hoofdstuk7 vwo - ScheikundeAmadeusLyceum

Pulsar – Chemie vwo bovenbouw deel 1 Uitwerkingen Hoofdstuk 7
■■
7
Chemisch rekenen
■■
7.1 Dichtheid
1
De omrekeningsfactoren staan in bron C en D van
het rekenintermezzo. Ook in de bronnen 30 en 34
is informatie te vinden over omrekenen.
4 .. = 0,92 x 250 = 230 gram olijfolie.
5 Twee significante cijfers: 2,3 x 102 g.
c Gebruik de stappen in bron 5.
1 2,7 x 103 kg per m3
2 2,7 x 103 kg m–3 = 2,7 kg dm–3 = 2.7 g cm–3
3
aantal gram
2,7
….
aantal cm3
1,0
300
2 a Met behulp van de dichtheid kun je massa en
volume in elkaar omrekenen. De eenheid is dan
ook gram per liter, of kg per m3.
b g L–1 betekent gram per liter.
3
4 Hieruit volgt 300 x 2,7 = 810 gram marmer
5 Twee significante cijfers: 8,1 x 102 g.
7 a De dichtheid van propaan is 2,02 kg m –3.
2,02 kg m–3 = 2,02 g dm–3. De massa van 1 dm3
propaan is dus 2,02 gram.
Op drie manieren: met een verhaaltje, met
formules en met een verhoudingstabel.
aantal gram propaan 2,02
75
aantal mL
1,00 x 103 ...
4
… x 2,02 = 75 x 1,00 x 103
5 a Gebruik de tabellen 8 tot en met 12. Let goed op
de eenheid van de dichtheid.
Hieruit volgt
Koolstofdioxide is een gas. De dichtheid is
1,25 kg m–3.
IJzer is een metaal. De dichtheid is
7,87 x 103 kg m–3 (of 7,87 kg dm–3).
Aceton is een vloeistof. De dichtheid is
0,79 x 103 kg m–3 (of 0,79 kg dm–3).
Twee significante cijfers: 3,7 x 104 mL
b De dichtheid van kwik is 13,546 x 103 kg per m3.
2 13,546 x 103 kg m–3 = 13,546 kg dm–3 =
13,546 kg 10–3 mL.
3
aantal kg kwik
13,546 5,7
aantal mL
103
....
b Dit kan goed uit het hoofd. Gebruik desnoods een
tabel.
massa 1,25 kg
volume m3
c massa
ijzer
volume
massa
aceton
volume
1250 g
1000 dm3
1,25 g
1 dm3
… x 13,546 = 5,7 x 103.
7,87 x 103 kg
7,87 x 103 kg
7,87 kg
7,87 g
m3
1000 dm3
1 dm3
1 cm3
3
3
0,79 x 10 kg
0,79 x 10 kg
0,79 kg
0,79 g
m3
1000 dm3
1 dm3
1 cm3
Hieruit volgt
c De dichtheid van chloor is 3,21 kg m–3.
3,21 kg m–3 = 3,21 g dm–3 = 3,21 g 10–3 mL
aantal gram chloor 3,21 3,21
5,1
Volume
dm3 103 mL ...
1 De dichtheid van ammoniak is 0,77 kg m–3
2 0,77 kg m–3 = 0,77 g dm–3 = 0,77 mg cm–3 =
0,77 mg mL–1
3 1 mL ammoniak heeft een massa van 0,77 mg.
4 30 mL ammoniak heeft een massa van
30 x 0,77 = 23,1 mg.
5 Twee significante cijfers: 23 mg.
b Gebruik de stappen in bron 4.
1 0,92 x 103 kg per m3
2 0,92 x 103 kg/m3 = 0,92 kg / dm3 = 0,92 g / cm3
= 0.92 g / mL
massa
3 dichtheid =
volume
...... gram
250 mL
© Noordhoff Uitgevers bv
5,7  103
= 420,8 mL
13,546
Twee significante cijfers: 4,2 x 102 mL.
6 a Gebruik de stappen in bron 3.
0,92 =
75 103
= 37,13 x 103 mL
2,02
… x 3,21 = 5,1 x 103.
Hieruit volgt
5,1 103
= 1,59 x 103 mL
3,21
Twee significante cijfers: 1,6 x 103 mL
8
–
61
Pulsar – Chemie vwo bovenbouw deel 1 Uitwerkingen Hoofdstuk 7
9
Je moet nu voor twee vloeistoffen omrekenen van
volume (in mL) naar massa (gram).
14
a Alcohol heeft een dichtheid van 0,80 x 103 kg m–3,
water van 0,998 x 103 kg m–3
massa
alcohol
volume
Vragen bij de proef
1 Omdat we steeds meer magnesium gebruiken.
Bij meer magnesium ontstaat ook meer
waterstof, zolang de hoeveelheid
waterstofchloride nog een overmaat is. Bij
kleine hoeveelheden magnesium is dat vast wel
het geval.
2 Dan is de hoeveelheid magnesium in overmaat
aanwezig. Al het waterstofchloride raakt op.
Omdat de hoeveelheid waterstofchloride bij alle
proeven steeds dezelfde is (220 mg), zal er
steeds dezelfde hoeveelheid waterstof
ontstaan.
3 Zie vraag 1: in het begin van het diagram.
4 Zie vraag 2: aan het einde van het diagram.
5 In het punt waar de stijgende lijn overgaat in
een horizontale lijn is de hoeveelheid
magnesium precies genoeg om al het
waterstofchloride te laten verdwijnen.
Deze moet je uit het diagram aflezen. Het zal in
de buurt liggen van Mg : HCl = 72 : 220.
6 Een massaverhouding van 72 mg : 220 mg =
72 g : 220 g.
72 g Mg komt overeen met 72 : 24,3 = 3 mol.
220 g HCl komt overeen met 220 : 36,5 = 6 mol.
molverhouding Mg : HCl = 1 : 2.
Deze verhouding kom je ook in de
reactievergelijking tegen.
0,80 x 103 kg 0,80 x 106 g 0,80 g 8,0 g
m3
106 mL
mL
10 mL
massa 0,998 x 103 kg 0,998 x 106 g 0,998 g 9,98 g
water
volume m3
106 mL
mL
10 mL
Er is dus 8,0 gram alcohol en 9,98 gram water
aanwezig in het mengsel.
b De dichtheid van het mengsel is
(8,0 + 9,98) gram : 19,4 mL = 0,93 g mL–1.
■■
7.2 Reactie en verhouding in mol
10
De fabrikant probeert zo zuinig en zo efficiënt
mogelijk te produceren. Op deze manier is het
mogelijk dat alle beginstoffen opreageren.
11
In bron 7 staat de verhouding waarin waterstof en
zuurstof met elkaar reageren.
Een verhoudingstabel werkt dan prima.
aantal gram waterstof
aantal gram zuurstof
1,0
8,0
….
13
15
…. x 8,0 = 13.
Hieruit volgt
13
= 1,625 gram waterstof.
8,0
Welke stof ontstaat er bij de reactie van ijzer en
zuurstof? Is die stof gemakkelijk te wegen? Welke
beginstof is gemakkelijk af te wegen?
ijzer (s) + zuurstof (g)  ijzeroxide (s)
Weeg een kleine hoeveelheid ijzer af, liefst in de
vorm van ijzerpoeder. Laat het ijzerpoeder volledig
reageren met zuurstof, door het gedurende
geruime tijd te verhitten met een brander. Laat
daarna alles afkoelen en weeg het opnieuw. De
toename in de massa is de hoeveelheid zuurstof
die gereageerd heeft.
13 Magnesium en zoutzuur.
62
Vragen bij de proef
1 waterstof. Als je dit gas aansteekt, ontploft het
met een typerend ‘blafje’.
2 Omdat de stof magnesium niet meer aanwezig
is, zullen er na afloop van de proef magnesiumionen aanwezig zijn. Je krijgt dan een
oplossing, die magnesium- en chloride-ionen
bevat: een magnesiumchloride-oplossing.
© Noordhoff Uitgevers
Schrijf eerst de reactievergelijking op en leid
hieruit de verhouding in mol af.
a 2 C4H10(g) + 13 O2(g) 8 CO2 (g) + 10 H2O(l)
2
:
13
:
8
:
10
b N2(g) + 3 H2(g)  2 NH3(g)
1
: 3
:
2
Afgerond: 1,6 gram waterstof.
