Antwoorden Hoofdstuk 1

H1 Chemisch rekenen

1 Chemisch rekenen

Goud

Praktijk 1 a Au(s)

b IJzer is een onedel metaal en reageert gemakkelijk met lucht en water. Hierdoor zal ijzer meestal

als element in verbindingen in ijzererts aanwezig zijn.

2 a Er is in de tekst gegeven dat 10 g 24 karaat goud 24 ton afval geeft.

Het masker heeft een massa van 11 kg = 11·103_g.

Er is dan 11 103 _{1,1 10}3 10

⋅ _{= ⋅ keer 10 g goud nodig. Hierbij ontstaat 1,1∙103 × 24 = 2,6·104ton afval.}

b Het e-waste bevat 0,3 g goud per kg e-waste.

Voor 11 kg goud is dan 11 103 _{3,67 10}4 0,3

⋅

= ⋅ kg e-waste nodig.

Dit komt overeen met 3,7∙101_{= 4·10}1_{ton e-waste.}

c Filtratie kan worden gebruikt. De onoplosbare delen van het erts vormen het residu en de

goudoplossing vormt het filtraat. Bezinken kan ook.

d Door te werken met een overmaat zink reageert al het opgeloste goud tot vast goud. Dit zorgt voor

een zo groot mogelijke opbrengst.

e Bij het gebruik van koolstof is er minder zink en zwavelzuur nodig. Het koolstof kan worden

gerecycled. Het zorgt dus ook voor minder onbruikbare resten. Dit is gunstiger voor het milieu en zou dus moeten worden gestimuleerd.

f De zure afvalstroom kan worden geneutraliseerd door toevoeging van een base. Een andere

mogelijkheid is deze oplossing verdunnen.

3 a 24 karaat goud bevat alleen goud. Goud is een edelmetaal en niet schadelijk voor de gezondheid.

Bij gebruik van goud met een lager karaat zijn ook andere (zware) metalen aanwezig die mogelijk schadelijk voor de gezondheid zijn.

b als kleurstof of ter decoratie

c Aangezien het goud niet reageert (en ongebruikt wordt uitgescheiden) is de voedingswaarde nul.

1

Atoombouw en periodiek systeem

Opdrachten

1 a Het atoomnummer van neon is 10. Neon heeft dus tien protonen.

b Het atoomnummer van zilver is 47. Een zilveratoom heeft dus 47 protonen en ook 47 elektronen. c Het atoomnummer van zuurstof is 8, het massagetal van O-18 is 18. Het aantal neutronen is gelijk

aan het massagetal minus het atoomnummer: 18 – 8 = 10.

d Het aantal protonen is gelijk aan het atoomnummer. Elk element heeft een uniek atoomnummer.

Atoomnummer 23 is van vanadium, V.

e Omdat het aantal neutronen in een kern kan variëren, bestaan er van de meeste elementen meerdere

isotopen met verschillende massagetallen. Verschillende elementen kunnen dus ook atomen hebben met hetzelfde massagetal. Opzoeken in Binas tabel 25A wijst uit dat van zilver en cadmium (Ag en Cd) isotopen met massagetal 109 bestaan.

H6 Evenwichten e 3 3 7 8 3 2 2 [H O ][HCO ] _{4,5 10} 4,0 10 [HCO ] [CO ] [CO ] K= + − = ⋅ − = ⋅ − × − _; 7₈ 3 2 [HCO ] 4,5 10 ₁₁ [CO ] 4,0 10 − − − ⋅ = = ⋅ ;

dus [HCO3–] : [CO2] = 11 : 1.

f Als je voedingspatroon veel invloed zou hebben op de zuurgraad van je bloed zou je ademhaling

Nova © Uitgeverij Malmberg H1 Chemisch rekenen

4 2 a massagetal = aantal protonen + aantal neutronen

82 = 36 + n; n = 82 – 36 = 46 neutronen

b massagetal = aantal protonen + aantal neutronen

31 = 14 + n; n = 31 – 14 = 17 neutronen

c N-15 en 15

7N of 15N

d Het atoomnummer van een element is altijd hetzelfde. Om aan te geven met welk isotoop men van

doen heeft, volstaat daarom het massagetal.

e C heeft atoomnummer 6; C-14 heeft een kern met daarin zes protonen en acht neutronen. Om de

kern bevinden zich zes elektronen die als volgt zijn verdeeld: K-schil twee en L-schil vier elektronen.

3 a Ni, Pd, Pt, Ds

b Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ar c halogenen

d groep 18 e periode 1

4 In de groepen 13 tot en met 17 staan zowel metalen als niet-metalen. De eigenschappen van deze elementen komen dus niet allemaal overeen.

5 a De relatieve atoommassa van Te is groter dan die van I. Het element zou dus na I moeten komen.

De eigenschappen van Te en I zijn echter zodanig dat I na Te zou moeten worden geplaatst.

b Toen de bouw van het atoom was opgehelderd, konden de elementen op volgorde van

atoomnummer worden gezet in plaats van op atoommassa. Nu werd duidelijk dat de relatieve atoommassa van Te wel degelijk 127,8 u bedraagt en dat deze hoger is dan die van I ten gevolge van het voorkomen van zwaardere isotopen.

6 a Een positief geladen bol (9+) met negen negatieve elektronen erin als rozijnen in een plumpudding.

b

Nova © Uitgeverij Malmberg H1 Chemisch rekenen

4

2 a massagetal = aantal protonen + aantal neutronen

82 = 36 + n; n = 82 – 36 = 46 neutronen

b massagetal = aantal protonen + aantal neutronen

31 = 14 + n; n = 31 – 14 = 17 neutronen

c N-15 en 15

7N of 15N

d Het atoomnummer van een element is altijd hetzelfde en kan worden opgezocht in Binas tabel 99.

Om aan te geven met welk isotoop men van doen heeft, volstaat daarom het massagetal.

e C heeft atoomnummer 6; C-14 heeft een kern met daarin zes protonen en acht neutronen. Om de

kern bevinden zich zes elektronen die als volgt zijn verdeeld: K-schil twee en L-schil vier elektronen.

3 a Ni, Pd, Pt, Ds

b Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ar c halogenen

d groep 18 e periode 1

4 In groep 1 en in de groepen 13 tot en met 17 staan zowel metalen als niet-metalen. De chemische eigenschappen van deze elementen komen dus niet allemaal overeen.

