Hoofdstuk 4 Havo vwo chemisch Rekenen definitief

Hoofdstuk 4 Chemisch Rekenen aan reacties PC Versie 8-3-2011

1 Theoretische Leerweg Nask-2 TL4

Hoofdstuk 4 Chemisch Rekenen

Korte samenvatting

Bij wiskunde heb je al vaak met allerlei bere-keningen te maken gehad. We gaan nu de wiskunde toepassen in de scheikunde! Rekenen met eenheden Rekenen met wetenschappelijke notatie Volume procent Massa procent Toepassen van verhoudingstabellen Toepassen van rekenen met dichtheid Toepassen van rekenen met concentraties Toepassen van chemisch aan reacties



8.0 Rekenen met eenheden Een grootheid is een gegeven of een verschijnsel in de natuur dat meetbaar is. Als zo’n ver-schijnsel met een getalwaarde wordt aangegeven, moet achter het getal de eenheid staan waarin het getal is uitgedrukt. Veel gebruikte grootheden in de scheikunde zijn: massa, vo-

lume en dichtheid. Er is een internationaal stelsel van eenheden, afgekort SI. Alle eenheden uit dit stelsel wor-den over de gehele wereld gebruikt. Hieronder staan een paar eenheden genoemd

Het is toegestaan eenheden van een voorvoegsel te voorzien die een eenheid vergroten of verkleinen. Voorvoegsels worden gebruikt om beter hanteerbare getallen te krijgen. Hieron-der in de tabel staan de meest gebruikte voorvoegsels.

Voorvoegsels Symbool Factor Voorbeeld

Mega M 106 1 M ton = 106 ton = 109 kg

kilo k 103 1 km = 103 m = 1000 m

deci d 10-1 1 dm = 10-1 m = 0,1 m

centi c 10-2 1 cm = 10-2 m = 0,01 m

milli m 10-3 1 ml = 10-3 l (liter) = 0,001 l (liter)

micro μ 10-6 1 μg = 10-6 g = 0,000001 g

nano n 10-9 1 ng = 10-9 g = 0.000000001 g

Grootheid Eenheid Symbool voor eenheid

Volume Kubieke meter m3

Massa kilogram kg

Tijd seconde s

Temperatuur Graden Celsius °C

Dichtheid Kilogram per kubieke me-ter

kg / m3



6.8 Rekenen met eenheden Grootheid Volume Eenheden:

1 liter = 1000 mL 1 dm3 = 1 liter 1 cm3 = 1 ml 1 m3 = 1000 liter

Voorbeeld opgaven 2500 ml = 2500 : 1000 = 2,5 L :1000 = 0,0025 m3 6 L = 6 dm3 = 6 x 1000 = 6000 ml

Grootheid Massa

Voorbeeld Opgaven 2500 mg = 2500 : 1000 = 2,5 g 2500 mg = 2500 : 1000 = 2,5 g :1000 = 0,0025 kg

6 kg = 6 x 1000 = 6000 mg 2,4 ton = 2,4 x 1000 = 2400 kg (2,4 x 103) x 1000 = 2400000 gram (2,4 x 106)

mL cm3

L dm3

m3

: 1000 : 1000

X 1000 X 1000

mg g kg ton

: 1000 : 1000 : 1000

X 1000 X 1000 X 1000



Opgaven Omrekenen (maak de voorbeeld sommen en controleer daarna jezelf)

1. Hoeveel milligram is 3,7 ton?

2. Hoeveel mL is 20 cm3 ?

3. Bereken hoeveel ton 120000 gram is!

4. Bereken hoeveel mL 2,5 dm3 is!

5. Bereken hoeveel kilogram 24000 milligram is!

6. Bereken hoeveel kilogram 2 ton is!

7. 12 mL = …………. L

8. 4000 m = ………… km

9. 2,4 km = ………. cm

10. 2400 mL = ……… L

11. 2 cm = …….. mm

Uitwerkingen

1. 3,7 ton x 1000 = 3700 kg x 1000 = 3700000 g x 1000 = 3700000000 mg =

3,7 x 10 9 mg

2. 1 mL = 1 cm3 ; 20 mL = 20 cm3

3. 120000 g : 1000 = 120 kilogram : 1000 = 0,12 ton

4. 2,5 dm3 = 2,5 L x 1000 = 2500 mL = 2,5 x 103 mL

5. 24000 mg : 1000 = 24 gram : 1000 = 0,024 kg = 2,4 x 10-2 kg

6. 2 ton = 2 x 1000 = 2000 kg = 2 x 103 kg

7. 12 mL = 12:1000 L = 0,012 L = 1,2 x 10-2 L

8. 4000 m = 4000 : 1000 km = 4 km

9. 2,4 km = 2,4 x1000 m = 2400 m x 100 cm = 240000 cm = 2,4 x 105 cm

10. 2400 mL = 2400 : 1000 = 2,4 L

11. 2 cm = 20 mm (want 1 cm = 10 mm)



Rekenen met machten; wetenschappelijke notatie: Omdat in de scheikunde gewerkt wordt met hele grote en hele kleine getallen is het belang-rijk dat je de rekenvaardigheden met machten nog eens herhaalt of aanscherpt.

Werken met 10-machten:

Kijk nog eens kritisch je wiskunde na; je gaat die kennis en vaardigheid in de scheikunde nog hard nodig hebben. Belangrijk is ook dat je kunt rekenen met machten. Dit maakt het maken van berekeningen veel makkelijker dan wanneer je steeds allemaal nullen achter de komma of voor de komma moet gaan intikken op je rekenmachine.

Verder maak je veel minder fouten als je de 10-machten goed gebruikt. Enkele voorbeelden

1500000 byte = 1,5 x 10 6 Byte of 1,5 Mega Byte (MB) 23000000000 km = 2,3 x 10 10 km

0,000000008 mm = 8 x 10 -9 mm

0,0023 g = 2,3 x 10 -3 g

Let op; je telt in feite gewoon het aantal plaatsen welke je de komma laat opschuiven.



Exponenten en exponentiële notatie Algemeen: Dit mechanisme wordt nu gebruikt om zeer grote of zeer kleine getallen makkelijk weer te geven. Men gebruikt hiervoor de machten of exponenten van 10 (exponent wil ongeveer

zeggen: hou het grondtal gelijk, en variëer de machten). We weten immers:

10 0 = 1

10 1 = 10

10 2 = 10 x 10 = 100

10 3 = 10 x 10 x 10 = 1000

10 4 = 10 x 10 x 10 x 10 = 10000

10 5 = 10 x 10 x 10 x 10 x 10 = 100000

Als we nu bijvoorbeeld de lichtsnelheid nemen: 300 000 000 m/s, kunnen we dit schrijven als 3 x 100 000 000 m/s = 3 x 108 m/s. Dit is veel eenvoudiger dan telkens alle nullen op te schrijven. De macht van 10, in dit geval 8, geeft tevens aan hoeveel nullen er in het oorspronkelijke getal stonden.

Het kan ook met negatieve machten:

10 -1 = 1/10 = 0,1

10 -2 = 1/10 x 1/10 = 0,01

10 -3 = 1/10 x 1/10 x 1/10 = 0,001

10 -4 = 1/10 x 1/10 x 1/10 x 1/10 = 0,0001

Zeer kleine getallen kunnen dan bijvoorbeeld als volgt weergegeven worden: 0,000 000

032 = 3,2 x 0,000 000 01 = 3,2 x 10-8, wat weer eenvoudiger is als het hele getal. De

macht , hier -8, geeft nu aan hoeveel nullen er voor het eerste getal stonden.