12
Massaverhouding tussen magnesium en
waterstofchloride
c BaCO3(s)  BaO(s) + CO2(g)
1
:
1
:
1
16
Geef de reactievergelijking en leid hieruit de
verhouding in mol af.
a KI(s)
 K+(aq) + I–(aq)
0,24 mol  0,24 mol + 0,24 mol
Er is aanwezig 0,24 mol K+(aq) en 0,24 mol
Cl–(aq).
b Na2CO3(s)  2 Na+(aq) + CO32–(aq)
0,45 mol  0,90 mol + 0,45 mol
Er is aanwezig 0,90 mol Na+(aq) en 0,45 mol
CO32– (aq).
c Je moet eerst omrekenen naar chemische
hoeveelheid. Gebruik tabel 98.
Allereerst moet je berekenen hoeveel mol
overeenkomt met 1,36 g MgSO4(s).
1,36 g MgSO4 komt overeen met 1,36 :
120,4 mol = 1,13 x 10–2 mol
MgSO4(s)  Mg2+(aq) + SO42– (aq)
Pulsar – Chemie vwo bovenbouw deel 1 Uitwerkingen Hoofdstuk 7
1,13 x 10–2 mol  1,13 x 102– mol Mg2+(aq) +
1,13 x 10–2 mol SO42– (aq)
Er is aanwezig 1,13 x 10–2 mol Mg2+(aq) en
1,13 x 10–2 mol SO42– (aq)
d 4 g zout in 100 mL water
e 2 g zout in 100 mL water.
De volgorde naar toenemend zoutgehalte is dan:
e, d, a, c, b.
d Zie de tip bij c.
Bereken eerst hoeveel mol overeenkomt met
3,80 mg AlCl3(s).
3,80 mg AlCl3 komt overeen met
3,80 x 10–3 : 133,3 mol = 2,8 x 10–5 mol
AlCl3(s)  Al3+(aq) + 3 Cl¯(aq)
2,8 x 10–5 mol  2,8 x 10–5 mol Al3+(aq) +
8,4 x 10–5 mol Cl¯ (aq)
Er is aanwezig 2,8 x 10–5 mol Al3+(aq) en
8,4 x 10–5 mol Cl¯ (aq)
17
21
1 mol = 1000 mmol en 1 L = 1000 mL
Dus 1 mol L–1 = 1000 mmol per 1000 mL = 1 mmol
mL–1.
22 Concentratie jood in jodiumtinctuur
Vragen bij de proef
1 Als 1 L oplossing 1,0 x 10–2 gram jood bevat,
dan is er 1,0 x 10–5 gram jood per mL
aanwezig.
De hoeveelheden jood zijn:
buis 1: 1,0 x 10–5 gram jood
buis 2: 2,0 x 10–5 gram jood
buis 3: 3,0 x 10–5 gram jood
buis 4: 4,0 x 10–5 gram jood
buis 5: 5,0 x 10–5 gram jood
buis 6: 6,0 x 10–5 gram jood
buis 7: 7,0 x 10–5 gram jood
Bedenk dat het gemakkelijker is om van vaste
stoffen de massa te bepalen dan van gassen.
Denk aan de wet van behoud van massa.
a 2 Cu(s) + O4(g)  2 CuO(s)
b Van koper. Weeg een bepaalde hoeveelheid
koperpoeder af. Laat dit reageren met overmaat
zuurstof.
2 Stel dat de kleur van de jodiumtinctuurbuis op
die van buis 5 lijkt, dan is de hoeveelheid jood
in deze buis ook 5,0 x 10–5 gram. In de 4,0 mL
verdunde jodiumtinctuuroplossing is dan ook
5,0 x 10–5 g jood aanwezig.
c Het koperoxide dat ontstaat, is een vaste stof.
Weeg dat opnieuw.
d Uit het verschil in massa is af te leiden hoeveel
zuurstof heeft gereageerd.
3 Je kunt bijvoorbeeld met een
verhoudingsschema berekenen hoeveel g jood
per liter aanwezig is.
e Je moet dan de gevonden massa’s omrekenen
naar de chemische hoeveelheid (mol). Dat doe je
met behulp van de molaire massa van koper
(63,55 g mol–1) en van zuurstof (32,00 g mol–1).
18
aantal gram jood 5,0 x 10–5 .....
aantal mL
4,0
1000
De auto produceert veel roet. Dat wijst op een
onvolledige verbranding. Er is dus te weinig
zuurstof en een overmaat aan brandstof.
■■
7.3 Concentratie
19
–
20
Bedenk dat hoe zouter een oplossing is, hoe
zouter deze smaakt. Zorg ervoor dat je de
oplossingen op een ‘eerlijke’ manier met elkaar
kunt vergelijken.
Als je het zoutgehalte van meerdere oplossingen
met elkaar wilt vergelijken, kan dat op twee
manieren. Of je moet steeds van dezelfde
hoeveelheid oplossing uitgaan en kijken hoeveel
zout daar dan aanwezig is, òf je moet van een
hoeveelheid zout uitgaan en kijken hoeveel ml
oplossing daar bijhoort. Wij zullen nu het eerste
doen. We nemen van alles 100 mL water en
berekenen hoeveel zout daar dan bij hoort:
a 5 g zout in 100 mL water
b 20 g zout in 100 mL water
c 10 g zout in 100 mL water
© Noordhoff Uitgevers bv
… x 4,0 = 5,0 x 10–5 x 1000.
Hieruit volgt 1,25 x 10–2 gram jood.
De concentratie jood in de verdunde
jodiumtinctuur is dus 1,25 x 10–2 g L–1.
Vraag aan je docent of TOA hoeveel maal de
jodiumtinctuur is verdund. Als de jodiumtinctuur
1000 maal is verdund, bevat deze jodiumtinctuur
dus 12,5 g jood per liter.
23
Concentratie is hoeveelheid per volume, dus niet
alleen hoeveelheid!
a Als je een oplossing uitschenkt, verandert wel de
hoeveelheid maar niet de concentratie. Deze is
dus nog steeds 2,0 mol L–1.
b Als je twee dezelfde oplossingen bij elkaar voegt,
verandert wel de hoeveelheid maar niet de
concentratie. Deze is dus nog steeds 2,0 mol L–1.
24
De molariteit is mol per liter of mmol per mL.
Je moet dus steeds de gegeven massa stof
omrekenen naar de chemische hoeveelheid en
dan delen door het volume.
a Antwoord: 6,7 x 10–3 mol L –1.
63
Pulsar – Chemie vwo bovenbouw deel 1 Uitwerkingen Hoofdstuk 7
De zoutconcentratie is 30,0 g L –1. Hiervan is
0,450 L beschikbaar. Daarin is 0,450 x 30 = 13,5 g
zout aanwezig. Met 13,5 g zout moet je een
De formule van zilvernitraat is AgNO3. De molaire
massa hiervan is 169,9 g mol–1 (zie tabel 98).
1,70 g zilvernitraat is dus 1,70 : 169,9 =
1,00 x 10–2 mol.
De molariteit is dus 1,00 x
1,5 = 6,7 x 10–3 mol L –1.
10–2
oplossing maken, die 7,0 g L –1 bevat. Dat kun je in
een verhoudingstabel noteren:
mol:
b Antwoord: 0,11 mol L –1
De formule van natriumhydroxide is NaOH met
een molaire massa van 40,00 g mol–1.
10,0 gram NaOH komt overeen met 10,0 : 40,0 =
0,250 mol NaOH.
De molariteit is dus 0,250 : 2,3 = 0,11 mol L –1.
c Hier moet je allereerst uitrekenen hoeveel g
15,0 ml ethanol is; gebruik de dichtheid.
aantal gram zout
aantal liter
27 Zet alle deelstappen achter elkaar. Je moet
omrekenen van gram naar mol, vervolgens van
mol naar concentratie. Let op de reactievergelijking.
stap 1:
aantal mol
aantal gram
Hieruit volgt
stap 3:
aantal mol
aantal liter
b Al2(SO4)3(s)  2
+ 3 SO4
De notatie is dus 2 Al3+(aq) + 3 SO42–(aq).
2,7 x 10–4 mol  2 x 2,7 x 10–4 Al3+(aq) +
3 x 2,7 x 10–4 SO42–(aq)
[Al3+] = 5,4 x 10–4 mol L–1,
[SO42–] = 8,1 x 10–4 mol L–1.
c Ca(OH)2(s) 
+2
De notatie is dus Ca2+(aq) + 2 OH–(aq)
0,020 mol  0,020 mol Ca2+(aq) + 0,040 mol OH–
(aq).
[Ca2+(aq)] = 2,0 x 10–2 mol L – 1
[OH–(aq)] = 4,0 x 10–2 mol L –1 .
Ca2+(aq)
64
2–(aq)
26
OH–(aq)
Ga eerst na hoeveel zout in 450 mL aanwezig is
en bereken hoeveel liter oplossing (van deze
concentratie) met deze hoeveelheid te maken is.
Antwoord: 1,9 liter.