5 a De relatieve atoommassa van Te is groter dan die van I. Het element zou dus na I moeten komen.

De eigenschappen van Te en I zijn echter zodanig dat I na Te zou moeten worden geplaatst.

b Toen de bouw van het atoom was opgehelderd, konden de elementen op volgorde van

atoomnummer worden gezet in plaats van op atoommassa. Nu werd duidelijk dat de relatieve atoommassa van Te wel degelijk 127,8 u bedraagt en dat deze hoger is dan die van I ten gevolge van het voorkomen van zwaardere isotopen.

6 a Een positief geladen bol (9+) met negen negatieve elektronen erin als rozijnen in een plumpudding.

b H6 Evenwichten 65 e 3 3 7 8 3 2 2 [H O ][HCO ] _{4,5 10} 4,0 10 [HCO ] [CO ] [CO ] K= + − = ⋅ − = ⋅ − × − _; 7₈ 3 2 [HCO ] 4,5 10 ₁₁ [CO ] 4,0 10 − − − ⋅ = = ⋅ ;

dus [HCO3–] : [CO2] = 11 : 1.

f Als je voedingspatroon veel invloed zou hebben op de zuurgraad van je bloed zou je ademhaling

H1 Chemisch rekenen

c Deeltjes die op een goudatoom botsen, worden allemaal een beetje afgebogen.

d Deeltjes die in de elektronenwolk terechtkomen, worden niet of nauwelijks afgebogen, want deze

bevat nauwelijks massa. Deeltjes die op de zware kern botsen, worden sterk afgebogen of ketsen zelfs helemaal terug.

e Niels Bohr introduceerde elektronenschillen waarin elektronen zich in een vaste baan om de kern

bewegen. Het aantal elektronen dat in een bepaalde schil past, staat vast en wordt, naarmate de schil verder van de kern staat, groter.

f Een kleine positief geladen kern met daaromheen de elektronen in vaste banen cirkelend. Twee

elektronen in de eerste schil en zeven in de tweede schil.

H6 Evenwichten e 3 3 7 8 3 2 2 [H O ][HCO ] _{4,5 10} 4,0 10 [HCO ] [CO ] [CO ] K= + − = ⋅ − = ⋅ − × − _; 7₈ 3 2 [HCO ] 4,5 10 ₁₁ [CO ] 4,0 10 − − − ⋅ = = ⋅ ;

dus [HCO3–] : [CO2] = 11 : 1.

f Als je voedingspatroon veel invloed zou hebben op de zuurgraad van je bloed zou je ademhaling

Nova © Uitgeverij Malmberg H1 Chemisch rekenen

6

7 Men moest op zoek naar een element dat gasvormig is bij kamertemperatuur, weinig reactief is en een

massa heeft van rond de 20 u.

8 a Een 81_{Br-atoom heeft twee neutronen meer dan een} 79_Br-atoom.

b De gemiddelde atoommassa is gelijk aan 50,7 78,92 49,3 80,92 79,9 u

100

× + × ₌

. Dus de relatieve atoommassa van broom is 79,9 u.

9 De relatieve atoommassa van B is 10,81 u. De isotoop 10_{B komt 19,9% voor.}

Dat betekent dat de andere isotoop 100 – 19,9 = 80,1% voorkomt.

De massa van deze isotoop is de onbekende, x. Invullen in de formule geeft: 19,9 10 80,1 10,81

100 x

× + ₌

; 1,99 + 0,801x = 10,81; dus x = 11. Het massagetal van de andere isotoop is 11.

*10 a De achttien bestaande groepen plus de veertien lanthaniden: 18 + 14 = 32. b Alle lanthaniden hebben twee elektronen in de buitenste schil.

c Omdat de eigenschappen van de lanthaniden weinig verschillen, zijn ze ook lastig van elkaar te

scheiden. Ze gedragen zich vrijwel hetzelfde onder verschillende omstandigheden en zijn even reactief.

d Th en U e 8,2·107_jaar

f De leeftijd van de aarde is 4,65·109_jaar.

De halveringstijd van 244_{Pu past daar} 9 7

4,65 10 ₅₇

8,2 10

⋅ ₌

⋅ keer in.

Er is dus nog maar

( )

1₂ 57 =6,9 10⋅ −18 _{van de beginhoeveelheid van} 244_{Pu over.}

Dit getal is zo klein dat het inderdaad aannemelijk is dat er van de oorspronkelijke voorraad 244_Pu

niets meer over is.

11 a De overeenkomsten: Au-195 en Au-197 hebben beide 79 protonen in de kern en 79 elektronen in de

elektronenwolk. Het verschil: Au-197 heeft 197 – 79 = 118 neutronen in de kern en Au-195 heeft 195 – 79 = 116 neutronen.

b Een proton en een elektron worden samen omgezet tot een neutron. Het atoomnummer wordt dan

één lager. Het atoomnummer van het deeltje was dus 80, dit komt overeen met Hg. Het massagetal verandert niet bij de omzetting van een proton naar een neutron. Het element is 195

80

Hg

.

c Zonder radioactieve isotopen blijven er veel patiënten verstoken van een nucleaire behandeling. De

reactor vormt echter een steeds groter risico en functioneert minder, waardoor de productie ook afneemt. Wellicht is het verstandiger om een bestaande reactor zo spoedig mogelijk om te bouwen tot een reactor waar radioactieve isotopen voor nucleaire behandelingen kunnen worden gemaakt en de reactor in Petten te sluiten. Leg jouw argumenten eventueel voor aan klasgenoten of je docent.

Nova © Uitgeverij Malmberg H1 Chemisch rekenen

6

7 Men moest op zoek naar een element dat gasvormig is bij kamertemperatuur, weinig reactief is en een

massa heeft van rond de 20 u.

8 a Een 81_{Br-atoom heeft twee neutronen meer dan een} 79_Br-atoom.

b De gemiddelde atoommassa is gelijk aan 50,7 78,92 49,3 80,92 79,9 u

100

´ + ´ _{= .}

Dus de relatieve atoommassa van broom is 79,9 u.