Notaties: Op rekenmachines en computers ziet men ook vaak: 4,33E6 of iets dergelijks. Dit wil ge-woon zeggen: 4,33 x 106.

Bewerkingen: Dit zijn gewoon machten met grondtal tien. We krijgen dus bijvoorbeeld:

(5 x 10 -1) x (4 x 10 3) = 20 x 10 2 = 2,0 x 10 3

(5 x 10 -1)/(4 x 10 3) = 5/4 x 10 -4



Rekenen met machten Het lijkt heel moeilijk maar meestal is het niets anders dan de exponenten optellen en af-trekken wanneer je deelt of vermenigvuldigt.

Vermenigvuldigen

1000 x 100 = 100 000

of 10 3 x 10 2 = 10 3+2 = 10 5

1000 000 x 1000 000 000 = 1000 000 000 000 000 of 10 6 x 10 9 = 10 6+9 = 10 15

2300 x 47000 = 108100000

of 2,3 x 10 3 x 4,7 x 10 4 = 2,3 x 4,7 x 10 3+4 = 10,81 x 10 7 = 1,081 x 10 8

tip: reken de gewone getallen apart uit en de 10-machten ook.

47000 x 0,006 = 282

of 4,7 x 10 4 x 6 x 10 -3 = 4,7 x 6 x 10 4-3 = 28,2 x 10 1(=10) of 2,82 x 10 2

Delen

1000 : 100 = 10

of 10 3 : 10 2 = 10 3-2 = 10 1 (=10)

1000 000 : 1000 000 000 = 0,001

of 10 6 : 10 9 = 10 6-9 = 10 -3 0,00006 x 0,0013 = 0,046153846 = 0,046

of (6 x 10 -5) : (1,3 x 10 -3) = 4,62 x 10 -5--3 = 4,62 x 10-2



Theorie Kruisproduct of Kruiselings Vermenigvuldigen

Breuken bestaan uit een teller en noemer: de teller staan bovenaan en de noemer eronder. Teller

Breuk = of: Breuk = Teller / Noemer Noemer We gaan er dit dictaat van uit dat je al kunt rekenen met breuken Omgekeerd lineair verband Hieronder zie je een stukje theorie waarin je de onbekende x moet uitrekenen. Er staan twee breuken die een omgekeerd lineair verband hebben. Dat klinkt heel erg moeilijk natuurlijk maar is het eigenlijk niet!

Voorbeeld 1 Met twee eenvoudige breuken 2 Y = Y= natuurlijk 4

4 8 Stap 1 Tabel maken

Stap 2 Berekening Y = 2 x 2 = 4

Andere mogelijkheid: Kruiselings Vermenigvuldigen (kruisregel)

2 Y

4 8

X 2

2 Y

4 8

2

Y

4

8

Berekening: Y = 2 x 8 = 16 = 4 4 4

Truc: De onbekende Y moet uitgerekend worden. Het ge-tal (4) dat tegenover de onbekende (Y) staat komt onder de deelstreep. Boven de deelstreep komen de twee getallen te staan die tegenover elkaar (2 en 8) staan. Deze twee getallen wor-den met elkaar vermenigvuldigd.



Volume percentages (1 % = 1 per honderd = 1 gedeeld door honderd) Volumepercentages worden vaak gebruikt bij het maken van oplossingen. Volume percentages worden vooral gebruikt als je twee of meer verschillende vloeistoffen gaat mengen. Maar ook als er twee of meerdere gassen gemengd worden. Volumepercenta-ges worden gebruikt indien er gebruik wordt gemaakt van de volume eenheden, ml, L, m3

Voorbeeld 1: Als je 10 ml alcohol doet in 90 ml water dan is de totale hoeveelheid oplossing 100 ml. 1 % alcohol is dan 1 ml van de oplossing 10 % alcohol is dan 10 ml van de oplossing

Bron: wikibooks Het berekenen van het volume percentage is een simpele berekening. Er moet enkel op ge-let worden dat de gegevens in de formule ingevuld worden met dezelfde eenheid. Het bere-kenen van het volumepercentage gaat als volgt:

Voorbeeld 2: Formule Een laboratorium assistent doet 100 ml water en 50 ml ammoniak in een bekerglas. Bereken het volumepercentage van ammoniak in het bekerglas (in de oplossing).

Gegevens: Volumedeel ammoniak = 50 ml ; Volumegeheel = 150 ml

Berekening:

Voorbeeld 3: Kruiselings Vermenigvuldigen

Een laboratorium assistent doet 100 ml water en 50 ml ammoniak in een bekerglas. Bereken het volumepercentage van ammoniak in het bekerglas (in de oplossing).

Stap 1 Bereken de hoeveelheid oplossing: 50 + 100 = 150 mL

Stap 2 Maak een verhoudingstabel

Stap 3 Berekening met kruiselings vermenigvuldigen ? = 100 x 50 = 33,33 % 100

Volumepercentage = 50 * 100 % = 33,33 % 150

Oplossing (=totaal)

Ammoniak

ml

150 50

%

100 ?

De oplossing is het totaal en is een meng-sel van water en am-moniak!

X 50/150

X 50/150

Vermenigvuldigen met het vol-gende: Daar waar je heen gaat: 50 Gedeeld door: Waar je vandaan komt: 150



Vervolg Volume percentages

Voorbeeld 3: Terugrekenen naar 1 procent

Een laboratorium assistent doet 100 mL water en 50 mL ammoniak in een bekerglas. Bere-ken het volumepercentage van ammoniak in het bekerglas (in de oplossing).

Stap 1 Bereken de hoeveelheid oplossing: 50 + 100 = 150 mL

Stap 2 Maak een verhoudingstabel

Stap 3 Berekening: 1 x 33,33 = 33,33 % (vergeet de eenheid niet!)

Voorbeeld 4: Inzicht

De totale oplossing is 150 mL. Procent wil zeggen delen door 100….

1% van 150 mL = 150 ml : 100 = 1,5 mL

150 mL is dus 100 %

1,5 mL is 1 %

50 mL is 33,33 %

Oplossing (=totaal)

1 procent Ammoniak

mL

150 1,5 mL 50

%

100 1 % ?

: 100

: 100 x 50/1,5 = x 33,33

x 50/1,5 = x 33,33



Voorbeeld Opgave Jenever Het volume percentage alcohol in jenever is 32 procent. In een jenever glas gaat 40 ml. A. Hoeveel ml alcohol zit in 100 mL jenever?

Berekening: Kruiselings vermenigvuldigen ? = 32 x 100 = 32 ml 100 Via inzicht uitrekenen: Het mengsel is 100 mL. 1 % van 100 mL is 1 mL 32 % is dan 32 mL B. Hoeveel ml alcohol zit in een glas jenever? Nu gebruik je het gegeven dat in een jeneverglas 40 ml gaat! Het alcohol percentage in je-never blijft uiteraard hetzelfde!

Berekening: ? = 40 x 32 = 12,8 ml 100

Via inzicht uitrekenen: Het mengsel is 40 mL. 1 % van 40 mL is 40:100 = 0,4 mL 32 % is dan 32 x 0,4 = 12,8 mL

Jenever Alcohol

mL 100 ?