© Noordhoff Uitgevers
… (AlCl3)
20
20
= 0,15 mol aluminiumchloride.
133,3
0,15
2,8
….
1,00
Dus 2,8 x … = 0,15.
Hieruit volgt
0,15
= 0,054 M.
2,8
stap 4: AlCl3(s) → Al3+(aq) + 3 Cl¯(aq)
Let op de coëfficiënten in de reactievergelijkingen.
Al3+(aq)
1,000
133,3
stap 2: Het volume is 2,8 liter.
d Antwoord: 2,05 x 10–2 mol L –1
324 mg KMnO4 per 100 mL betekent 3240 mg =
3,24 g KMnO4 per liter.
3,24 g KMnO4 is 3,24 : 158,0 = 2,05 x 10–2 mol.
De molariteit is dan 2,05 x 10–2 mol L –1.
a Ba(NO3)2(s) Ba2+(aq) + 2 NO3¯(aq)
De notatie van de oplossing is dus Ba2+(aq) +
2 NO3¯(aq)
2,6 x 10–3 mol  2,6 x 10–3 mol Ba2+(aq) +
2 x 2,6 x 10–3 NO3¯(aq)
[Ba2+] = 2,6 x 10–3 mol L–1
[NO3¯] = 5,2 x 10–3 mol L–1.
13,5
....
… x 7,0 = 13,5.
Hieruit volgt … = 13,5 : 7,0 = 1,9 liter.
Antwoord: 1,04 mol L –1
De dichtheid van ethanol is 0,80 x 1033 kg m–3 =
0,80 g mL–1.
15,0 mL ethanol heeft een massa van 15,0 x 0,80
= 12 g. Je kunt dit ook met behulp van een
verhoudingstabel uitrekenen.
De formule van alcohol (ethanol) is C2H5OH met
een molaire massa van 46,07 g mol–1.
12 g ethanol komt overeen met 12 : 46,07 =
0,260 mol.
De molariteit is dus 0,260 mol : 0,250 L =
1,04 mol L –1.
In het juiste aantal significante cijfers is dit 1,04 M.
25
7,0
1,0
stap 5: Dus [Al3+] = 0,054 mol L–1,
[Cl¯] = 3 x 0,054 = 0,16 mol L–1.
28
–
29
Reken de massa om in chemische hoeveelheid.
Bereken daarna de molariteit.
a Je moet omrekenen hoeveel mol 6,5 mg H2SO4 is.
Hiervoor heb je molaire massa van H2SO4 nodig:
98,08 g mol–1.
6,5 mg = 6,5 x 10–3 g. Dat is 6,5 x 10–3 : 98,08 =
6,6 x 10–5 mol. Deze hoeveelheid zit in een liter.
De molariteit is 6,6 x 10–5 mol per liter.
b Je moet de massa zwavelzuur omrekenen naar
volume. Daarvoor gebruik je de dichtheid van
zuiver, geconcentreerd zwavelzuur. Zie Binas,
tabel 43B.
Eén fles bevat 1,5 liter wijn. Er is dus 1,5 x 6,5 =
9,75 mg zwavelzuur aanwezig.
Je moet de massa zwavelzuur omrekenen naar
volume. Daarvoor gebruik je de dichtheid:
1,84 kg L–1 = 1,84 g m L–1.
aantal g
aantal mL
1,84
1,000
0,00975
....
Pulsar – Chemie vwo bovenbouw deel 1 Uitwerkingen Hoofdstuk 7
De dichtheid is massa per volume en is dus ook
een maat voor de concentratie.
0,00975
Hieruit volgt
= 5,3 x 10–3 mL.
1,84
Het gehalte is gegeven in mg per liter. Je moet
dus omrekenen van mg naar mol.
30
d Als je de molariteit moet uitrekenen, moet je
nagaan hoeveel mol van de stof aanwezig is per
liter.
Antwoord: 2,8 x 10– mol L–1
Volgens het etiket is er 170 mg HCO3- per liter
aanwezig. Je moet dus omrekenen met hoeveel
mol dit overeenkomt.
Je hebt de molaire massa van waterstofcarbonaat
nodig: 61,02 g m o l – 1 .
aantal gram
aantal mol
61,02
1,000
170 x 10–3
.....
1,70  10–3
= 2,8 x 10–3 mol
61,02
waterstofcarbonaat. [HCO3– ] = 2,8 x 10–3 mol L–1.
Hieruit volgt y =
31
De dichtheid van alcohol is 0,80 x 103 kg m–3 =
0,80 kg per dm3. 1 dm3 alcohol = 1 liter alcohol en
bevat 800 gram alcohol. De molecuulformule van
ethanol is C2H5OH. De massa van een mol
ethanol is dus 46,07 gram. Een liter ethanol bevat
dus 800 : 46,07 = 17,36 mol ethanol. De molariteit
is dus afgerond 17 mol L–1.
36 a Bereken eerst hoeveel dm3 stikstof en zuurstof
aanwezig is in 1,0 dm3 lucht. Ga na hoe je volume
gas omrekent in chemische hoeveelheid.
Onder standaardomstandigheden is het molair
volume 22,4 dm3 mol –1.
Bedenk wat molariteit is.
Antwoord: 9,4 x 10–3 mol O2(g) en 3,5 x 10–2 mol
N2(g)
Aangezien zich 21 volumeprocent zuurstof en
79 volumeprocent stikstof in lucht bevinden, is in
1,0 dm3 lucht 0,21 dm–3 zuurstof en 0,79 dm–3
stikstof aanwezig.
0,21 dm3 zuurstof komt overeen met
0,21 : 22,4 = 9,375 x 10–3 mol zuurstof.
In het juiste aantal significante cijfers is het
antwoord 9,4 x 10–3 mol O2(g).
Om de molariteit te kunnen berekenen heb je de
chemische hoeveelheid opgeloste stof in mol (of
mmol) nodig en het volume van de oplossing in
liter (of mL).
Dat betekent dat je de massa opgeloste stof (kun
je omrekenen in chemische hoeveelheid) en het
volume van de oplossing nodig hebt.
■■
7.4 Gehaltes
32
Volumepercentage, massapercentage, molariteit,
MAC, ppm.
33
ppm = parts per million. Als de concentraties heel
erg klein zijn, gebruiken we de eenheid ppm.
34
MAC-waarde = maximaal aanvaarde concentratie
van een schadelijke stof.
Voor stikstof is dat: 0,79 : 22,4 = 3,527 x 10–2 mol
stikstof.
In het juiste aantal significante cijfers is het
antwoord 3,5 x 10–2 mol N2(g).
b Ga na hoe je van chemische hoeveelheid naar
massa moet omrekenen.
Antwoord: 0,30 gram O2(g) en 0,99 gram N2(g)
Hiervoor heb je de molaire massa nodig. Deze is
voor O2(g) 32,00 g mol–2.
9,375 x 10–3 mol O2(g) komt overeen met
9,375 x 10–3 x 32,00 = 0,30 gram O2.
3,527 x 10–2 mol N2 komt overeen met
3,527 x 10–2 x 28,02 = 0,988 gram N2. Dit is
afgerond 0,99 gram N2.
35 a Zoek in het register van Binas op in welke tabellen
de dichtheden zijn vermeld.
De dichtheid van koper (tabel 8) is
8,96 x 103 kg m–3.
De dichtheid van alcohol (tabel 11) is
0,80 x 103 kg m–3.
De dichtheid van stikstof (tabel 12) is 1,25 kg m–3.
c Bedenk dat de dichtheid massa per volume is.
1,0 dm3 lucht heeft een massa van (0,30 + 0,99) =
1,29 g.
De dichtheid is dus 1,3 g dm–3.
b Bedenk hoe de moleculen in de verschillende
fasen voorkomen.
In de vaste fase raken de moleculen elkaar
(kristalrooster).
In de vloeibare fase bewegen de moleculen langs
elkaar en raken elkaar.
In de gasfase zijn de moleculen ver van elkaar.
Als je dan per dm3 stof bekijkt, bevinden zich in de
vaste fase de meeste deeltjes. In de vloeibare fase
zijn iets minder deeltjes aanwezig. In de gasfase
zijn verreweg de minste deeltjes aanwezig.
c Concentratie is hoeveelheid stof per volume.
© Noordhoff Uitgevers bv
37
stap 1: Hoeveel van de gevraagde stof bevat dat
mengsel? Vermeld de eenheid.
310 mL
stap 2: In welke hoeveelheid mengsel of in
hoeveel oplosmiddel zit deze hoeveelheid?
Gebruik dezelfde eenheid als bij stap 1.
2,5 m3 = 2,5 x 106 mL
stap 3: Bereken het volumepercentage.