9 De relatieve atoommassa van B is 10,81 u. De isotoop 10_{B komt 19,9% voor.}

Dat betekent dat de andere isotoop 100 – 19,9 = 80,1% voorkomt.

De massa van deze isotoop is de onbekende, x. Invullen in de formule geeft:

19,9 10 80,1 10,81 100

x

´ + _{= ; dan geldt 199 + 80,1x = 1081; dus x = 11.}

Het massagetal van de tweede isotoop is 11.

*10 a De achttien bestaande groepen plus de veertien lanthaniden: 18 + 14 = 32. b Alle lanthaniden hebben twee elektronen in de buitenste schil.

c Omdat de eigenschappen van de lanthaniden weinig verschillen, zijn ze ook lastig van elkaar te

scheiden. Ze gedragen zich vrijwel hetzelfde onder verschillende omstandigheden en zijn even reactief.

d Th en U e 8,2·107 _jaar

f De leeftijd van de aarde is 4,65·109 _jaar.

De halveringstijd van 244_{Pu past daar} 9 7 4,65 10 ₅₇

8,2 10 × ₌

× keer in.

Er is dus nog maar

( )

1₂ 57=6,9 10× -18 van de beginhoeveelheid van 244_{Pu over.}

Dit getal is zo klein dat het inderdaad aannemelijk is dat er van de oorspronkelijke voorraad 244_Pu

niets meer over is.

11 a De overeenkomsten: Au-195 en Au-197 hebben beide 79 protonen in de kern en 79 elektronen in de

elektronenwolk. Het verschil: Au-197 heeft 197 – 79 = 118 neutronen in de kern en Au-195 heeft 195 – 79 = 116 neutronen.

b Een proton en een elektron worden samen omgezet tot een neutron. Het atoomnummer wordt dan

één lager; er ontstaat goud, Au, met atoomnummer 79. Het atoomnummer van het deeltje was dus 80, dit komt overeen met Hg. Het massagetal verandert niet bij de omzetting van een proton naar een neutron. Het element is 195₈₀

Hg

.

c Zonder radioactieve isotopen blijven er veel patiënten verstoken van een nucleaire behandeling. De

reactor vormt echter een steeds groter risico en functioneert minder, waardoor de productie ook afneemt. Wellicht is het verstandiger om een bestaande reactor zo spoedig mogelijk om te bouwen tot een reactor waar radioactieve isotopen voor nucleaire behandelingen kunnen worden gemaakt en de reactor in Petten te sluiten. Leg jouw argumenten eventueel voor aan klasgenoten of je docent. H6 Evenwichten 65 e 3 3 7 8 3 2 2 [H O ][HCO ] _{4,5 10} 4,0 10 [HCO ] [CO ] [CO ] K= + − = ⋅ − = ⋅ − × − _; 7₈ 3 2 [HCO ] 4,5 10 ₁₁ [CO ] 4,0 10 − − − ⋅ = = ⋅ ;

dus [HCO3–] : [CO2] = 11 : 1.

f Als je voedingspatroon veel invloed zou hebben op de zuurgraad van je bloed zou je ademhaling

H1 Chemisch rekenen

2

De hoeveelheid stof

Opdrachten 12 a M(CuCO3) = 63,55 +12,01 + 3 × 16,00 = 123,56 g mol–1 b M(C3H8O3) = 3 × 12,01 + 8 × 1,008 + 3 × 16,00 = 92,094 g mol–1 c M(K3PO4) = 3 × 39,10 × 30,97 + 4 × 16,00 = 212,27 g mol–1 d M(Cl2) = 2 × 35,45 = 70,90 g mol–1

13 a Uit het schema blijkt dat wanneer je van aantal deeltjes naar aantal gram gaat, je eerst moet delen

door de constante van Avogadro, NA, om het aantal mol uit te rekenen: 20 4 23 A 3,06 10 _{5,08 10} 6,02 10 N n N − ⋅ = = = ⋅ ⋅ mol.

De massa kan worden berekend met m = n × M. M(Mn) = 54,94 g mol–1_.

Invullen geeft: m = 5,08·10–4 _{× 54,94 = 2,79∙10}–2_g.

b Uit het schema blijkt dat wanneer je van massa naar aantal deeltjes gaat, je eerst moet delen door de

molaire massa, M, en dan vermenigvuldigen met het getal van Avogadro, NA. M(I2) = 2 × 126,9 = 253,8 g mol–1.

Invullen geeft: 1,3 6,02 1023 3,1 1021 253,8

N = ⋅ ⋅ = ⋅ _I2-moleculen.

14 a M(O) = 16,00 g mol–1_.

Invullen in de formule m = n × M geeft: m = 3,3 × 16,00 = 53 g zuurstofatomen.

b M(O2) = 2 × 16,00 = 32,00 g mol–1.

Invullen in de formule m = n × M geeft: m = 3,3 × 32,00 = 1,1·102_{g zuurstofmoleculen.} c M(H2O) = 18,015 g mol–1(Binas tabel 98).

Invullen in de formule m = n × M geeft: m = 3,3 × 18,015 = 59 g water.

15 a M(Au) = 197,0 g mol–1_; 16,0 _{8,12 10} 2 197,0 − = m = = ⋅ n M mol

b M(SO2) = 64,064 g mol–1(Binas tabel 98);

3 6 0,067 10 _{1,0 10} 64,064 m n M − − ⋅ = = = ⋅ mol c M(CH2Cl2) = 12,01 + 2 × 1,008 + 2 × 35,45 = 84,926 g mol–1 3 7,45 10 _87,7 84,926 m n M ⋅ = = = mol 16 a M(Cl2) = 2 × 35,45 = 70,90 g mol–1; 1,2 0,0169 70,90 m n M = = = mol Cl2.

Elk Cl2-molecuul bestaat uit twee chlooratomen.

In 1,2 g chloor bevinden zich 2 × 0,0169 = 0,034 mol chlooratomen.

b M(HCl) = 36,461 g mol–1_{(Binas tabel 98);} 1,2 _0,033

36,461 m

n M

= = = mol HCl.

In elk molecuul HCl bevindt zich één chlooratoom.

In 1,2 g waterstofchloride bevinden zich 0,033 mol Cl-atomen.

c M(CCl4) = 12,01 + 4 × 35,45 = 153,81 g mol–1; 1,2 7,8 10 3 153.81 m n M − = = = ⋅ mol CCl4.