% 100 32

Het mengsel wordt op 100 % gesteld.

32% alcohol in jenever

Jenever(glas) Alcohol

ml 40 ?

% 100 32

Graan jenever: Auteur Marcin Zieliński Bron: Wikimedia Commons

X 32/100

X 32/100

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c8/Hollandse_Graanjenever_0495.JPG



Uitwerking Opgave Mayonaise Je hebt bij de Albert Hein een pot mayonaise gekocht met een inhoud van 250 ml. Je hebt 30 ml mayonaise genomen en na experimenten blijkt dat daar 24 ml slaolie inzit.

A. Bereken het volumepercentage slaolie dat op het etiket van de mayonaise moet staan.

Berekening: ? = 100 x 24 = 80 % 30 B. Bereken de totale hoeveelheid slaolie in de pot mayonaise. In de pot mayonaise zit 250 ml, het percentage olie in de mayonaise heb je uitgerekend in de vorige opgave en is 80%!

Berekening: ? = 80 x 250 = 200 ml 100

Mayonaise Slaolie

ml 30 24

% 100 ?

Mayonaise Slaolie

ml 250 ?

% 100 80

Het mengsel wordt op 100 procent gesteld!

x 24/30

x 24/30

X 80/100

X 80/100



Massa percentages Betekenis: De massa van een chemisch product gedeeld door de massa ven het mengsel keer honderd. Je maakt gebruik van massapercentages als je met de eenheden milli-gram,gram, kg, ton werkt. Massa percentages worden toegepast bij mengsels van stoffen!

Voorbeeld 1 1 massa % van stof X wil zeggen dat er 1 gram X zit per honderd gram mengsel. Je koopt stroop waarin 20 massa % suiker zit per 100 gram stroop. Dat wil zeggen dat er 20 gram suiker in zit per 100 gram stroop.

Het berekenen van het massapercentage gaat precies hetzelfde als het berekenen van het volumepercentage. Het verschil is alleen dat de invoer dit keer een massa is en geen volu-me, ook bij deze berekening moet dus opgelet worden dat de eenheden gelijk zijn bij het in-voeren van de formule. De formule gaat als volgt: Voorbeeld 2: Je mengt 15 gram suiker met 40 gram keukenzout. Er ontstaat een mengsel van vaste stof-fen. Bereken het massapercentage suiker in dit mengsel.

Massadeel suiker = 15 gram Massa mengsel = 55 gram Massapercentage = 15 x 100 % = 27,3 %

55 Voorbeeld 3: Dezelfde opgave als hierboven maar nu met een verhoudingstabel

Berekening: ? = 100 x 15 = 27,3 %

55

mengsel suiker

gram 55 15

% 100 ?



Massa percentages Voorbeeld 4: Terugrekenen naar 1 procent

Voorbeeld 5: Inzicht 1 % van het mengsel is 55/100 = 0,55 gram 0,55 gram is 1 % 15 gram is 15:0,55 = 27,3 %

mengsel 1 procent suiker

gram 55 0,55 15

% 100 1 ?

: 100

: 100

X 15/0,55

X 15/0,55



Opgave Pindakaas In bovenstaande figuur is een etiket van pindakaas afgebeeld. Bekijk het etiket goed. Geef dan antwoord op de volgende vragen: Zet elke berekening in een verhoudingstabel. A Hoe groot is het massapercentage vet in pindakaas. B. Hoeveel gram eiwitten zit in een pot pindakaas.

C. Hoeveel gram pindakaas moet je eten om 0,01 gram vitamine B3 binnen te krijgen? Een pindakaasfabriek wil weten hoeveel kilogram pinda’s nodig zijn om 10.000 potten pinda-kaas te maken.

D. Hoeveel kilogram pindakaas zit in 10.000 potten? E. Hoe groot is het massapercentage pinda’s in pindakaas?

A. Verhoudingstabel

Berekening: kruistabel ? = 100 x 58 = 58 % 100

Pindakaas (100 gram) 1 procent Vet

Gram 100 1 58

% 100 1 ?



B. Hoeveel gram eiwitten zitten er in een pot pindakaas. In een pot zit 350 gram pindakaas. In 100 gram pindakaas zit volgens het etiket 22 gram eiwitten.

Verhoudingstabel

Berekening Kruisregel: ? = 350 x 22 = 77 gram ! 100 C. Hoeveel gram pindakaas moet je eten om 0,01 gram vitamine B3 binnen te krijgen? Etiket: In 100 gram pindakaas zit 14 mg vitamine B3 Stap 1 In het etiket staat mg vitamine C je moet omrekenen van mg naar g! (delen door 1000) 14 : 1000 = 0,014 g

Stap 2 Tabel maken

Stap 3 Berekening: ? = 100 x 0,01 = 71 gram! 0,014

Dus je moet 71 gram pindakaas eten om 14 mg vitamine B3 binnen te krijgen

Pindakaas Eiwitten

Gram 100 22

Gram 350 ?

Pindakaas Vitamine B3

Gram 100 0,014

Gram ? 0,01



Een pindakaasfabriek wil weten hoeveel kg pinda’s nodig zijn om 10.000 potten pindakaas te maken. D. Hoeveel kg pindakaas zit in 10.000 potten?

In 1 pot zit 350 gram pindakaas. In 10.000 potten zit 10.000 x 350 gram= 3500000 gram. Omrekenen naar kilogram: 3500000 gram : 1000 = 3500 kg = 3.5 x 103 kg pindakaas. E. Hoe groot is het massapercentage pinda’s in pindakaas?

Op het etiket staat alles in grammen vermeld. Dat wil zeggen dat als er percentages ge-noemd worden, het massa percentages zijn! Op het etiket staat genoemd dat er 93 massa procent pinda’s in de pindakaas zitten! F. Hoeveel kg pinda’s zijn nodig om 10.000 potten pindakaas te maken? In 10.000 potten pindakaas zit 3500 kg pindakaas. Het massapercentage pindakaas is 93%. Tabel

Berekening: ? = 93 x 3500 = 3255 kg 100 Inzicht: 1 % = 3,5 kg 93% = 93 x 3,5 = 3255 kg

Pindakaas Pinda’s

kg 3500 ?

% 100 93



Molecuul Massa De molecuul massa is de som van de gemiddelde atoommassa van de afzonderlijke ato-men waaruit het molecuul is opgebouwd. De gemiddelde atoommassa van een element (atoomsoort) vind je terug in het periodiek systeem der elementen.

Periodiek systeem der Elementen

De gemiddelde atoom massa van nikkel is 58,7 units

Voorbeeld: De molecuul massa van een water molecuul.

De formule van water is H2O, dat betekent dat water bestaat uit twee waterstof atomen en een zuurstof atoom.

Als je de molecuul massa van water wil weten, moet je eerst weten wat de gemiddelde atoommassa van een waterstof en zuurstof atoom is. De gemiddelde atoommassa van zuurstof is 16,0 units!



