichtheid =1,70 g/ml) een oplossing van 1
molair fosforzuur? Zorg dat er tussen de 0,5 en 1 liter verdunde oplossing ontstaat.
d. Hoe maak je uit geconc. salpeterzuur (65 m/m%, dichtheid =1,40 g/ml) een oplossing van 0,5
molair salpeterzuur? Zorg dat er tussen de 0,5 en 1 liter verdunde oplossing ontstaat.
Oefenmateriaal massafractie, verdunning
3
OEFENMATERIAAL molberekening, concentratie en zouten
Basisboek Scheikunde - Leene
Opdracht 1:
§5.5 en §13.1
BINAS tabel 39 Periodiek Systeem
Hierin leer je het begrip mol en de molecuulmassa kennen en ermee rekenen.
Atomen zijn heel klein. Dus de massa van een atoom is ook heel klein. Die is voor elk
element uitgedrukt in de atoommassa eenheid u. Wat 1u precies is staat op blz. 78.
Zo is de atoommassa van O 16,00 u en die van Fe 55,85 u. Controleer dit in BINAS tabel 39
of je Periodiek Systeem.
Lees op blz. 79 de definitie van molecuulmassa en het voorbeeld daaronder.
Maak vraag 15.4 a, b, d.
Controleer je antwoorden achter in het boek.
Goed? Ga verder. Zo niet maak 5,14 c, e.
Om grote hoeveelheden te tellen maakt men vaak gebruik van speciale eenheden:
- een slijter telt zijn voorraad bier in kratjes, niet in flesjes
- een chemicus drukt een hoeveelheid stof uit in mol. Niet in aantal deeltjes.
- Op bladzijde 80 staat hoeveel deeltjes in 1 mol zitten.
- In de praktijk wordt in een lab vaak de stof afgewogen. Bij berekeningen gebruik je dan
de massa van een mol, oftewel, de molaire massa. Lees de definitie van de molaire massa
op bladzijde 80.
Je rekent vaak met verhoudingen, bijvoorbeeld:
1 mol NaOH = 40,00 g
dus 2 mol NaOH = 80,00 g (je vermenigvuldigt links en rechts met 80/40 oftewel 2, dus de
verhouding klopt nog steeds)
40,00 g = 1 mol NaOH
8,00 g = ? mol NaOH
(links deel je door 5 om op 8,00 g te komen, dus moet je rechts
ook door 5 delen)
? = 1/5 mol NaOH = 0,200 mol NaOH
Maak vraag 5.15, 5.16 én 5.17. Let op: met zuurstof en stikstof bedoelt men moleculen O2 en
N2 (zoals ze normaal voorkomen, zoals in lucht)
Opdracht 2:
rekenen.
je leert het verschil tussen analytische en actuele concentratie en je gaat ermee
Basisboek Scheikunde - Leene
§7.9
Lees op bladzijde 120 de definitie van analytische concentratie (c) en het voorbeeld. Bekijk
ook de opmerkingen eronder aandachtig. Voor moleculaire stoffen is de actuele concentratie
gelijk aan de analytische concentratie. Dit is niet zo bij stoffen die splitsen als je ze oplost
(bijvoorbeeld zouten). Lees op bladzijde 121 de definitie van analytische concentratie plus het
voorbeeld.
Maak vraag 15.8 a, b, d en 15.9 en 15.10.
In BINAS tabel 43 staat de gemiddelde samenstelling van zeewater.
Bereken de concentratie chloride en de concentratie natrium in mol/l.
Is dit de aktuele of de analytische concentratie?
Klopt de molverhouding tussen Na en Cl met je verwachting?
Oefenmateriaal massafractie, verdunning
4
Opdracht 3: hierin test je je kennis over het splitsen van stoffen in oplossing. Tevens oefen je
de naamgeving.
Basisboek Scheikunde - Leene
§7.6
BINAS tabel 45A
Als regel kun je aannemen dat de meeste organische stoffen (dus koolstofverbindingen) niet
splitsen in water, behalve als het zuren zijn. Die leer je later kennen. Zouten splitsen wel
volledig, als ze oplosbaar zijn. De oplosbaarheidsregels staan op blz. 115 in het algemeen
beschreven.
Vermeld van de volgende stoffen of ze splitsen in water of niet. En zo ja, hoeveel mol van de
ontstane deeltjes krijg je dan bij het oplossen van 1 mol stof? Vermeld dus van elke soort
deeltjes hoeveel mol ervan ontstaat.
a.
MgBr2
b.
C3H6O
c.
K2CO3
d.
CH3OH
e.
ZnSO4
Geef van de bovengenoemde stoffen die je kent de namen. Bespreek ze daarna met elkaar.
Maak daarna opgave 7.22.
Naamgeving en formules van zouten
Basisboek Scheikunde - Leene
p.83 en 107
BINAS tabel 45A
Leer de waardigheden en formules van veel voorkomende positieve en negatieve ionen met
behulp van de tabellen op blz. 83 en 107. Dit zijn de bouwstenen waarmee je zouten kunt
maken met de juiste formule.
Opdracht 4: geef de juiste formule van:
a. calciumcarbonaat
b. natriumfosfaat
c. ammonumjodide
d. koper(II)nitraat
e. ijzer(III)sulfaat
f. kaliumpermanganaat
g. zinkchloraat
h. aluminiumsulfiet
i. magnesiumchloraat
j. natriumhypojodiet
Geef de systematische namen van de volgende zouten:
a. FeCl2
b. Ca3(PO4)2
c. KMnO4
d. AgNO3
Oefenmateriaal massafractie, verdunning
5
OEFENTOETS mol/concentratie berekening
1) Je lost 1,6 mol suiker op in 4,0 liter water. Bereken de molariteit (= concentratie in mol/l)
2) Je lost 12 g NaOH op in 0,250 liter.
a) Bereken het aantal mol NaOH.
b) Bereken de molariteit van de oplossing.
3) HCl lost op in water. De oplossing heet zoutzuur.
a) Dit is een sterk zuur, dus het splitst volledig/ gedeeltelijk in ionen. Omcirkel het juiste
antwoord.
b) Na splitsing zitten de volgende deeltjes in de oplossing: …………………………
…………………….. …………………….
c) Als er 0,500 mol HCl per liter is opgelost, wat zijn dan de concentraties van die
deeltjes uit vraag 3b) ?
4)
Je lost 0,226 mol koper(II)bromide op in 280 ml. Het zout splitst volledig in ionen.
Bereken de actuele concentraties van deze ionen (in mol/l).
ANALYTISCHE concentratie = hoeveel mol je oplost in 1 liter
Bij stoffen die na oplossen niet splitsen, zoals alcohol en suiker, blijft deze constant.
ACTUELE concentratie = wat er na splitsing in de oplossing zit
Van stoffen die volledig splitsen is de concentratie dus nul. Daarvoor in de plaats zijn er
ionen gekomen. De ionenconcentraties kun je berekenen uit de splitsingsreactie.
Oefenmateriaal massafractie, verdunning
6