In elk molecuul CCl4bevinden zich vier chlooratoom.

In 1,2 tetrachloormethaan bevinden zich 4 × 7,8·10–3_{= 3,1∙10}-2_{mol Cl-atomen.} 17 B: m = A × NA; 1,71·10–22× 6,022·1023= 103 g mol–1 H6 Evenwichten e 3 3 7 8 3 2 2 [H O ][HCO ] _{4,5 10} 4,0 10 [HCO ] [CO ] [CO ] K= + − = ⋅ − = ⋅ − × − _; 7₈ 3 2 [HCO ] 4,5 10 ₁₁ [CO ] 4,0 10 − − − ⋅ = = ⋅ ;

dus [HCO3–] : [CO2] = 11 : 1.

f Als je voedingspatroon veel invloed zou hebben op de zuurgraad van je bloed zou je ademhaling

Nova © Uitgeverij Malmberg H1 Chemisch rekenen

8 18 a 5,976·1024_{kg, dus 5,976·10}27 _g

b 35% van 5,976·1027_{; 0,35 × 5,976·10}27_{= 2,09·10}27_{g ijzer. M(Fe) = 55,85 g mol}–1_.

In en op de aarde bevindt zich 2,09 1027 _{3,7 10}25

55,85 m n M ⋅ = = = ⋅ mol ijzer.

c aantal deeltjes N = n × NA; 3,7·1025× 6,02·1023= 2,2·1049Fe-atomen d In Binas tabel 40A is de atoomstraal van ijzer te vinden: 126∙10–12_m.

De diameter van een atoom is 2× de straal.

De Fe-atomen op een rij overbruggen een afstand van 2,2·1049 _{× 2 × 126·10}–12_{= 5,5·10}39_m. e In een jaar bevinden zich 365 × 24 × 60 × 60 = 3,15∙107_{s; een lichtjaar komt overeen met een}

afstand van 3,00∙108_{× 3,15∙10}7_{= 9,46∙10}15_{m. De dichtstbijzijnde ster, Proxima Centauri, bevindt}

zich op een afstand van 4,22 × 9,46∙1015_{= 4,0∙10}16_{m. Het ijzersnoer komt dus ver voorbij deze}

ster. (Het reikt zelfs vele malen verder dan het verste sterrenstelsel ooit ontdekt, UDFy-38135539, dat zich op 12,9 miljard lichtjaar van de aarde bevindt.)

*19 a Deze is gelijk aan de massa van 197_{Au. De relatieve atoommassa is het gewogen gemiddelde van de}

isotopen. Aangezien er maar één isotoop voorkomt in de natuur, is de massa van de isotoop daarom dus ook gelijk aan het gewogen gemiddelde.

b Het totale volume van 1,0 kg bladgoud kan worden berekend met 1,0 _{5,18 10}2

19,3 m V ρ − = = = ⋅ dm3_.

De oppervlakte is 500 m2_{. Volume = l × b × h, oppervlakte = l × b, dus volume = oppervlakte × h.}

Eerst de eenheden gelijkmaken. 500 m2_{= 5,00·10}4_dm2_. 2 6 4 volume 5,18 10 hoogte 1,04 10 oppervlakte 5,00 10 − − ⋅ = = = ⋅ ⋅ dm dikte.

Nu nog omrekenen naar mm. 1 dm = 100 mm. Dus 1,04·10–6 _{×100 = 1,04·10}–4_mm.

Nu nog controleren op de juiste significantie. De dikte is 1,0·10–4_mm. c Eerst de eenheden gelijkmaken; 1,0·10–4_{mm is gelijk aan 1,0·10}–7_m.

Het aantal atomen is dan 7 2

12 1,0 10 _{767 6,9 10} 144 10 − − ⋅ _{= = ⋅} ⋅ goudatomen.

Dit is de dikte van het bladgoud.

d Mogelijke redenen kunnen zijn: het bladgoud scheurt dan te snel en dus valt het niet meer te

verwerken. Het maken van deze gouddikte is te kostbaar.

3

Rekenen aan gehaltes

Opdrachten 20 a 3 b 3 c 1 d 4 e 5 21 a 16 dm3_oplossing b 1·101_{g stof} c 1000 mol d 440 mL e 1,626·102_{g mol}–1 f 1,3·104_kg

Nova © Uitgeverij Malmberg H1 Chemisch rekenen

8

18 a 5,976·1024 _{kg, dus 5,976·10}27 _g

b 35% van 5,976·1027 _{g; 0,35 × 5,976·10}27 _{= 2,09·10}27 _{g ijzer. M(Fe) = 55,85 g mol}–1_.

In en op de aarde bevindt zich 2,09 1027 _{3,7 10}25

55,85 m n M × = = = × mol ijzer.

c aantal deeltjes N = n × NA; 3,7·1025 × 6,02·1023 = 2,2·1049 Fe-atomen d In Binas tabel 40A is de atoomstraal van ijzer te vinden: 126·10–12 _m.

De diameter van een atoom is 2× de straal.

De Fe-atomen op een rij overbruggen een afstand van 2,2·1049 _{× 2 × 126·10}–12 _{= 5,5·10}39 _m. e In een jaar bevinden zich 365 × 24 × 60 × 60 = 3,15·107 _{s; een lichtjaar komt overeen met een}

afstand van 3,00·108 _{× 3,15·10}7 _{= 9,46·10}15 _{m. De dichtstbijzijnde ster, Proxima Centauri, bevindt}

zich op een afstand van 4,22 × 9,46·1015 _{= 4,0·10}16 _{m. Het ijzersnoer komt dus ver voorbij deze}

ster. (Het reikt zelfs vele malen verder dan het verste sterrenstelsel ooit ontdekt, UDFy-38135539, dat zich op 12,9 miljard lichtjaar van de aarde bevindt.)

*19 a Deze is gelijk aan de massa van 197_{Au. De relatieve atoommassa is het gewogen gemiddelde van de}

isotopen. Aangezien er maar één isotoop voorkomt in de natuur, is de massa van de isotoop daarom dus ook gelijk aan het gewogen gemiddelde.

b Het totale volume van 1,0 kg bladgoud kan worden berekend met

1,0

_{5,18 10}

2

19,3

m

V

ρ

-=

=

=

×

dm3_.