Vervolg Molecuul Massa watermolecuul Formule: H2O Aantal H atomen: 2 Massa H atoom: 1,0 unit

Aantal O atomen: 1 Massa O atoom: 16,0 units Tabel

Dus de massa van een watermolecuul is 18 units Bereken de massa van een ethanol molecuul Stap 1 Schrijf de molecuulformule van ethanol op: C2H6O of C2H5OH

Stap 2 Maak een tabel

Soort atoom Massa atoom Aantal atomen Totaal

Waterstof 1,0 2 2 x 1 = 2 units

Zuurstof 16,0 1 1 x 16 = 16 units

Totaal H2O 2 + 16 = 18 units

Soort atoom Aantal Atomen Massa atoom Totaal

Koolstof 2 12,0 units 2 x12 =24 units

Waterstof 6 1,0 unit 6 x 1 = 6 units

Zuurstof 1 16,0 units 1 x 16= 16 units

Totaal C2H6O 24+6+16 = 46 units



Massapercentage van een atoomsoort uitrekenen in een molecuul Inleiding Een laboratorium wil graag weten hoeveel koolstof er in sacharose (kristal suiker) zit! Daarom doen ze in een reageerbuisje wat kristalsuiker en gaan dat in een brander verhitten.

Suiker gaat dan ontleden en uiteindelijk blijft er een zwarte stof (koolstof) in het reageer-buisje zitten!

Voorbeeld opgave Stel dat de man in de film 5,0 gram suiker ontleedt en dat er 2,1 gram koolstof overblijft. Bereken dan het massa percentage koolstof in suiker!

Massapercentage koolstof = 2,1 x 100% = 42 % 5,0 Verhoudingstabel:

Berekening (kruisregel): ? = 2,1 x 100 = 42 % (massa % koolstof in suiker) 5,0 In bovenstaand voorbeeld is het massapercentage koolstof in suiker bepaald en uitgerekend via een scheikundig experiment. Makkelijker is het om het koolstofpercentage theoretisch te berekenen! Theoretisch

De formule van sacharose (suiker) is C12H22O11.

Met behulp van de molecuul massa kan berekend worden hoeveel procent koolstof C er in sacharose zit! Voordat je het percentage van een atoomsoort kunt uitrekenen moet eerst de molecuul massa bekend zijn. Vervolgens maak je een verhoudingstabel en daarna een bereking met uitkomst en eenheid. Zie de volgende bladzijde voor een uitgewerkt voorbeeld!

Suiker Koolstof

Gram (g) 5,0 2,1

Procent (%) 100 ?

http://www.youtube.com/watch?v=05aGSvhyMhU



De formule van sacharose (suiker) is C12H22O11.

Met behulp van de molecuul massa kan berekend worden hoeveel procent koolstof C er in sacharose zit! Bereken het massapercentage koolstof in suiker!

Oplossing C-atoom = 12 units (via Binas) H-atoom = 1 unit (via Binas)

O-atoom = 16 units (via Binas) Overzichtstabel

Verhoudingstabel Berekening: Massapercentage koolstof ? = 144 x 100 = 42,1 %

342

Atoom-soorten

Atoom-massa

Aantal atomen

Massa Totaal

C 12 units 12 12 x 12 = 144 units

H 1 unit 22 22 x 1 = 22 units

O 16 units 11 11 x 16 = 176 units

Totaal = 342

sacharose Koolstof

Units 342 144

% 100 ?



Opgave Bereken hoeveel gram koolstof er zit in 200 gram sacharose!

Tabel

Berekening ? = 200 x 42,1 = 84,2 gram 100

Sacharose Koolstof

gram 200 ?

% 100 42,1

Zie vorig voorbeeld , daar is

het percentage uitgerekend



Rekenen met Dichtheid Onder de dichtheid van een stof verstaan we de massa van een bepaald volume van die stof. De eenheid waarin we dichtheid uitdrukken is g/mL (voor gassen en vloeistoffen) of g/cm3 of kg/m3 (voor gassen en vaste stoffen)

Voorbeeld De dichtheid van alcohol bedraagt 0,80 g/mL of 0,8 gram per 1 mL! Dat betekent dat 1 mL alcohol een massa heeft van 0,80 gram Verhoudingstabel dichtheid alcohol

De dichtheid geeft aan hoeveel massa van een stof aanwezig is een bepaald volume. De dichtheid wordt algemeen aangeduid met een letter van het Griekse alphabet de Rho (р) Onderstaande formule wordt gebruikt om de dichtheid van stoffen uit te rekenen. Wij gaan deze formule niet gebruiken, we gaan verhoudingstabellen gebruiken om de dichtheid van stoffen uit te rekenen!

Voorbeeld 1 De dichtheid van alcohol is hierboven in de tekst vermeld. Bereken de massa van een fles alcohol van een liter met daarin 100% alcohol.

Uitwerking 1 Liter = 1000 mL

? = 0,80 x 1000 = 800 gram 1

Massa 0,80 g 1,60 g 16 g 160 g

Volume 1 mL 2 mL 20 mL 200 mL

Dichtheid

gram 0,80 ?

cm3 1 1000



Vervolg dichtheid De dichtheid van een stof kun je ook uitrekenen met behulp van verhoudingstabellen. Voorbeeld 2 Dichtheid uitrekenen

Je hebt een vloeistof met een massa van 4 kg. De vloeistof heeft een volume van 8 Liter. Bereken de dichtheid in kg/dm3 ! Bereken de dichtheid in kg per (1) dm3 !

Tabel

Berekening ? = 1 x 4 = 4 = 0,5 kg per dm3 <=> 0,5 kg/dm3

8 8 Voorbeeld 3 Volume uitrekenen Je hebt een vaste stof met een dichtheid van 0,25 gram/cm3.

A. Zoek in tabel 15 (binas) op welke stof het is! B. Bereken hoeveel cm3 vaste stof je hebt als je 40 kg van deze stof hebt. Antwoord: A. Kurk B. Omrekenen: 40 kg = 40,000 gram

? = 1 x 40000 = 160000 cm3

0,25

Dichtheid Gegevens

Kg ? 4

dm3 1 8

De 1 moet je er zelf bijdenken

Dichtheid

gram 0,25 40000

cm3 1 ?



Voorbeeld 4 Massa uitrekenen met dichtheid Een maatcilinder is gevuld met 60 ml stroop. De dichtheid van stroop is 1200 kg/m3 . Wat is de massa (in gram) van 60 ml stroop?

Tip: 1200 kg/m3 betekent: 1200 kg per 1 m3 (1200 kg : 1 m3 ) Verhoudingstabel

Berekening ? = 6 x 10-5 x 1200 = 0,072 kg 1 Omrekenen Aantal gram stroop = 0,072 kg x 1000 = 72 gram!

Dichtheid

Kg 1200 ?

m3 1 6 x 10-5

60 ml kan hier niet geplaatst worden omdat de dichtheid in m3 gegeven is.

Omrekenen

60 ml : 1000 = 0,06 L 0,06 L : 1000 = 0,00006 m3

0,00006 m3 = 6 x 10-5 m3



Concentratie Vorig jaar hebben we het over mengsels gehad, een van de soorten mengsels is een oplos-sing. Als je zout in water doet zal het zout oplossen in water, hetzelfde geldt voor suiker. Sommige stoffen lossen op in water en andere niet.