(310 : 2,5.106) x 100% = 0,0124%
65
Pulsar – Chemie vwo bovenbouw deel 1 Uitwerkingen Hoofdstuk 7
stap 4: Geef het antwoord in het juiste aantal
significante cijfers.
0,012% of 1,2 x 10–2%.
38
volume H2S = 9,9 cm3, volume lucht = 1,0 m3 lucht
= 1,0 x 106 cm3 lucht.
9,9
Dus het aantal ppm =
x 106 = 9.9 volume1,0106
ppm.
stap 1: Vul de gegevens in onderstaande
formulevorm van het volumepercentage in.
volumepercentage =
aantal (m)L opgeloste stof
x 100%,
aantal (m)L oplossing
13,5 =
41 a De eenheid van ADI is mg per kg
lichaamsgewicht.
......
x 100%
0,75
b De ADI gaat over de echte hoeveelheden stoffen
die je per dag mag eten of drinken. Bij MAC gaat
het over langdurige blootstelling. Het is goed
mogelijk dat je van een bepaalde stof maar heel
weinig of niets mag binnenkrijgen, terwijl je er niet
langdurig aan bent blootgesteld.
stap 2: Bereken de hoeveelheid opgeloste stof.
…. =
13,5  0,75
= 0,10125
0,75
c Je bent (hopelijk) niet langdurig blootgesteld aan
alcohol. Toch is er een duidelijk risico bij de
inname van alcohol. Het is dus goed om te weten
hoeveel van deze stof nog (medisch gezien)
aanvaardbaar is.
stap 3: Geef het antwoord in het juiste aantal
significante cijfers.
De hoeveelheid alcohol in een fles wijn is 0,10 L.
39
stap 1: Hoeveel van die stof bevat dat mengsel?
Vermeld de eenheid.
2,7 mg benzeen.
stap 2: In welke hoeveelheid mengsel zit deze
hoeveelheid?
Gebruik dezelfde eenheid als bij stap 1.
1,0 m3 benzine heeft een massa van 0,72 x 103 kg
= 0,72 x 106 gram = 0,72 x 109 mg
42
43 a kalk: kalkmergel: wijst op calciumcarbonaat;
ammon: wijst op ammoniumionen; salpeter: wijst
op nitraat. Zo is de kunstmest aardig omschreven.
b Als je dit niet meer weet, moet je op herhaling in
hoofdstuk 1 en 4.
ammoniumnitraat is opgebouwd uit NH4+ en NO3¯.
De formule is dus NH4+NO3¯ of NH4NO3.
Calciumcarbonaat is opgebouwd uit Ca2+ en CO32-.
Dus is de formule CaCO3.
stap 3: Bereken het massa-ppm.
2,7 mg benzeen
0,72  109 mg benzine
x 106 = 3,75 x 10–3 ppm
c Je moet dus twee massa´s met elkaar vergelijken:
die van de stikstof en die van het totaal.
stap 4: Geef het antwoord in het juiste aantal
significante cijfers.
De massa van een mol ammoniumnitraat is
80,04 gram (zie tabel 98). De massa van de
stikstof in een mol ammoniumnitraat is
2 x 14,01 = 28,02 gram.
Het massapercentage stikstof is dus
28,02
x 100% = 35,01%.
80,04
3,8 x 10–3 ppm
40 a De MAC-waarde van waterstofsulfide is 15 mg / m3.
b Je moet dus 15 mg omrekenen in mol. Je moet
dus ook de molaire massa van H2S uitrekenen of
opzoeken in tabel 98.
aantal gram
aantal mol
Hieruit volgt
34,08
1,000
–
d Er is gegeven dat er 27% stikstof zit in KAS.
Hoeveel % ammoniumnitraat is daarvoor nodig?
Bedenk een geschikte verhoudingstabel.
15 x 10–3
…..
15  10–3
= 4,4 x 10–4 mol H2S
34,08
stikstof
ammoniumnitraat
c Je moet het aantal mol waterstofsulfide
omrekenen in cm3. Wat is het molair volume?
Hieruit volgt
niumnitraat.
66
aantal mol 1,00
1,00
4,4 x 10–4
volume
22,4 dm3 22,4 x 103 cm3 …….
Hieruit volgt 4,4 x 10–4 x 22,4 x 103 cm3 = 9,9 cm3
waterstofsulfide.
d De volume-ppm kun je uitrekenen met de formule
(volume H2S : volume lucht) x 106
© Noordhoff Uitgevers
44
–
35%
100%
27%
…..
2700
= 77 massaprocent ammo35
Pulsar – Chemie vwo bovenbouw deel 1 Uitwerkingen Hoofdstuk 7
■■
7.5 Rekenen aan reacties
45 Vragen bij de proef
1 De ideale getallen zijn: 4,00 gram blauw
kopersulfaat; 2,56 gram wit kopersulfaat en dus
1,44 gram water.
2 CuSO4.n H2O → CuSO4(s) + n H2O(g)
3 2,56 gram CuSO4 komt overeen met
2,56 : 159,6 = 0,016 mol CuSO4
4 1,44 gram water komt overeen met
1,44 : 18,02 = 0,080 mol water.
5 Aantal mol CuSO4 : aantal mol water =
0,016 : 0,080 = 1 : 5. Dus n = 5.
6 Je moet het aantal gram water vergelijken met
het aantal gram kopersulfaat.
(1,44 : 4,00) x 100% = 36,0% water.
46
47
48
stap 6: In welke eenheid moet je de gevraagde
stof geven?
mol
stap 7: Controle!
Heb je de gevraagde stof uitgerekend? Ja!
Heb je het antwoord in het juiste aantal
significante cijfers gegeven?
Twee significante cijfers.
49b
stap 1: Heb je bij 49a al gedaan.
stap 2: Welke stof is gegeven (zie a)?
waterstofsulfide
Welke stoffen worden gevraagd?
water en zwaveldioxide.
Je weet dan ongeveer hoeveel je mag
verwachten. Als het antwoord enorm afwijkt, heb
je misschien een rekenfout gemaakt.
stap 3: Wat is de molverhouding tussen gegeven
en gevraagde stoffen?
Als je 37,8 gram aluminiumchloride moet maken,
heb je aluminium en chloor nodig. De massa van
het aluminium en chloor is samen 37,8 gram. Je
kunt dan nooit 3000 gram chloor nodig hebben.
stap 1:
stap 2:
stap 3:
stap 4:
stap 5:
stap 6:
stap 7:
gegeven stof : gevraagde stof : gevraagde stof =
2 : 2 : 2.
stap 4: Hoeveel mol van de gegeven stof is
aanwezig (zie a)?
0,26
reactievergelijking
wat is gegeven, wat wordt gevraagd?
molverhouding
gegeven omrekenen in mol
hoeveel mol gevraagde stof?
reken om naar de gevraagde eenheid
controle.
stap 5: Hoeveel mol van welke gevraagde stof is
ontstaan?
0,26 mo water
0,26 mol zwaveldioxide
stap 6: In welke eenheid moet je de gevraagde
stoffen geven?
mol
49 a Welke stoffen ontstaan, als H2S(g) volledig wordt
verbrand?
stap 1: Stel de reactievergelijking op:
2 H2S(g) + 3 O2(g) → 2 H2O(l) + 2 SO2(g)
stap 7: Controle!
Heb je de gevraagde stoffen uitgerekend?
Heb je de antwoorden in het juiste aantal
significante cijfers gegeven?
Twee significante cijfers.
stap 2: Welke stof is gegeven? waterstofsulfide
Welke stof wordt gevraagd? zuurstof
stap 3: Wat is de molverhouding tussen de
gegeven en de gevraagde stof?
50 a Bedenk welke stoffen ontstaan bij de volledige
verbranding van een koolwaterstof.
gegeven stof : gevraagde stof = 2 : 3
C3H8(g) + 5 O2(g) → 3 CO2(g) + 4 H2O(l)
b CO2(g) + Ca2+(aq) + 2 OH–(aq) → CaCO3(s) +
H2O(l)
c Uit 1 mol C3H8 ontstaat 3 mol CO2 en hieruit kan
3 mol CaCO3 ontstaan.
1 mol C3H8 komt overeen met 3 mol CaCO3.
d Uit 0,44 mol C3H8 kan dus 3 x 0,44 = 1,3 mol
CaCO3 ontstaan.
stap 4: Hoeveel mol van de gegeven stof is
aanwezig?
0,26 mol gegeven stof.
stap 5: Hoeveel mol van de gevraagde stof is
ontstaan?
zuurstof
waterstofsulfide
3
2
…
0,26
… x 2 = 3 x 0,26.
51
Bekijk nog eens het stappenschema, schrijf dat
verkort op en beantwoord dan de vraag.