De oppervlakte is 500 m2_{. Volume = l × b × h, oppervlakte = l × b, dus volume = oppervlakte × h.}

Eerst de eenheden gelijkmaken. 500 m2 _{= 5,00·10}4 _dm2_. 2 6 4

volume

5,18 10

hoogte

1,04 10

oppervlakte 5,00 10

-×

=

=

=

×

×

dm dikte.

Nu nog omrekenen naar mm. 1 dm = 100 mm. Dus 1,04·10–6 _{×100 = 1,04·10}–4 _mm.

Nu nog controleren op de juiste significantie. De dikte is 1,0·10–4 _mm. c Eerst de eenheden gelijkmaken; 1,0·10–4 _{mm is gelijk aan 1,0·10}–7 _m. De atoomdiameter is 2 × 144·10-12 _{= 288·10}-12_.

Het aantal atomen is dan 7 2

12

1,0 10 _{347 3,5 10}

288 10 = = goudatomen.

Dit is de dikte van het bladgoud.

d Mogelijke redenen kunnen zijn: het bladgoud scheurt dan te snel en dus valt het niet meer te

verwerken. Het maken van deze gouddikte is te kostbaar.

3

Rekenen aan gehaltes

Opdrachten 20 a 3 b 3 c 1 d 4 e 5 21 a 16 dm3 _oplossing b 1·101 _{g stof} c 1000 mol d 440 mL e 1,626·102 _{g mol}–1 f 1,3·104 _kg H6 Evenwichten 65 e 3 3 7 8 3 2 2 [H O ][HCO ] _{4,5 10} 4,0 10 [HCO ] [CO ] [CO ] K= + − = ⋅ − = ⋅ − × − _; 7₈ 3 2 [HCO ] 4,5 10 ₁₁ [CO ] 4,0 10 − − − ⋅ = = ⋅ ;

dus [HCO3–] : [CO2] = 11 : 1.

f Als je voedingspatroon veel invloed zou hebben op de zuurgraad van je bloed zou je ademhaling

steeds ontregeld zijn. Dat is (gelukkig) niet het geval.

Nova © Uitgeverij Malmberg H1 Chemisch rekenen

8

18 a 5,976·1024 _{kg, dus 5,976·10}27 _g

b 35% van 5,976·1027 _{g; 0,35 × 5,976·10}27 _{= 2,09·10}27 _{g ijzer. M(Fe) = 55,85 g mol}–1_.

In en op de aarde bevindt zich 2,09 1027 _{3,7 10}25

55,85 m n M × = = = × mol ijzer.

c aantal deeltjes N = n × NA; 3,7·1025 × 6,02·1023 = 2,2·1049 Fe-atomen d In Binas tabel 40A is de atoomstraal van ijzer te vinden: 126·10–12 _m.

De diameter van een atoom is 2× de straal.

De Fe-atomen op een rij overbruggen een afstand van 2,2·1049 _{× 2 × 126·10}–12 _{= 5,5·10}39 _m. e In een jaar bevinden zich 365 × 24 × 60 × 60 = 3,15·107 _{s; een lichtjaar komt overeen met een}

afstand van 3,00·108 _{× 3,15·10}7 _{= 9,46·10}15 _{m. De dichtstbijzijnde ster, Proxima Centauri, bevindt}

zich op een afstand van 4,22 × 9,46·1015 _{= 4,0·10}16 _{m. Het ijzersnoer komt dus ver voorbij deze}

ster. (Het reikt zelfs vele malen verder dan het verste sterrenstelsel ooit ontdekt, UDFy-38135539, dat zich op 12,9 miljard lichtjaar van de aarde bevindt.)

*19 a Deze is gelijk aan de massa van 197_{Au. De relatieve atoommassa is het gewogen gemiddelde van de}

isotopen. Aangezien er maar één isotoop voorkomt in de natuur, is de massa van de isotoop daarom dus ook gelijk aan het gewogen gemiddelde.

b Het totale volume van 1,0 kg bladgoud kan worden berekend met

1,0

_{5,18 10}

2

19,3

m

V

ρ

-=

=

=

×

dm3_.

De oppervlakte is 500 m2_{. Volume = l × b × h, oppervlakte = l × b, dus volume = oppervlakte × h.}

Eerst de eenheden gelijkmaken. 500 m2 _{= 5,00·10}4 _dm2_. 2 6 4

volume

5,18 10

hoogte

1,04 10

oppervlakte 5,00 10

-×

=

=

=

×

×

dm dikte.

Nu nog omrekenen naar mm. 1 dm = 100 mm. Dus 1,04·10–6 _{×100 = 1,04·10}–4 _mm.

Nu nog controleren op de juiste significantie. De dikte is 1,0·10–4 _mm. c Eerst de eenheden gelijkmaken; 1,0·10–4 _{mm is gelijk aan 1,0·10}–7 _m. De atoomdiameter is 2 × 144·10-12 _{= 288·10}-12_.

Het aantal atomen is dan 7 2

12

1,0 10 _{347 3,5 10}

288 10 = = goudatomen.

Dit is de dikte van het bladgoud.

d Mogelijke redenen kunnen zijn: het bladgoud scheurt dan te snel en dus valt het niet meer te

verwerken. Het maken van deze gouddikte is te kostbaar.

3

Rekenen aan gehaltes

Opdrachten 20 a 3 b 3 c 1 d 4 e 5 21 a 16 dm3 _oplossing b 1·101 _{g stof} c 1000 mol d 440 mL e 1,626·102 _{g mol}–1 f 1,3·104 _kg

Nova © Uitgeverij Malmberg H1 Chemisch rekenen

22 De gemiddelde temperatuur is 237,15 238,03 237,65 237,88 238,10 237,91 237,79 K.

6

+ + + + + ₌

Het antwoord mag worden gegeven in vijf significante cijfers, omdat alle meetwaarden in vijf significante cijfers zijn gegeven en het getal 6 een telwaarde is.