De vaste stof die je in water doet noemen we de opgeloste stof (Solute in het engels) Water noemen we het oplosmiddel, de stof waarin je water oplost. (Solvent in het engels) Op de foto hieronder zie je glazen waarin een rode kleurstof met water gemengd is). Het valt op dat er verschil in kleur is!. Het meest linkse glas is lichter gekleurd dan het meest

rechtse glas. Oorzaak: Aan het linkse glas is minder kleurstof toegevoegd (aan dezelfde hoeveelheid water) dan aan het rechter glas

Er is dus sprake van een verschil tussen de oplossingen. De hoeveelheid rode kleurstof die in een glas water is opgelost, is niet voor elk glas hetzelfde. Om dit verschil te kunnen weerge-

ven heeft men het begrip concentratie uitgevonden. Er zijn veel manieren om het begrip concentratie weer te geven, voorlopig gaan we uit van één methode. Namelijk het oplossen van een vaste stof in een vloeistof. Concentratie oplossing (g/L) = C1 = Aantal gram opgeloste stof (vaste stof) liter oplosmiddel (vloeistof) Concentratie oplossing (g/ml) = C2 = Aantal gram opgeloste stof (vaste stof) mL oplosmiddel (vloeistof)

Voorbeeld Je doet 4 gram suiker in 150 ml water. Bereken de concentratie in gram/ 1 mL Uitwerking: 4 gram : 150 ml = 0,027 g/ml = 2,7 x 10-2 g/mL

Verdunde oplossing van

kleurstof met water

Geconcentreerde oplossing van

kleurstof met water

Gegevens Concentratie

Gram 4 ?

mL 150 1

X 4 /150 Vermenigvuldigen:

Daar waar je heen gaat gedeeld

door daar waar je vandaan komt



Voorbeeld Als je een kopje koffie maakt en je doet er suiker in dan roer je de koffie meestal. Anders smaakt de koffie in het begin niet zoet. Het laatste restant koffie is dan smerig zoet!

Je kunt de concentratie van een oplossing pas uitrekenen als je eerst geroerd hebt. De op-geloste stof moet homogeen verdeeld zijn in de oplossing. Bekijk onderstaand filpje nog eens over oplossen van vaste stoffen

http://www.youtube.com/watch?v=ek6CVVJk4OQ&feature=related

Voorbeeld Je hebt een oplossing met een concentratie van 40 gram suiker in 2,3 liter water. Bereken de concentratie van die oplossing in gram per (1) mL (g/mL).

Uitwerking De uitkomst wordt gevraagd in gram per ml (g/mL). Dat betekent dat 2,3 Liter moet worden omgerekend naar mL.

2,3 L x 1000 = 2300 mL C = 40 gram suiker = 0,017 g/mL 2300 mL Verhoudingstabel

? = 0,017 g/mL = 1,7 x 10-2 g/mL

Gegevens Concentratie

Gram 40 ?

mL 2300 1

http://www.youtube.com/watch?v=ek6CVVJk4OQ&feature=relatedC:/Documents%20and%20Settings/hhuntjens/Mijn%20documenten/Activ%20Software



Opgave 1 Paraffine (examen 2003)

Kaarsvet bestaat uit paraffine met molecuulformule C25H52.

A Maak een kloppende reactievergelijking voor de volledige verbranding van

paraffine.

B Bereken het massapercentage van waterstof in een paraffine molecuul

C Een cilindervormige kaars heeft een diameter van 6 cm en een hoogte van 20

cm. Bereken de inhoud van de kaars in mL! (gebruik daarbij je Binas tabel 5!)

D Een kaars bestaat uit paraffine en bijenwas. Het volume percentage bijenwas bedraagt 20 %. Bereken (via opgave C) hoeveel liter paraffine je moet kopen

om 20 kaarsen te maken.

Opgave 2 Tin (examen 2003)

A Van welke scheidingsmethode wordt gebruik gemaakt in de grote bak (3)?

Uit tinerts (SnO2) wordt in de reactor (5) tin gemaakt. Het tinerts reageert

daarbij met cokes (koolstof)

B Geef de vergelijking van de reactie die in de reactor plaatsvindt.

C Uit 6 ton tinhoudend gesteente haalt men 1,0 kg SnO2 dat vervolgens in de

reactor wordt omgezet in tin. In een fabriek wordt per uur 500 ton tinhoudend gesteente verwerkt. Bereken het aantal kg tin dat maximaal per uur in deze

tinfabriek kan worden geproduceerd!

D Tin wordt onder andere toegepast in legeringen. Welk legering(en) bevat(ten) tin? (zie tabel 34 Binas!)



1 Uitwerking Paraffine A. Volledige verbranding wil zeggen dat er veel zuurstoftoevoer is en dat er CO2 ontstaat. De reactievergelijking is met formules en wordt dan:

C25H52 (s) + 38 O2 (g) —> 25 CO2 (g) + 26 H2O (l) B.

De molecuul massa van C25H52 is dus 352 units

? = 100 x 52 = 14,8 % 352

C. Inhoud cilinder = 0,25 x ∏ x d2 x h

∏ = 3,142

d = diameter = 6 cm h = hoogte (cm) = 20 cm Inhoud = 0,25 x 3,142 x 62 x 20 = 0,25 x 3,142 x 36 x 20 = 565,6 cm3` D. 20 kaarsen hebben een volume van 20 x 565,6 cm3. Omdat in de opgave wordt gevraagd om het aantal Liter paraffine uit te rekenen we het aantal cm3 om in Liters. Dus 20 x 565,6 = 11312 cm3. Liters 11312:1000 = 11,3 L mengsel (kaarsvet)

Verhoudingstabel

? = 11,3 x 80 = 9 Liter 100

Kaarsvet is vast bij kamertemperatuur

Atoom-soorten

Atoom-massa

Aantal atomen

Massa Totaal

C 12 units 25 25 x 12 = 300 units

H 1 unit 52 52 x 1 = 52 units

Totaal 300 + 52 = 352 units

Sacharose Waterstof

Units 352 52

% 100 ?

Kaarsvet (mengsel) Paraffine

Liters 11,3 ? = x

% 100 80 20% bijenwas Dus 80% paraffine



Opgave 2 Tin A. De lichtere delen stijgen op en de zwaardere deeltjes zakken naar de bodem, we noemen dat proces bezinken.

B. SnO2 (s) + 2 C (s) —> Sn (l) + 2 CO (g)

C. Aantal kg SnO2 per uur berekenen

? = 1 x 500 = 83,3 kg SnO2 per uur

6 Vervolgens moet je het massa percentage van tin (Sn) in tinoxide (SnO2) gaan Berekenen. Daarvoor moet je de molecuulmassa van SnO2 uitrekenen.

Molecuulmassa SnO2 Massapercentage Tin

Massa percentage tin = 78,7 % Hoeveelheid kg tin in Tinoxide 78,7 % van het molecuul SnO2 bestaat uit tin. Per uur wordt 83,3 kg SnO2 geproduceerd. 78,7% van 83,3 kg is = 65,6 kg tin D. Brons is volgens tabel 34 een mengsel van koper en tin (legering)

Ton gesteente 6 500

Kg SnO2 1 ?

Atoomsoorten Atoommassa Aantal atomen Massa Totaal

Sn 118,7 units 1 118,7 units

O 16 units 2 32,0 units

SnO2 118,7+32 = 150,7 units

Tinoxide (SnO2) Tin (Sn)

Units 150,7 118,7

% 100 ?