Welke stoffen ontstaan bij de volledige
verbranding van een koolwaterstof?
67
0,78
Hieruit volgt
= 0,39
2
0,39 mol gevraagde stof.
© Noordhoff Uitgevers bv
Antwoord: 52,7 g zuurstof
stap 1: reactievergelijking
C7H16(l) + 11 O2(g) → 7 CO2(g) + 8 H2O(l)
stap 2: wat is gegeven, wat wordt gevraagd?
gegeven is benzine (15,0 g); gevraagd wordt
zuurstof
Pulsar – Chemie vwo bovenbouw deel 1 Uitwerkingen Hoofdstuk 7
stap 6: Deze hoeveelheid kun je omrekenen in een
aantal gram. De molaire massa van kaliumchloraat
(zie tabel 41) is 122,6 g mol–1.
stap 3: verhouding in mol
C7H16 : O2 = 1 : 11
stap 4: mol gegeven stof
Je hebt de molaire massa van C7H16 nodig:
100,2 g mol–1.
aantal gram
aantal mol
100,2
1,000
aantal mol kaliumchloraat
aantal gram kaliumchloraat
15,0
...
stap 7: Dit antwoord is ook in het juiste aantal
significante cijfers.
15,0
= 0,1497 mol benzine
100,2
54
Welke stoffen ontstaan bij de verbranding van
kaarsvet? Hoeveel zuurstof zit er in 2,5 liter lucht?
stap 5: mol gevraagde stof
0,1497 x 11 = 1,647 mol O2
Antwoord: 0,24 gram
stap 1: C17H35COOH (s) + 26 O2(g) → 18 CO2(g) +
18 H2O(l)
stap 6: gevraagde eenheid
De vraag was: hoeveel gram zuurstof ...
Je hebt dus de molaire massa van O2 nodig:
32,00 g mol–1.
aantal gram zuurstof
aantal mol zuurstof
stap 2: gegeven: hoeveelheid lucht en daarmee
dus de hoeveelheid zuurstof
gevraagd: hoeveelheid kaarsvet.
….
1,647
32,00
1,000
stap 3: 1 mol kaarsvet reageert met 26 mol
zuurstof
Hieruit volgt 32,00 x 1,647 = 52,704 gram zuurstof
(zo komt het op je rekenmachine).
stap 7: controle
Er werd naar de massa van zuurstof gevraagd.
De gegevens zijn in minimaal drie cijfers gegeven.
Het antwoord mag dus drie cijfers bevatten.
Voor de volledige verbranding van 15,0 g benzine
is 52,7 g zuurstof nodig.
52
stap 4: 2,5 liter lucht bevat 20% zuurstof, dus
0,50 liter zuurstof.
0,50 liter zuurstof komt overeen met
0,50 : 22,4 = 0,02232 mol zuurstof.
stap 5: 0,02232 mol zuurstof reageert met
0,02232 : 26 mol = 8,585 x 10–4 mol kaarsvet.
–
stap 6: De molaire massa van kaarsvet is
284,5 gram.
8,585 x 10–4 mol kaarsvet komt overeen met
8,585 x 10–4 x 284,5 gram = 0,244 gram kaarsvet.
De kaars is dus 0,24 gram lichter geworden.
53 a 2 KClO3(s) → 2 KCl(s) + 3 O2(g)
b Bedenk in hoeveel stappen je van volume gas
naar massa kunt komen. Let erop dat je niet tabel
12 kunt gebruiken, omdat in deze opgave niet
sprake is van standaardomstandigheden. Gebruik
voor de berekening het stappenschema.
Antwoord: 170 g
stap 1: staat bij a
stap 2: gegeven: 50,0 dm3 O2(g)
gevraagd: aantal gram KClO3(s)
stap 3: De verhouding in mol is 3 : 2.
stap 4: Met behulp van een verhoudingstabel kun
je het aantal mol O2(g) berekenen.
aantal dm3 zuurstof
aantal mol zuurstof
24,0
1,00
50,0
.....
… x 24,0 = 50,0.
Hieruit volgt
68
1,3866
…..
Hieruit volgt 1,39 x 122,6 = 170 gram
kaliumchloraat.
…. x 100,2 = 15,0.
Hieruit volgt
1,000
122,6
kaliumchloraat.
© Noordhoff Uitgevers
■■
7.6 Rekenen aan reacties in oplossing
55
Bij een neerslagreactie zijn twee ionsoorten
betrokken. Die ionen zijn afkomstig van zouten.
1 mol zout kan bij oplossen uiteenvallen in
bijvoorbeeld 1 mol positieve en 3 mol negatieve
ionen. Het aantal mol negatieve ionen is dan niet
hetzelfde als het aantal mol van het zout, waaruit
die
ionen afkomstig zijn.
56 a Pb2+ : Cl¯ = 1 : 2
50,0
= 2,08 mol zuurstof.
24,0
stap 5: Dat is afkomstig uit
stap 7: Dit antwoord heeft de juiste eenheid en het
juiste aantal significante cijfers.
2,08  2
= 1,3866 mol
3
b 1 mol loodnitraat levert 1 mol Pb2+; 1 mol
natriumchloride levert 1 mol Cl¯. Het maakt dus
niet uit of je hier naar de molverhouding tussen de
ionen kijkt of naar de molverhouding tussen de
zouten zelf. In beide gevallen is de verhouding
waarin de ionen of de zouten zelf reageren gelijk
aan 1 : 2.
Pulsar – Chemie vwo bovenbouw deel 1 Uitwerkingen Hoofdstuk 7
Pb2+;
c 1 mol loodnitraat levert 1 mol
1 mol
bariumchloride levert 2 mol Cl¯. De zouten
reageren dus in de molverhouding 1 : 1. De
loodionen en de chloride-ionen reageren in de
molverhouding 1 : 2.
57
Maak eerst een inventarisatie van de aanwezige
ionen en kijk in tabel 45A of een neerslagreactie
optreedt.
Antwoord: 3,18 gram
stap 1: Stel de reactievergelijking op.
Pb2+(aq) + 2 I¯(aq) → PbI2(s)
stap 2: Welke stof is gegeven? I¯
Welke stof wordt gevraagd? PbI2(s)
stap 3: Wat is de molverhouding tussen gegeven
en gevraagde stof? De gegeven stof staat niet in
de reactievergelijking; wel het reagerende deeltje
van deze oplossing: I¯(aq). De molverhouding
tussen I¯(aq) en PbI2(s) = 2 : 1
stap 4: Hoeveel mol I¯(aq) is opgelost in 100 mL
0,138 M KI-oplossing?
Je kunt dat met de volgende verhoudingstabel
berekenen.
aantal mmol
aantal mL
0,138
1,00
………
100
Hieruit bereken je dat 13,8 mmol kaliumjodide is
opgelost.
stap 5: Hoeveel mol van de gevraagde stof is
ontstaan?
Er is dus 6,9 mmol gevraagde stof ontstaan.
stap 6: In welke eenheid moet je de gevraagde
stof geven? In gram.
Wat wordt dus je antwoord? 6,9 mmol loodjodide
komt overeen met 6,9 x 461,0 mg = 3181 mg =
3,18 gram loodjodide.
stap 7: Controle!
Heb je de gevraagde stof uitgerekend? Ja
Heb je het antwoord in het juiste aantal
significante cijfers gegeven? Ja.
b
Antwoord: 13,8 x 10–3 mol
stap 1: Stel de reactievergelijking op:
K+(aq) + NO3¯(aq) → KNO3(s)
stap 2: Welke stof is gegeven? K+
Welke stof wordt gevraagd? KNO3
stap 3: Wat is de molverhouding tussen gegeven
en gevraagde stof? De gegeven stof staat niet in
de reactievergelijking; wel de reagerende deeltjes:
K+(aq) en NO3–(aq). De molverhouding tussen
K+(aq) en NO3–(aq) en KNO3(s) = 1 : 1 : 1
© Noordhoff Uitgevers bv
stap 4: Hoeveel mol K+(aq) is opgelost in 100 mL
0,138 M KI-oplossing?
100 x 0,138 = 13,8 millimol = 13,8 x 10–3 mol
stap 5: Hoeveel mol van de gevraagde stof is
ontstaan?
13,8 x 10–3 mol gevraagde stof
stap 6: In welke eenheid moet je de gevraagde
stof geven? In mol.
stap 7: Controle!
Heb je de gevraagde stof uitgerekend? Ja
Heb je het antwoord in het juiste aantal
significante cijfers gegeven? Ja.
58 a Maak eerst een inventarisatie van de aanwezige
ionen en kijk in tabel 45A of een neerslagreactie
optreedt.