23 massapercentage ijzer = 2 3 Fe Fe O 2 55,85 100 100 69,94% 2 55,85 3 16,00 m m × × = × = × + × 24 a M(C6H12O6) = 180,16 g mol–1; = 0 12 6 661 10 4 6 7 10 4 180 16 m , n , , M , − − = = ⋅ = ⋅ mol glucose b 0 250 0 251 0 998

ρ

=m = , = V , , L glucose-oplossing c deel 6 6 2 geheel 0,12 massa - ppm ·10 ·10 4,8·10 250 = m = =

m massa-ppm glucose in de glucose-oplossing.

25 A: 100 g van de verbinding bestaat uit 34,8 2,18

16,00= mol zuurstof.

Uit de verhoudingsformule kan worden opgemaakt dat zich in 100 g 2 2,18 = 0,87₅× _{mol X} bevindt. 0,87 mol X heeft een massa van 100 – 34,8 = 65,2 g.

De molaire massa van X is 65,2 74,9

0,87= g mol–1. Dit komt overeen met de molaire massa van arseen.

26 a De dichtheid van water is 0,998·103_{kg m}–3_{= 0,998 g mL}–1_.

De massa van 10 mL water is: m = ρ· V = 0,998 × 10 = 9,98 g. De dichtheid van alcohol is 0,80·103_{kg m}–3_{=0,80 g mL}–1_.

De massa van 10 mL alcohol is: m = ρ· V = 0,80 × 10 = 8,0 g. Het massapercentage alcohol in de alcoholoplossing wordt dan:

stof mengsel 8,0 massa% 100 = 100 44,49 44 9,98 8,0 = × × = = + m m %

b De totale massa alcoholoplossing is 17,98 g. Het totale volume is 19 mL.

De dichtheid is dan 17,98 0,946 0,95

19

m ρ =

V = = = g mL–1.

27 a Zuigelingen hebben een lager lichaamsgewicht. 75% van de zuigelingen tot en met 6 maanden

krijgt flesvoeding. De hoeveelheid lood die zij via drinkwater binnenkrijgen zorgt zo voor meer lood per kg lichaamsgewicht. Zij zullen daarom sneller boven de norm komen.

b Er is per liter drinkwater 10 µg lood aanwezig. Dit is 10·10–6_{g lood.}

Aangenomen dat 1 liter drinkwater 1 kg weegt is het massa-ppb van lood:

lood 9 6 9 1 3 drinkwater 10 10 massa-ppb = 10 = 10 1 10 massa-ppb 1 10 − ⋅ × × = ⋅ ⋅ m m lood.

c Een zuigeling mag 3,5 µg per kg lichaamsgewicht binnenkrijgen.

Een zuigeling met een lichaamsgewicht van 3,5 kg mag maximaal per dag 3,5 × 3,5 = 12,25 µg lood binnenkrijgen. Het gehalte is 10 µg lood per liter drinkwater.

Dit betekent dat 12,25 1,225 = 1,2

10 = L drinkwater mag worden gedronken.

H1 Chemisch rekenen

22 De gemiddelde temperatuur is 237,15 238,03 237,65 237,88 238,10 237,91 237,79 K.

6

+ + + + + ₌

Het antwoord mag worden gegeven in vijf significante cijfers, omdat alle meetwaarden in vijf significante cijfers zijn gegeven en het getal 6 een telwaarde is.

23 massapercentage ijzer = 2 3 Fe Fe O 2 55,85 100 100 69,94% 2 55,85 3 16,00 m m ´ ´ = ´ = ´ + ´ 24 a M(C6H12O6) = 180,16 g mol–1; = 0 12 6 661 10 4 6 7 10 4 180 16 m , n , , M , - -= = × = × mol glucose b

0 250 0 251

0 998

r

=

m

=

,

=

V

,

,

L glucose-oplossing c deel 6 6 2 geheel 0,12 massa-ppm 10 10 4,810 250 = m = =

m massa-ppm glucose in de glucose-oplossing.

25 A: 100 g van de verbinding bestaat uit 34,8 2,18

16,00= mol zuurstof.

Uit de verhoudingsformule kan worden opgemaakt dat zich in 100 g 2 2,18 = 0,87

5´ mol X bevindt.

0,87 mol X heeft een massa van 100 – 34,8 = 65,2 g. De molaire massa van X is 65,2 74,9

0,87 = g mol

–1_.

Dit komt overeen met de molaire massa van arseen.

Een alternatieve berekening: X2O5bevat per mol 5 O, dus 5 × 16,00 = 80,00 g O. Dit komt overeen met

34,8 massa%. Totaal 100 massa% = 100

34,8 × 80 = 229,9 g. Hiervan is 80,0 g O en de rest is X. Aangezien

de formule 2 X bevat, is de molmassa van 1 mol X gelijk aan: 229,9 – 80,0

2 = 74,9 g mol –1_.

26 a De dichtheid van water is 0,998·103_{kg m}–3_{= 0,998 g mL}–1_.

De massa van 10 mL water is: m = r· V = 0,998 × 10 = 9,98 g. De dichtheid van alcohol is 0,80·103_{kg m}–3_{=0,80 g mL}–1_.

De massa van 10 mL alcohol is: m = r· V = 0,80 × 10 = 8,0 g. Het massapercentage alcohol in de alcoholoplossing wordt dan:

stof mengsel

8,0

massa%

100 =

100 44,49 44

9,98 8,0

=

´

´

=

=

+

m

m

%

b De totale massa alcoholoplossing is 17,98 g. Het totale volume is 19 mL.

De dichtheid is dan

17,98 0,946 0,95

19

m

ρ =

V

=

=

=

g mL –1_.

27 a Zuigelingen hebben een lager lichaamsgewicht. 75% van de zuigelingen tot en met 6 maanden

krijgt flesvoeding. De hoeveelheid lood die zij via drinkwater binnenkrijgen zorgt zo voor meer lood per kg lichaamsgewicht. Zij zullen daarom sneller boven de norm komen.

b Er is per liter drinkwater 10 µg lood aanwezig. Dit is 10·10–6_{g lood.}

Aangenomen dat 1 liter drinkwater 1 kg weegt is het massa-ppb van lood: 6 9 9 lood 3 drinkwater 10 10 massa-ppb = 10 = 10 10 massa-ppb 1 10 = m m lood.

c Een zuigeling mag 3,5 µg per kg lichaamsgewicht binnenkrijgen. Een zuigeling met een lichaamsgewicht van

3,5 kg mag maximaal per dag 3,5 × 3,5 = 12,25 µg lood binnenkrijgen. Het gehalte is 10 µg lood per liter drinkwater. Dit betekent dat 12,25 1,225 = 1,2

10 = L drinkwater mag worden gedronken.