Tinoxide (SnO2) Tin (Sn)

Kg 83,3 ? = 65,6 kg

% 100 78,7



Inleiding In deze module ga je leren hoe je allerlei rekenwerk kunt uitvoeren aan chemische reacties. Dat is van belang omdat in veel bedrijven wordt gerekend aan reacties onder andere om te

bepalen hoeveel grondstoffen ze moeten kopen om hun producten te maken. Bedrijven als DSM, Sabic doen veel met chemisch rekenwerk. Afbeelding: Fabriek van Volkswagen Bron:VW-Werk www.wikipedia.nl

Wet van behoud van massa Deze fabrieken hebben allemaal geluk dat de wet van behoud van massa geldt voor chemi-

sche reacties. Anders zouden chemische fabrieken nooit op tijd hun voorraad grondstoffen op peil kunnen houden als ze een product moeten maken. De wet van behoud van massa zegt dat de massa van een chemische reactie constant zal blijven, ongeacht de processen die binnen het systeem plaatsvinden.

Dit impliceert, dat voor ieder chemisch proces in een gesloten systeem, de totale massa van de beginstoffen gelijk moet zijn aan de totale massa van de reactieproducten (eindstoffen).

In chemische reacties kunnen atomen niet gemaakt worden en ook niet worden vernietigd.

De wet van behoud van massa werd in 1789 geformuleerd door Antoine Lavoisier. Om deze reden is deze regel ook bekend als de Wet van Lavoisier. Lavoisier wordt om deze reden vaak gezien als de grondlegger van de moderne scheikunde. Stja wat moeten wij met dit allemaal hoor je de leerlingen nu denken, we gaan jullie dat

proberen uit te leggen met een aantal voorbeelden!

http://nl.wikipedia.org/wiki/Reactant

http://nl.wikipedia.org/wiki/1789

http://nl.wikipedia.org/wiki/Antoine_Lavoisier

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/96/Antoine_lavoisier.jpg



Bewijs wet van behoud van massa In de les hebben jullie op enkele filmpjes gezien die de wet van behoud van massa bewijzen voor chemische reacties.

Hieronder zie je aan afbeelding waarbij CaCl2 (calciumchloride) en Na2SO4 met elkaar gaan reageren. Hierbij treedt een kleurverandering op en er ontstaat een nieuwe witte stof tijdens de reactie. De massa van de beginstoffen voor de reactie is: 300,23 gram

De massa van de reactieproducten na de reactie is: 300,23 gram

Conclusie: Voor bovenstaande chemische reactie geldt massa voor = massa na

Wet van behoud van massa op moleculair niveau Indien waterstof reageert met zuurstof reageert ontstaat water. Stel dat 16 waterstofatomen

reageren met 8 zuurstofatomen dan ontstaan er 8 water moleculen. Voor de reactie: 16 waterstof atomen en 8 zuurstofatomen Na de reactie : 16 waterstof atomen en 8 zuurstofatomen

Beginstoffen Mengen en in contact brengen van de begin-

Eindstoffen ofwel re-actieproducten

Massa van de atomen voor de reactie is gelijk aan de massa van de atomen na de reactie



Massabalans

Je zet een kaars op een massabalans (weeschaal) en weegt de massa voordat je de kaars aansteekt. De massa blijkt dan 30 gram te zijn.

Nadat de kaars een tijdje gebrand heeft wordt deze uitgebla-zen. De verbrandingsreactie stopt dan! De kaars wordt op-nieuw gewogen en blijkt dan 20 gram te wegen. MMMM Klopt die theorie wel van Massa Voor = Massa Na?

Er is 10 gram kaarsvet “verdwenen” , wat is er nu allemaal gebeurd??

Gelukkig heb je ondertussen al wat verstand van scheikunde en besef je dat er een che-mische reactie heeft plaatsgevonden. Namelijk de verbranding van kaarsvet.

Reactieschema:

kaarsvet (s) + zuurstof(g) koolstofdioxide (g) + water (g)

Je “ziet” nu ook wat er gebeurd is namelijk de vaste stof kaarsvet is verbrand en er zijn twee gassen ontstaan namelijk koolstofdioxide gas en waterdamp. Dat verklaart de afname van de massa van de kaars tijdens de verbranding, een deel van het kaarsvet wordt simpelweg omgezet in andere gasvormige stoffen.

Voorbeeld 1 4 gram ijzer wordt volledig verbrand. Na de reactie is 5.7 gram ijzeroxide ontstaan. Met hoeveel gram zuurstof heeft ijzer dan gereageerd?

Reactieschema:

ijzer (s) + zuurstof (g) ijzeroxide (s)

4 gram x gram 5,7 gram

Massa Voor = Massa Na toepassen: 4 + x = 5,7 x= 5,7—4 = 1,7 gram



Voorbeeld 2 : Chemische reactie de productie van dieetzout kaliumchloride Dieetzout kan worden geproduceerd door het metaal kalium te laten reageren met het gif-tige gas chloor. Daardoor ontstaat het zout kaliumchloride en er komt energie vrij in de vorm van licht en warmte!

Bron Onderstaande afbeeldingen: www.youtube.com

Afbeelding . Beginstof Het metaal kalium Afbeelding . Het gas chloor

Afbeelding . Reactie kalium en Chloor Afbeelding . reactieproduct kaliumchloride

Chemische Reactie Indien verwarmd kalium wordt toegevoegd aan chloorgas gaan beide stoffen heftig met elkaar reageren. Er komt energie vrij tijdens de reactie in de vorm van licht en warmte. Kalium is een vaste stof , chloor een gas en kaliumchloride een vaste stof. Samenvattend: kalium (vast) + chloor (gas) kaliumchloride (vast)

Bovenstaande samenvatting wordt een reactieschema genoemd.

http://z.about.com/d/chemistry/1/0/2/Q/sodium.jpg

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7b/Potassium_chloride.jpg



Vervolg voorbeeld 2

kalium (vast) + chloor (gas) kaliumchloride (vast)

Het blijkt dat kalium en chloor volgens vaste massaverhoudingen met elkaar reageren:

Vaste massaverhoudingen: Kalium en chloor reageren volgens vaste verhoudingen met elkaar

Voor fabrieken is het gunstig dat stoffen reageren volgens vaste massaverhoudingen, zo kan een fabriek precies uitrekenen hoeveel grondstoffen ze moet inkopen om een bepaald eind-product te maken.

Hoe kan het nu dat stoffen volgens bepaalde massaverhoudingen reageren? Bij een chemische reactie reageren moleculen met elkaar en er ontstaan dan nieuwe stoffen. Hieronder staat getekend hoe dit op moleculair niveau uitziet.

1,1 gram kalium + 1 gram chloor 2,1 gram kaliumchloride 11 gram kalium + 10 gram chloor 21 gram kaliumchloride 110 gram kalium + 100 gram chloor 210 gram kaliumchloride

+

Chloor, zit in het rijtje van Fientje dus komt met twee atomen

Twee kalium atomen.

Kalium is een metaal en hiervoor geld het metaalmo-del Bovenstaande tekening is vereenvoudigd.

Kaliumchloride. kaliumchloride is een zout , de tekening die je hierboven ziet is een vereenvou-digde weergave. Later zul je leren hoe de structuur van een zout is!



2 K (s) 1 Cl2 (g)

2 KCl (s)

+

39 39 35,5 35,5

35,5

35,5

39

39

Zoals jullie al weten heeft iedere atoomsoort een eigen unieke atoommassa. Hierbo-ven staat met tekeningen een kloppend gemaakte reactievergelijking. In de tekening staan de atoommassa’s vermeld. (in units) We gaan bovenstaande reactie omzetten in formulevorm:

2 K (s) + 1 Cl2 (g) 2 KCl (s)

2 x 39 : 1 x (2x35,5) : 2 x (39+35,5)

2 x 39 : 1 x 71 : 2 x 74,5

78 : 71 : 149

Massaverhoudingen:

Voorbeeld Opgave Bereken met behulp van bovenstaand schema hoeveel gram kaliumchloride ontstaat als 55 gram kalium reageert met 50 gram chloor!