Pb2+(aq) en ...(aq) │ Pb2+(aq) + 2 I¯(aq) → PbI2(s)
K+(aq) en I¯(aq)
│
b Ga na in welke molverhouding de loodionen
reageren met I¯ of CO32–.
Pb2+ reageert met CO32– in de verhouding 1 : 1.
Pb2+ reageert met I¯ in de verhouding 1 : 2. Beide
oplossingen zijn even geconcentreerd. Er is dus
meer I¯ nodig dan CO32–.
c Gebruik voor de berekening het stappenschema.
Antwoord: 4,6 gram
stap 1: reactievergelijking
zie a
stap 2: gegeven, gevraagd
Je weet hoeveel Pb2+(aq) in het afvalwater is
opgelost.
Gevraagd wordt naar de hoeveelheid PbI2(s)
stap 3:verhouding in mol
‘lood’ : loodjodide = 1 : 1
stap 4: mol gegeven stof
1,00 liter afvalwater bevat 0,10 mol Pb2+(aq).
100 ml van deze oplossing bevat dan
0,100 x 0,10 = 1,0 x 10–2 mol Pb2+(aq).
stap 5: mol gevraagde stof
1,0 x 10–2 mol Pb2+(aq) levert 1,0 x 10–2 mol
loodjodide op.
stap 6: gevraagde eenheid
Gevraagd wordt naar de massa van het neerslag.
Je moet dus mol PbI2(s) omrekenen naar g
PbI2(s). Je hebt de molaire massa nodig:
461,0 g mol–1.
1,00 mol PbI2 heeft een massa van 461,0 g.
1,00 x 10–2 mol heeft een massa van 4,61 g.
stap 7: controle
De gegevens staan in minimaal twee cijfers; de
uitkomst moet je dus in twee
cijfers opgeven. Er ontstaat 4,6 gram loodjodide.
69
Pulsar – Chemie vwo bovenbouw deel 1 Uitwerkingen Hoofdstuk 7
59
Inventariseer eerst welke deeltjes bij elkaar
worden gevoegd.
stap 1: is al gezet
stap 2: gegeven, gevraagd
Omdat de natriumfosfaatoplossing in overmaat
aanwezig is, bepaalt de calciumchloride-oplossing
hoeveel neerslag maximaal kan ontstaan. Deze
oplossing is dus het gegeven. Gevraagd wordt
naar de hoeveelheid neerslag.
Ca2+(aq) + CO32–(aq) → CaCO3(s)
b Uit de reactievergelijking kun je de verhouding in
mol afleiden. Dat is voor Ca2+ en ‘Na2CO3’ 1 : 1.
c Antwoord: 2,9 liter
stap 1 en stap 3 zijn hierboven al gedaan.
stap 2: gegeven, gevraagd
Ca2+(aq) is gegeven: (150 L; 0,029 M)
Soda-oplossing wordt gevraagd.
stap 4: mol gegeven ‘stof’
aantal mol Ca2+
aantal liter
0,029
1,00
stap 3: verhouding in mol
calciumchloride : calciumfosfaat = 3 : 1
stap 4: mol gegeven stof
Uit onderdeel a blijkt dat er 0,11 mol
calciumchloride beschikbaar is.
…..
150
stap 5: mol gevraagde stof
Hoeveelheid calciumfosfaat is 0,11 : 3 = 0,0367 mol.
Hieruit volgt 0,029 x 150 = 4,35 mol calciumionen.
stap 5: mol gevraagde stof
De verhouding in mol is 1 : 1.
Dus is er ook 4,35 mol natriumcarbonaat nodig.
stap 6: gevraagde eenheid
Gevraagd wordt naar het aantal liter sodaoplossing.
aantal mol natriumcarbonaat
aantal liter
1,50
1,00
stap 6: gevraagde eenheid
Gevraagd wordt naar de massa van het neerslag
calciumfosfaat. Je hebt dus de molaire massa van
calciumfosfaat nodig: 310,2 g mol–1.
1,00 mol calciumfosfaat heeft een massa van
310,2 g.
0,0367 mol calciumfosfaat heeft een massa van
0,0367 x 310,2 = 11,4 g.
4,35
….
stap 7: controle
Het minst nauwkeurige geven staat in twee cijfers.
De uitkomst mag dan in twee cijfers worden
opgegeven.
Er ontstaat 11 g calciumfosfaat.
…. x 1,50 = 4,35.
Hieruit volgt
4,35
= 2,9 liter soda-oplossing.
1,50
stap 7: controle
Het minst nauwkeurige gegeven staat in twee
cijfers (0,029 M), dus de uitkomst mag ook in twee
cijfers worden opgegeven.
Er is dus 2,9 liter van de soda-oplossing nodig om
150 liter leidingwater te ontharden.
60
70
Stel de reactievergelijking op en bereken hoeveel
mol van beide stoffen is opgelost. Ga dan na in
welke verhouding in mol deze deeltjes met elkaar
reageren.
Je stelt eerst de reactievergelijking op:
3 Ca2+(aq) + 2 PO43–(aq) → Ca3(PO4)2(s)
Hieruit volgt de verhouding in mol:
calciumchloride : natriumfosfaat = 3 : 2
Vervolgens bereken je hoeveel mol
calciumchloride en hoeveel mol natriumfosfaat is
opgelost.
100 mL 1,1 M calciumchloride:
100 x 1,1 = 110 mmol = 0,11 mol calciumchloride.
100 mL 1,4 M natriumfosfaat:
100 x 1,4 = 140 mmol = 0,14 mol natriumfosfaat.
Voor 0,11 mol calciumchloride is (0,11 : 3) x 2 =
0,0733 mol natriumfosfaat nodig. Deze
hoeveelheid is ruimschoots aanwezig. De
natriumfosfaatoplossing is dus in overmaat
aanwezig.
b Geef de berekening voor de stof die opreageert.
61
Stel de reactievergelijking op en bereken hoeveel
mol van beide je nodig hebt.
Antwoord: 44 mL zilvernitraatoplossing en 14 mL
koperchloride-oplossing
stap 1: reactievergelijking
Ag+(aq) + Cl–(aq) → AgCl(s)
stap 2: gegeven, gevraagd
Er moet 1,0 g AgCl ontstaan, dat is gegeven.
Gevraagd wordt naar de hoeveelheden van de
koperchloride- en de zilvernitraatoplossingen.
stap 3: verhouding in mol
1 mol koperchloride levert 2 mol Cl¯. Dit reageert
met 2 mol Ag+. Er ontstaat 2 mol AgCl.
Dus de molverhouding koperchloride : zilvernitraat
: zilverchloride = 1 : 2 : 2
stap 4: mol gegeven stof
1,0 gram AgCl komt overeen met 1,0 : 143,3 mol
AgCl = 6,98 x 10–3 mol AgCl.
stap 5: mol gevraagde stof
Er is 6,98 x 10–3 mol zilvernitraat en 3,49 x 10–3 mol
koperchloride nodig.
stap 6: gevraagde eenheid
aantal mol zilvernitraat
0,16 6,98 x 10–3
aantal mL zilvernitraat-opl. 1000 …..
Hieruit volgt
oplossing
Antwoord: 11 g
© Noordhoff Uitgevers
6,98
= 43,6 mL zilvernitraat0,16
Pulsar – Chemie vwo bovenbouw deel 1 Uitwerkingen Hoofdstuk 7
aantal mol koperchloride
0,25 3,49 x 10–3
aantal mL koperchloride-opl. 1000 ……
Hieruit volgt
3,49
= 13,96 mL koperchloride0,25
oplossing.
stap 7: controle
De gegevens staan in twee cijfers; de uitkomsten
moet je dan ook in twee cijfers opgeven.
Er is 44 mL zilvernitraatoplossing en 14 mL
koperchloride-oplossing nodig.
62 a Dat zullen vooral zouten zijn met K+ als positief
ion: kaliumzouten.
b Kijk in tabel 45 in de rij van
NO3¯.
K+
en de kolom van
K+ en NO3¯ geven nergens een neerslag mee.
Deze ionen zijn dus moeilijk te verwijderen.
b Kijk nog eens wat je voor het doel van deze proef
aan gegevens voor de berekening nodig had.
Om het molair volume van een gas te kunnen
bepalen moet je het aantal mol magnesium
kunnen berekenen dat heeft gereageerd. Daarvoor
moet je de afgewogen hoeveelheid magnesium
omrekenen naar het aantal mol. Dat aantal mol
magnesium moet dus helemaal gereageerd
hebben.
–
63
■■
68 a Leid uit de formules van chloor en natriumchloride
af in welke verhouding in mol deze stoffen bij de
reactie betrokken zijn.
7.7 Gassen
64 a De grootte van de moleculen is niet van belang.