H6 Evenwichten e 3 3 7 8 3 2 2 [H O ][HCO ] _{4,5 10} 4,0 10 [HCO ] [CO ] [CO ] K= + − = ⋅ − = ⋅ − × − _; 7₈ 3 2 [HCO ] 4,5 10 ₁₁ [CO ] 4,0 10 − − − ⋅ = = ⋅ ;

dus [HCO3–] : [CO2] = 11 : 1.

f Als je voedingspatroon veel invloed zou hebben op de zuurgraad van je bloed zou je ademhaling

Nova © Uitgeverij Malmberg H1 Chemisch rekenen 10 *28 a deel geheel 22 massa% 100 = 100 91,7 92 24 = m ⋅ × = =

m % goud in 22 karaat goud.

b Het 22 karaat goud bevat 92 massa% goud.

Dus 110 kg 22 karaat bevat 92 110 100,9 =1,0 102

100× = ⋅ kg 24 karaat (puur) goud.

c In totaal is 1,0·102_{kg 24 karaat goud aanwezig.1,0 kg goud heeft een waarde van € 32.000,–.}

In totaal is er dan 1,0·102_{× 32 000 = € 3.200.000,– aan goud in de grafkist.}

d De dichtheid van nikkel (8,90∙103_{kg m}–3_{) is lager dan de dichtheid van goud (19,3∙10}3_{kg m}–3_).

De dichtheid van het goud/nikkel-mengsel is daarom ook lager dan de dichtheid van het pure goud.

e Het gehalte 18 karaat witgoud geeft aan dat 18 van de 24 massadelen goud is.

100 g witgoud bevat dan 100 18 75 24

× = g goud en 25 g nikkel.

Het volume van 75 g goud is 75 3,89

19,3 m V =

ρ = = mL.

Het volume van 25 g nikkel is 25 2,81

8,90 m V =

ρ = = mL.

In totaal is het volume van 100 g witgoud: 3,89 + 2,81 = 6,70 mL.

De dichtheid van witgoud is dan 100 14,9 15

6,70 m ρ =

V = = = g mL–1.

4

Rekenen aan reacties

Opdrachten

29 a Stap 1: Geef de reactievergelijking.

4 10 2 2 2

2 C H (g) 13 O (g) 8 CO (g) 10 H O(l)

+

→

+

Stap 2: Reken de gegeven grootheid om naar mol. M(C4H10) = 4 × 12,01 + 10 × 1,008 = 58,12 g mol–1. 190 _{3 269} 58 12 = m = n = , M , mol C4H10(g)

Stap 3: gebruik de molverhouding uit de reactievergelijking. De molverhouding tussen C4H10(g) en CO2(g) is 2 : 8 = 1 : 4.

Dit geeft 4 × 3,269 = 13,076 mol CO2(g).

Stap 4: Reken de hoeveelheid mol om naar de juiste grootheid en eenheid. M(CO2) = 44,010 g mol–1(Binas tabel 98)

m = n · M = 13,076 × 44,010 = 575,49 g CO2(g)

Stap 5: Controleer de significantie.

Het gegeven met het minste aantal significante cijfers is 190 g. Dit zijn drie significante cijfers. Het antwoord wordt dan 575 g CO2(g).

b De molverhouding waarin butaan en zuurstof reageren is 2 : 13.

De massa van 2 mol butaan is 2× de molaire massa van butaan. Dit geeft 2 × 58,12 = 116,24 g butaan.

De massa van 13 mol zuurstof is 13× de molaire massa van zuurstof. Dit geeft 13 × 32,00 = 416 g zuurstof.

De massaverhouding waarin butaan met zuurstof reageert is dan 116 24 416_{: 1 000 : 3,579}

116 24 116 24=

, _{, .}

, ,

Nova © Uitgeverij Malmberg H1 Chemisch rekenen 10 *28 a deel geheel

22

massa%

100 =

100 91,7 92

24

=

m

×

´

=

=

m

% goud in 22 karaat goud.

b Het 22 karaat goud bevat 22 100% =

24 92 massa% goud.

Dus 110 kg 22 karaat bevat 92 110 100,9 =1,0 102

100´ = × kg 24 karaat (puur) goud.

c In totaal is 1,0·102 _{kg 24 karaat goud aanwezig.1,0 kg goud heeft een waarde van € 32.000,–.}

In totaal is er dan 1,0·102 _{× 32 000 = € 3.200.000,– aan goud in de grafkist.}

d De dichtheid van nikkel (8,90·103 _{kg m}–3_{) is lager dan de dichtheid van goud (19,3·10}3 _{kg m}–3_).

De dichtheid van het goud/nikkel-mengsel is daarom ook lager dan de dichtheid van het pure goud.

e Het gehalte 18 karaat witgoud geeft aan dat 18 van de 24 massadelen goud is.

100 g witgoud bevat dan

100

18

75

24

´

=

g goud en 25 g nikkel.

Het volume van 75 g goud is 75 3,89

19,3

m V =

ρ = = mL.

Het volume van 25 g nikkel is 25 2,81

8,90

m V =

ρ = = mL.

In totaal is het volume van 100 g witgoud: 3,89 + 2,81 = 6,70 mL.

De dichtheid van witgoud is dan 100 14,9 15

6,70 m ρ =

V = = = g mL

–1_.

4

Rekenen aan reacties

Opdrachten

29 a Stap 1: Geef de reactievergelijking.

4 10 2 2 2

2 C H (g) 13 O (g) 8 CO (g) 10 H O(l)

+

®

+

Stap 2: Reken de gegeven grootheid om naar mol. M(C4H10) = 4 × 12,01 + 10 × 1,008 = 58,12 g mol–1. 190 _{3 269} 58 12 = m = n = , M , mol C4H10(g)

Stap 3: gebruik de molverhouding uit de reactievergelijking. De molverhouding tussen C4H10(g) en CO2(g) is 2 : 8 = 1 : 4.

Dit geeft 4 × 3,269 = 13,076 mol CO2(g).