? = 2,1 x 50 = 105 gram kaliumchloride ontstaat tijdens deze reactie

kalium (K) chloor (Cl2) kaliumchloride (KCl)

gram 78 71 149

gram 1,1 1,0 2,1

: 71

kalium (K) chloor (Cl2) kaliumchloride (KCl)

gram 78 71 149

gram 1,1 1,0 2,1

gram 55 50 ? X 50



Voorbeeld 3 De ontleding van water Met het toestel van Hoffman en elektrische stroom wordt water ontleed tot waterstof en zuurstof. Zie hiervoor Module 2 stoffen.

Reactieschema: Water (l) —-> waterstof (g) + zuurstof (g) Reactievergelijking met tekeningen

+

Reactievergelijking met molecuulformules:

2 H2O (l) 1 O2 (g) + 2 H2 (g)

Water molecuul

Zuurstof molecuul

Waterstof molecuul

+

Bij alle chemische reacties gaat dit zo. Er is altijd sprake van een vaste reactiever-houding, waarin de beginstoffen met elkaar reageren. De reactieproducten ont-staan ook altijd in een vaste verhouding.

Dit komt doordat alle atomen van de beginstoffen na de reactie terug te vinden zijn in de moleculen van de reactieproducten.



Voorbeeldopgave 3 Bereken hoeveel gram waterstof en zuurstof ontstaan indien je 30 gram water ontleed! Aanpak: Stap 1 Maak een kloppende reactievergelijking

Stap 2 Bereken de molecuul massa’s van de deelnemende stoffen Stap 3 Bereken met bovenstaande stappen de massaverhoudingen Stap 4 Maak een verhoudingstabel en zet hierin al je gegevens! Stap1 Kloppende reactievergelijking

2 H2O (l) 1 O2 (g) + 2 H2 (g)

Stap 2 Bereken de molecuul massa’s van de deelnemende stoffen

Stap 3 Bereken met bovenstaande stappen de massaverhoudingen

2 H2O (l) 1 O2 (g) + 2 H2 (g)

2 x 18 1 x 32 2 x 2 36 : 32 : 4 Stap 4

Massa watermolecuul berekenen: 2 x H + 1 x O Massa H atoom = 1 unit Massa O atoom = 16 units Massa water molecuul: 2 x H + 1 x O = 2 x 1 + 1 x 16 = 18 units

Massa zuurstofmolecuul berekenen: 2 x O Massa H atoom = 1 unit Massa O atoom = 16 units Massa zuurstof molecuul: 2 x O = 2 x 16 = 32 units

Massa waterstofmolecuul berekenen: 2 x H Massa H atoom = 1 unit Massa waterstof molecuul: 2 x H = 2 x 1 = 2 units

Water (H2O) Zuurstof (O2) Waterstof (H2)

Gram 36 32 4

Gram 30 x y

Je gaat 30 gram water ontleden

X 30/36

X = 30 x 32 = 26,7 g 36

Y = 30 x 4 = 3,3 g 36

X Daar waar je heen gaat: 30 gedeeld door Daar waar je vandaan komt: 36



Rekenen met overmaat Reacties verlopen in vaste verhoudingen, maar als wij in een practicum een proef uitvoeren is het natuurlijk moeilijk om de exacte verhoudingen bij elkaar te doen.

Als een bakker een brood bakt moet hij natuurlijk de ingrediënten in de juiste verhoudingen bij elkaar doen anders krijgt het brood iedere keer een andere smaak en krijg je ontevreden klanten. Ook fabrieken moet stoffen laten reageren in de juiste verhoudingen om producten te ma-

ken. Wat gebeurt er als je producten NIET in de juiste verhoudingen met elkaar laat reage-ren? Overmaat Op de volgende pagina zie je de reactie van aluminium met broom uitgebeeld met foto’s. Je kan ook het filmpje op Youtube bekijken. Hieronder staat de link naar Youtube.

Op dit filmpje zie je de reactie van broom met aluminium, er word heel erg veel broom in een bekerglas gedaan en daarna een klein beetje aluminium. Daardoor blijft na de reactie uiteraard ook een deel van het broom over. In dit geval is broom de overmaat!

Tegenwoordig eten kleine kinderen erg veel das ook overmaat..zelfs aan een trompet wordt gesmikkeld...

http://www.youtube.com/watch?v=ax-kMLeH_oQ



Reacties met overmaat: Hieronder zie je een aantal afbeeldingen van het verloop van de reactie van broom met aluminium. Broom is een bruine vloeistof die bij kamertemperatuur verdampt en

er ontstaat dan een bruin gas. Aluminium reageert zeer heftig (afbeelding 7)met broom en er ontstaat dan AlBr3 (Aluminiumbromide)

Aluminiumpoeder wordt in het bekerglas met broom gedaan

Er ontstaat een heftige reactie tussen broom en aluminium.

Aluminium is een onedel metaal, onedele metalen reageren heel erg heftig met de

halogenen zoals broom, jood, chloor en fluor. Het reactieproduct is aluminiumbromide

Na de reactie blijft er een overmaat broom over omdat er teveel broom was toege-voegd.

aluminium (s) + broom (g) aluminiumbromide (s)

1 2

6

3

4 5

7 8

5

7

8

Aluminiumbromide is een vaste stof

Na de reactie blijft er dus

broom over dat is dan de

overmaat!



Voorbeeld 4 Met overmaat:(zie de afbeeldingen van de vorige pagina) 200 gram broom reageert met 3 gram aluminium. Bereken hoeveel gram aluminiumbromide (AlBr3) ontstaat en hoeveel gram overmaat broom er zal zijn.

Gegeven: Al atoom= 27 u; Br atoom = 80 u Oplossingstrategie Stap 1 Maak de kloppende reactievergelijking Stap 2 Bereken de massaverhouding waarmee de stoffen reageren Stap 3 Maak de verhoudingstabel en bepaal welke stof de overmaat Stap 4 Maak de verhoudingstabel en bereken de hoeveelheden

Reactievergelijking:

2 Al (s) + 3 Br2 (g) 2 AlBr3 (s)

2 x 27 : 3 x 160 : 2 x 267

Verhouding

54 : 480 : 534

Er wordt 200 gram broom bij 3 gram aluminium gedaan. Een deel van het broom zal gaan reageren met het aluminium. Je voelt waarschijnlijk al aan dat er veel te veel broom wordt toegevoegd en een deel van het broom zal niet gaan meedoen aan de reactie! Dat betekent dat alle aluminium zal gaan reageren. De hoeveelheid aluminium zal gaan be-palen hoeveel gram aluminiumbromide er ontstaat. Onbekend is dus hoeveel broom gaat re-ageren. Broom krijgt dan dus een vraagteken! X (onbekende)

De hoeveelheid aluminium die gaat reageren is bekend en is 3 gram!