De moleculen zijn ver van elkaar verwijderd. Een
bepaalde hoeveelheid moleculen neemt bij elk gas
hetzelfde volume in.
b Bij vaste stoffen en vloeistoffen raken de
moleculen elkaar wel. De afmetingen van die
moleculen beïnvloeden het volume van de stof.
65
1 Stel dat je 40 mg magnesium hebt afgewogen.
De molaire massa van magnesium is
24,31 g mol–1.
Dan heb je dus 40 : 24,31 mmol = 1,65 x 10–3 mol
magnesium afgewogen.
2 Uit de reactievergelijking kun je afleiden dat er
dan ook 1,65 x 10–3 mol H2(g) zal ontstaan.
3 Stel dat 38 cm3 gas is ontstaan.
1,65 x 10–3 mol neemt dan een volume in van
38 cm3.
Met behulp van een verhoudingstabel kun je
dan het molair volume berekenen.
aantal mol
volume
1,65 x 10–3
38 cm3
1,0
…..
In het juiste aantal significante cijfers is het
antwoord 23 dm3 mol–1.
66 a Bij druk verhogen = samenpersen wordt het
volume kleiner.
b Bij verlaging van de temperatuur wordt het volume
kleiner.
67
a Uit de vergelijking van de reactie die optreedt, kun
je afleiden dat de verhouding in mol tussen Mg en
‘HCl’ 1 : 2 is.
Je hebt 25 mL 1,0 M zoutzuur gebruikt. Hierin is
25 mmol waterstofchloride opgelost.
Dat betekent dat hiermee 12,5 mmol magnesium
kan reageren. Je hebt maar 1,65 mmol
magnesium gebruikt. Dus is waterstofchloride in
overmaat aanwezig.
Stel eerst de reactievergelijking op en leid hieruit
af in welke verhouding in mol de stoffen met elkaar
reageren. Bereken hoeveel mol magnesium en
zoutzuur bij elkaar zijn gevoegd.
© Noordhoff Uitgevers bv
Uitgaande van de formules voor natriumchloride,
NaCl, en chloor, Cl2, is 2 mol NaCl nodig om
1 mol Cl2 te bereiden. Uit 1,00 mol natriumchloride
kan dus maximaal 0,500 mol chloor ontstaan.
b Gebruik bij de berekening het stappenschema.
Antwoord: 2,05 m3
stap 2: gegeven: 10,0 kg NaCl(s)
gevraagd: aantal dm3 Cl2(g)
stap 3: De verhouding in mol tussen de gegeven
en de gevraagde stof (zie a) is 2 : 1.
stap 4: Met behulp van een verhoudingstabel kun
je het aantal mol NaCl(s) berekenen.
aantal gram NaCl
aantal mol NaCl
58,44
1,00
10,0 x 103
......
10,0  103
= 1,711 x 102 mol
58,44
natriumchloride
Hieruit volgt
stap 5: Uit 1,711 x 102 mol natriumchloride
ontstaat 8,554 x 101 mol chloor (zie stap 3).
stap 6: 8,554 x 101 mol chloor kun je omrekenen in
de gewenste eenheid: dm3 chloor.
8,554 x 101 x 24,0 dm3 = 2052 dm3
stap 7: In het juiste aantal significante cijfers is het
antwoord 2,05 m3 chloor.
69 a N2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g)
b Bij deze reactie is de verhouding in mol:
N2 : H2 : NH3 = 1 : 3 : 2.
Stel dat het molair volume van een gas bij deze
omstandigheden gelijk is aan Vm.
Dan is de volumeverhouding bij deze reactie:
N2 : H2 : NH3 = 1Vm : 3Vm : 2Vm.
71
Pulsar – Chemie vwo bovenbouw deel 1 Uitwerkingen Hoofdstuk 7
Deze verhouding kun je delen door Vm en dan heb
je de oorspronkelijke verhouding weer terug.
C6H12O6(s) + 6 O2(g) → 6 CO2(g) + 6 H2O(g)
b Je ademt 3,6 x 103 dm3 lucht in. Hierin is 21,0
volumeprocent zuurstof. Je krijgt dan 756 dm3
zuurstof binnen. Hiervan gebruik je 1/3 deel. Dat is
dus 252 dm3.
c Dat is dus 1 : 3 : 2
d Uit 1,4 x 105 m3 H2(g) kan dus maximaal
1,4 x 105 x 2 : 3 = 9,3 x 104 m3 ammoniak ontstaan.
70
c Antwoord: 3,2 x 102 g
stap 1: reactievergelijking zie onderdeel b
stap 2: gegeven: De hoeveelheid zuurstof is
gegeven.
gevraagd: Je verliest de glucose. Dat is de
gevraagde stof.
stap 3: verhouding in mol
zuurstof : glucose = 6 : 1
stap 4: mol gegeven stof
252 dm3 zuurstof komt overeen met
252 : 24,0 = 10,5 mol O2.
stap 5: mol gevraagde stof
Er verdwijnt 10,5 : 6 = 1,75 mol glucose.
stap 6: gevraagde eenheid
Gevraagd wordt naar de massa van de verdwenen
glucose. Je hebt de molaire massa van glucose
(tabel 41) nodig: 180,2 g mol–1.
1,00 mol glucose heeft een massa van 180,2 g
1,75 mol glucose heeft een massa van
1,75 x 180,2 = 315 g
stap 7: controle
Het gegeven dat het minst nauwkeurig is staat in
twee cijfers. Je moet het antwoord dus in twee
cijfers opgeven. Tijdens een nacht rustig slapen
verlies je 3,2 x 102 g gewicht.
Leid uit de reactievergelijking de verhouding in mol
af. Benzine is geen gas en dus is de verhouding in
mol niet hetzelfde als de volumeverhouding.
Antwoord: 9,0 x 103 dm3
stap 1: reactievergelijking C7H16(l) + 11 O2(g) → 7
CO2(g) + 8 H2O(g)
stap 2: gegeven, gevraagd
Gegeven is 1,0 liter benzine. Gevraagd wordt naar
de hoeveelheid lucht.
Als je de hoeveelheid zuurstof weet, kun je
daarmee de hoeveelheid lucht uitrekenen. De
gevraagde stof is dus: zuurstof.
stap 3: verhouding in mol
benzine : zuurstof = 1 : 11
stap 4: mol gegeven stof
Met behulp van de dichtheid reken je het volume
van benzine om in de massa. Daarna kun je met
behulp van de molaire massa de chemische
hoeveelheid uitrekenen.
Van volume naar massa; dichtheid benzine:
0,72 x 103 kg m–3 = 0,72 g ml–1.
1,0 liter = 1000 ml en heeft dus een massa van
720 g.
Voor het omrekenen van massa naar chemische
hoeveelheid heb je de molaire massa van C7H16(l)
nodig: 100,2 g mol–1.
720 gram benzine komt overeen met
720 : 100,2 = 7,19 mol benzine.
stap 5: mol gevraagde stof
Voor 7,19 mol benzine is 7,19 x 11 = 79,0 mol
zuurstof nodig.
stap 6: gevraagde eenheid
Je moet het aantal mol zuurstof nu eerst
omrekenen naar dm3 zuurstof. Daarbij heb je het
molair volume van een gas bij 293 K nodig:
24,0 dm3 mol–1.
79,0 mol zuurstof heeft een volume van
79,0 x 24,0 = 1897 dm3 = 1,90 x 103 dm3.
Het volumepercentage zuurstof is 21%. Dat kun je
in de volgende verhoudingstabel onderbrengen:
aantal dm3 zuurstof
aantal dm3 lucht
21
100
1,90 x 103
….
72 a Bij 298 K en p = p0 is het molaire volume
2,45 x 10–2 m3 = 24,5 dm3.
b In de band zit 3,5 dm3. Dat komt overeen met
3,5 : 24,5 mol = 0,14 mol lucht.
c Het volume moet in m3, de temperatuur in K. Zie
ook tabel 7 in Binas.
De formule voor de gaswet is pV = nRT.
Dus 4,0 x 105 x 3,5 x 10–3 = n x 8,31 x 298.
n = 14 x 102 : (8,31 x 298) = 0,57 mol. Dat is dus
4x zoveel als bij gewone druk (zie b). Als de druk
4 x zo groot wordt, zit er dus 4x zoveel lucht in de
band.
■■
Onderzoeksvaaardigheden
De hardheid van water
… x 21 = 1,90 x 105.
1,90  105
Hieruit volgt
= 9,0 x 103 dm3 lucht
21
72
stap 7: controle
De gegevens staan in twee cijfers, je mag dus het
antwoord slechts in twee cijfers opgeven. Voor het
verbranden van 1,0 liter benzine is 9,0 x 103 dm3
lucht nodig.