Verhoudingstabel

X = 480 x 3/54 = 26,7 gram broom reageert met aluminium Y = 534 x 3/54 = 29,7 gram aluminiumbromide ontstaat tijdens de reactie Overmaat broom: 200 gram (begin) - 26,7 (reageert) = 173,3 gram

Massa Br2 = 2*80 = 160 gram Massa AlBr3 = 27 +80+80+80 = 267 gram

Aluminium Broom Aluminiumbromide

Gram (verhouding) 54 480 534

Gram 3 ? = x ? = y

X 3/54



Deze voorbeelden zijn bedoeld voor degenen die bij wiskunde gewend zijn om alles terug te rekenen naar 1. Je kunt dus kiezen welke methode jij het makkelijkst vind! Voorbeeld 5:

ijzer reageert met zwavel tot ijzersulfide. Er is 50 gram ijzer aanwezig en een overmaat zwavel. Hoeveel gram zwavel reageert met deze 50 gram ijzer? Hoeveel gram ijzersulfide ontstaat er dan?

Stap 1: Noteer de reactievergelijking.

Fe + S > FeS

Stap 2: Bepaal de massaverhouding waarin ijzer en zwavel reageren.

Fe + S > FeS 55,8 : 32,1 : 87,9

Stap 3:

Stel de verhoudingstabel op met de verhouding Fe en S.

X = 32,1 x 50/55,8 = 28,8 gram of kruisregel: x = 50 x 32,1 = 28,8 gram 55,8 Y = 87,9 x 50/55,8 = 78,8 gram of kruisregel: Y = 87,9 x 50 = 78,8 gram 55,8

IJzer (Fe) Zwavel (S) IJzersulfide (FeS)

Gram 55,8 32,1 87,9

Gram 50 ? = x ? = y

Zoek in Binas (Periodiek systeem) op wat de atoommassa’s zijn van Fe en S

Meer dan genoeg zwavel om met ijzer te reageren

X 50/55,8



Voorbeeld 6: (overmaat) Natrium reageert met chloor tot natriumchloride. 94 gram natrium reageert met 143 gram chloor. Bereken de hoeveelheid natriumchloride die ontstaat tijdens deze reactie! En bere-ken de overmaat!

Stap 1: Reactievergelijking

2 Na (s) + Cl2 (g) —> 2 NaCl (s)

Stap 2: Massaverhouding

2 Na (s) + 1 Cl2 (g) —> 2 NaCl (s)

2 * 23,0 : 1 * 71 : 2 * (23+35,5)

46 : 71 : 117

Stap 3: Verhoudingstabel Stel de verhoudingstabel op met de verhouding Na en Cl2. Maak vervolgens een tabel. Ga

vervolgens uitrekenen hoeveel gram chloor reageert met 94 gram natrium!

Stap 4: Berekening ? = 94 x 71 = 145,1 gram chloor reageert met 94 gram natrium

46

Stap 5:

De stof waar je te weinig hebt (chloor) bepaald het verloop van de reactie en dus ook hoe-veel natriumchloride er ontstaat. Dus rekenen met de hoeveelheid chloor

Stap 6: X = 143 x 46 = 92,6 gram Y = 143 x 117 = 235,6 gram 71 71

Je had 94 gram natrium aan het begin van de reactie, er reageert 92,6 gram natrium. Overmaat natrium = 94—92,6 = 1,4 gram natrium

Na Cl2 NaCl

46 71 117 Gram

94 ? Gram

Er is maar 143 gram chloor beschikbaar dat betekent dus dat er te weinig chloor is. Dat be-tekent automatisch dat er teveel natrium is. Dus natrium is in overmaat.

Na Cl2 NaCl

46 71 117 Gram

? = x 143 ? = y Gram

X 94/46

X 143/71



De reactielijn: Je kunt de massaverhouding van de reagerende stoffen ook weergeven in een grafiek. Deze grafiek heet dan de REACTIELIJN

Voordelen van het tekenen van de reactielijn: De reactielijn maakt het mogelijk om heel snel af te lezen of een bepaalde stof bij een be-paalde reactie in overmaat is of juist niet. De reactielijn maakt het mogelijk om snel uit te lezen welke hoeveelheid van een stof nodig

is om een bepaalde reactie optimaal te laten plaatsvinden, zonder eerst alle berekeningen uit te hoeven voeren. De reactielijn geeft overzicht; je maakt voor jezelf zichtbaar hoeveel van de verschillende stoffen er tijdens een reactie worden gebruikt.

Het tekenen van de reactielijn is heel simpel. (1) Bepaal de massaverhouding. (2) Noteer de massaverhouding op de beide assen van het assenstelsel

(3) Teken de coördinaat in die bij de beide massa’s hoort. (4) Teken de grafiek vanuit de oorsprong (0 , 0) naar de coördinaat van de massaver houding (55,8 , 32,1) Bepaal de massaverhouding waarin ijzer en zwavel reageren.

Fe + S FeS 55,8 : 32,1

Oorsprong



Reactielijn (grafiek) Stel dat je een grafiek (reactielijn) wil maken van de reactie tussen aluminium en broom. Dan zul je dus de massaverhoudingen moeten uitrekenen.

Een grafiek maken met de getallen 54:480:534 is natuurlijk lastig. Het is handiger om een van die getallen om te rekenen naar 1. Een verhoudingstabel is ook handig om de coördinaten van de grafiek te berekenen.

1.Reactievergelijking:

2 Al (s) + 3 Br2 (g) 2 AlBr3 (s)

Verhoudingstabel

Zet in een grafiek het verband uit tussen de hoeveelheid aluminium en de hoeveel-

heid aluminiumbromide die hieruit kan ontstaan. Haal de coördinaten van de grafiek

uit de verhoudingstabel:

Aluminium 54 1 2

Broom 480 8,88 17,76

Aluminiumbromide 535 9,91 19,82

0

5

10

15

20

25

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Reeks1

Gram Aluminium

Gra

m A

lum

iniu

mb

ro

mid

e

Aluminium Broom Aluminiumbromide

Gram 54 480 535

Gram 1 8.9 9.9

Gram 2 17.8 19.8

x 1/54

X 2/1



Opgave voor verplegend personeel

Lees de opgave goed en maak ze zelf op klad en reken ze uit. Daarna

bekijk je de uitwerking en controleer je jezelf.

Opgave 1

Lyorthol is een reinigingsmiddel dat in ziekenhuizen gebruikt werd om vloeren en

dergelijke te desinfecteren. Het zit in een klein vat met een inhoud van 5000 mL.

Je moet een kamer gaan desinfecteren met een lyorthol oplossing

Je hebt 15 ml lyorthol. Je moet een oplossing van 5 volume% lyorthol in water (V/V)

maken. Hoeveel water voeg je toe?

Uitwerking opgave 1

Je hebt 15 ml lyorthol. Je moet een oplossing hebben waarin 5 volume % lyorthol

zit.

Dat betekent dat 5 %, 15 ml van de vloeistof lyorthol is. Dus moet je uitvinden hoe-

veel water je erbij moet doen om 100 % te krijgen. Dat is dus 95 %

Handig om eerst 1 % uit te rekenen

15: 5 = 3

1% = 3

95% water moet erbij de oplossing

dus 3 keer 95 = 285 ml water.

Via een verhoudingstabel

Berekening:

? water= 15 x 95 = 285 mL water

5

Mengsel (oplossing) Lyorthol Water

mL ? 15 ? water

% 100 5 95

Hoofdstuk 4 Havo vwo chemisch Rekenen definitief

Documents

Transcript of Hoofdstuk 4 Havo vwo chemisch Rekenen definitief