71 a Welke stoffen ontstaan bij de volledige
verbranding van glucose?
© Noordhoff Uitgevers
1
Vragen bij de proef
Wij drukken hier een mogelijke grafiek af. Let op
de indeling van de horizontale as.
Pulsar – Chemie vwo bovenbouw deel 1 Uitwerkingen Hoofdstuk 7
Er is altijd een beetje zeep nodig om schuim te
krijgen. Omdat we bij deze proef werken met
porties van 0,5 mL zeepoplossing, zal de lijn door
het punt (0; 0,5) gaan.
3 a Stel dat de hoeveelheid zeepoplossing die nodig
was om 25 mL leiding water te laten schuimen
6,0 mL is. Dan lees je met behulp van de grafiek af
dat het leidingwater 111 mg Ca2+ per liter moet
bevatten.
b 1,0 oD betekent 7,1 mg Ca2+ per liter. Het
leidingwater heeft dus een hardheid van 111 : 7,1
= 15,6 oD. Afgerond 16 oD.
stap 1: reactievergelijking
FeO(s) + 2 Na(s) → Na2O(s) + Fe(s)
stap 2: gegeven, gevraagd
gegeven: de hoeveelheid Na(s). Dat moet je
overigens nog wel uit opgave b berekenen.
gevraagd: de hoeveelheid FeO(s)
stap 3: verhouding in mol FeO : Na = 1 : 2
stap 4: mol gegeven stof
Bij opgave b blijkt dat er 0,923 mol NaN3 in de
airbag aanwezig is. Dit kan volgens de
reactievergelijking van a 0,923 mol Na(s)
opleveren.
stap 5: mol gevraagde stof
Dan is nodig: 0,923 : 2 = 0,461 mol FeO(s)
stap 6: gevraagde eenheid
Gevraagd wordt de massa van het FeO(s).
De molaire massa is: 71,85 g mol–1.
Er is dus 0,461 x 71,85 = 33,2 g ijzer(II)oxide
nodig.
stap 7: controle
Een antwoord in twee cijfers is verantwoord:
33 g FeO(s).
2
■■
Op weg naar het proefwerk
1
–
2
–
4
Een tabel kan houvast bieden bij dit soort
opgaven. Gebruik de dichtheid van ammoniak. Het
kan ook in twee stappen: massa omrekenen in
aantal mol en dan dit omrekenen in aantal dm3
a massa
volume
3 a 2 NaN3(s) → 2 Na(s) + 3 N2(g)
d 2 Na(s) + FeO(s) → Na2O(s) + Fe(s)
e Antwoord: 33 g
© Noordhoff Uitgevers bv
300
= 416,7 m3 Dit is afgerond
0,72
4,2 x 102 m3
b Antwoord: 33 dm3
stap 1: reactievergelijking zie a
stap 2: gegeven, gevraagd gegeven:
NaN3; gevraagd N2(g)
stap 3: verhouding in mol NaN3 : N2 = 2 : 3
stap 4: mol gegeven stof
Hoeveel mol is 60 g NaN3? Je gebruikt de molaire
massa van NaN3: 65,02 g mol–1.
60 gram NaN3 komt overeen met 60 : 65,02 =
0,923 mol NaN3.
c Bij de reactie ontstaat ook Na(s). Deze stof kan
heftig met water reageren. Vandaar dat
brandweerlieden bang zijn voor deze stof.
300 kg
....
…. x 0,72 = 300
Hieruit volgt
stap 5: mol gevraagde stof
Er ontstaat 0,923 x 3 : 2 = 1,38 mol N2(g)
stap 6: gevraagde eenheid
Gevraagd wordt naar het volume van het gas.
Je moet gebruik maken van het molair volume van
een gas: bij 20 oC is dat 24,0 dm3 mol–1.
Dan ontstaat dus 24,0 x 1,38 = 33,2 dm3 stikstof.
stap 7: controle
Gezien de gegevens is een antwoord in twee
cijfers verantwoord: 33 dm3 N2(g).
0,72 kg
1,0 m3
b Als je dit niet meer weet, moet je op herhaling in
paragraaf 6.3
Ammoniakmoleculen bevatten N-H groepen,
waardoor ze goed waterstofbruggen kunnen
vormen met watermoleculen.
c De klachten kunnen inderdaad komen door
ammoniak.
d De MAC-waarde wordt gegeven in mg per m3.
Je moet de hoeveelheid dus omrekenen in mg en
dat vergelijken met de MAC-waarde.
300 kg ammoniak = 300 x 106 mg. Per m3 mag
slechts 18 mg aanwezig zijn.
Er is dus 300 x 106 : 18 m3 lucht nodig =
(afgerond) 1,7 x 107 m3 lucht.
5
Gebruik het stappenschema.
Antwoord: 1,6 x 102 kg
stap 1: 2 Fe2O3(s) + 3 C(s) → 4 Fe(s) + 3 CO2(g).
stap 2: gegeven: ijzererts, gevraagd: cokes.
stap 3: 2 mol Fe2O3(s) reageert met 3 mol C(s).
stap 4:
aantal gram
159,7
1,3 x 106 gram
ijzererts
(tabel 41)
aantal mol
1,0
.....
73
Pulsar – Chemie vwo bovenbouw deel 1 Uitwerkingen Hoofdstuk 7
f De stijging is voor een deel te verklaren met de
warmte die bij deze verbranding is vrijgekomen.
ijzer(III)oxide
…. x 159,7 = 1,3 x 106.
1,3  10
= 8,14 x 103 mol ijzer(III)159,7
6
Hieruit volgt
oxide.
stap 5: 8,14 x 103 mol Fe2O3 komt overeen met
8,14 x 103 x 3/2 = 12,2 x 103 mol C.
stap 6: Er moeten twee omrekeningen plaats
vinden: van mol C naar gram C en dan van
koolstof naar cokes. Dat kan in een tabel. Daarbij
geldt: 100 gram cokes bevat 90 gram koolstof.
Dus 1 gram koolstof komt overeen met 100 / 90
gram cokes.
aantal mol
koolstof
aantal gram
koolstof
aantal gram
cokes
12,2 x 103
1,0
12
(100 / 90) x 12 = 13,3
......
Hieruit volgt 12,2 x 103 x 13,3 = 162 x 103 gram
cokes = 162 kg cokes.
stap 7: Het antwoord kan in twee significante
cijfers: 1,6 x 102 kg cokes.
6 a Denk aan de formules voor de zouthydraten zoals
soda.
CH4. nH2O.
b 150 miljard ton = 150 x 109 ton = 150 x 1012 kg =
150 x 1015 gram methaan.
150 x 1015 gram methaan komt overeen met
150 x 1015 : 16 mol =
93,75 x 1014 mol methaan. Afgerond:
9,4 x 1015 mol methaan.
c Welke stoffen ontstaan bij de volledige
verbranding van een koolwaterstof?
CH4(g) + 2 O2(g)  CO2(g) + 2 H2O(l)
d Er komt 9,4 x 1015 x 8,9 x 105 J vrij = 8,4 x 1021 J
e Je moet eerst uitrekenen hoeveel energie nodig is
om 1 dm3 lucht 1 °C te verwarmen.
Om 1,0 kg lucht 1 °C te verwarmen is 1,0 x 103 J
nodig.
Om 1,293 kg lucht (1 m3 lucht) te verwarmen is
dus 1,293 x 103 J nodig.
Om 1 dm3 lucht 1 °C te verwarmen is 1,293 J
nodig.
Om 4 x 1021 dm3 lucht 1 °C te verwarmen is
4 x 1021 x 1,293 J = 5,2 x 1021 J nodig.
74
aantal J
5,2 x 1021 8,4 x 1021 (zie d)
opwarming in °C 1 °C
…..
Hieruit volgt
8,4  1021
5,2  1021
© Noordhoff Uitgevers
= 1,6 °C
g Volgens de reactievergelijking ontstaat bij de
verbranding van 1 mol methaan 2 mol
koolstofdioxide. Er ontstaat dus 2 x 9,4 x 1015 mol
=
1,88 x 1016 mol koolstofdioxide.
Dit heeft een volume van 1,88 x 1016 x 22,4 =
4,2 x 1017 dm3.
h Dit betekent een toename van
(4,2 x 1017 dm3 : 4 x 1021) x 100% = 0,011%
i Er is maar weinig CO2 in de atmosfeer (zie tabel
32C): 0,03%. Een toename met 0,011% is dan
relatief groot.
j Door het koolstofdioxide is een toename van het
broeikaseffect opgetreden.
k De ouderdom van de aarde wordt geschat op
4,5 miljard jaar. (zie tabel 94A). Dan is een periode
van 20 000 jaar relatief zeer kort.