Stap 4: Reken de hoeveelheid mol om naar de juiste grootheid en eenheid. M(CO2) = 44,010 g mol–1 (Binas tabel 98)

m = n · M = 13,076 × 44,010 = 575,49 g CO2 (g)

Stap 5: Controleer de significantie.

Het gegeven met het minste aantal significante cijfers is 190 g. Dit zijn drie significante cijfers. Het antwoord wordt dan 575 g CO2(g).

b De molverhouding waarin butaan en zuurstof reageren is 2 : 13.

De massa van 2 mol butaan is 2× de molaire massa van butaan. Dit geeft 2 × 58,12 = 116,24 g butaan.

De massa van 13 mol zuurstof is 13× de molaire massa van zuurstof. Dit geeft 13 × 32,00 = 416 g zuurstof.

De massaverhouding waarin butaan met zuurstof reageert is dan

116 24 416_{: 1 000 : 3,579} 116 24 116 24= , _{, .} , , H6 Evenwichten 65 e 3 3 7 8 3 2 2 [H O ][HCO ] _{4,5 10} 4,0 10 [HCO ] [CO ] [CO ] K= + − = ⋅ − = ⋅ − × − _; 7₈ 3 2 [HCO ] 4,5 10 ₁₁ [CO ] 4,0 10 − − − ⋅ = = ⋅ ;

dus [HCO3–] : [CO2] = 11 : 1.

f Als je voedingspatroon veel invloed zou hebben op de zuurgraad van je bloed zou je ademhaling

Nova © Uitgeverij Malmberg H1 Chemisch rekenen

30 a Stap 1: Geef de reactievergelijking.

7 6 3 4 6 3 9 8 4 2 4 2

C H O (s) C H O (l)

+

→

C H O (s) C H O (aq)

+

Stap 2 Reken de gegeven grootheid om naar mol.

M(C7H6O3)= 7 × 12,01 + 6 × 1,008 + 3 × 16,00 = 138,12 g mol–1

150 mg = 0,150 g komt overeen met 0 150 1 086 103

138 12

m ,

n = ,

M = , = ⋅ − mol C7H6O3(s).

Stap 3: Gebruik de molverhouding uit de reactievergelijking. De molverhouding waarin C7H6O3(s) en C4H6O3(l) reageren is 1 : 1.

Er is dus ook 1,086·10–3_{mol C4H6O3(l) nodig.}

Stap 4: Reken de hoeveelheid mol om naar de juiste grootheid en eenheid. M(C4H6O3) = 4 × 12,01 + 6 × 1,008 + 3 × 16,00 = 102,09 g mol–1.

Dat betekent dat m = n · M = 1,086·10–3_{× 102,09 = 0,111 g C4H6O3(l) reageert.}

Er blijft dus 0,5 – 0,111 = 0,4 g C4H6O3(l) na afloop van de reactie over.

Stap 5: Controleer de significantie.

Het gegeven met het minste aantal significante cijfers is 0,5 g. Dit is één significant cijfer. Het antwoord is daarom 0,4 g C4H6O3(l).

b Een mogelijke reden is om al het 2-hydroxybenzeencarbonzuur zeker te laten reageren.

Een andere reden is om de reactiesnelheid te vergroten.

*31 a Voor een volledige reactie geldt de molverhouding uit de reactievergelijking. 10 mol Al(s) reageert

met 6 mol NH4ClO4(s).

M(Al) = 26,98 g mol–1_{en M(NH4ClO4) = (14,01 + 4 × 1,008 + 35,45 + 4 × 16,00) = 117,5 g mol}–1_.

Dat betekent dat 10 × 26,98 = 269,8 g Al(s) reageert met 6 × 117,5 = 705,0 g NH4ClO4(s).

De massaverhouding tussen aluminium en ammoniumperchloraat wordt dan:

269,8 705,0_{: 1,000 : 2,613} 269,8 269,8= .

b In totaal reageert 1000 ton brandstof. Als er 3,613 g brandstof zou zijn, dan bevat dit 1,000 g

aluminium en 2,613 g ammoniumperchloraat.

Dat betekent dat 1000 ton brandstof 1,00 1000 =277

3,613 × ton aluminium bevat.

Dit is gelijk aan 277 106 _{1,03 10}7 26,98 m n = M ⋅ = = ⋅ mol aluminium.

Dit reageert in 120 seconden.

Er reageert dan gemiddeld _{8,55 10}1,03 107 4 120

⋅

= ⋅ mol aluminium per seconde.

32 a Stap 1: Geef de reactievergelijking.

2 2 2

2 H O(l)

→

2 H (g) O (g)

+

Stap 2: Reken de gegeven grootheid om naar mol. M(H2) = 2 × 1,008 = 2,016 g mol–1; 3 3 5 6 10 _{2 78 10} 2 016 m , n = , M , ⋅ = = ⋅ mol H2(g)

Stap 3: Gebruik de molverhoudingen uit de reactievergelijking.

De verhouding tussen H2(g) en H2O(l) is 2 : 2. Er is dus ook 2,78·103mol H2O(l) geweest.

Stap 4: Reken de hoeveelheid mol om naar de juiste grootheid en eenheid.

M(H2O) = 18,015 g mol–1(Binas tabel 98). m = n ∙ M = 2,78·103× 18,015 = 50,0·103g = 50,0 kg

H2O(l). Dit moet worden omgerekend naar volume: = 50 0 50 1

0 998 = , = V , ρ m _{, dm3 H} 2O(l).

Stap 5: Controleer de significantie.

Het gegeven met het minste aantal significante cijfers is 5,6 kg waterstof. Dit staat gegeven met twee significante cijfers. Het antwoord is dus 50 dm3_water.

Nova © Uitgeverij Malmberg H1 Chemisch rekenen

30 a Stap 1: Geef de reactievergelijking.

7 6 3 4 6 3 9 8 4 2 4 2

C H O (s) C H O (l) C H O (s) C H O (aq)

+

®

+

Stap 2 Reken de gegeven grootheid om naar mol.

M(C7H6O3)= 7 × 12,01 + 6 × 1,008 + 3 × 16,00 = 138,12 g mol–1

150 mg = 0,150 g komt overeen met 0 150 1 086 103

138 12 m , n = , M , -= = × mol C7H6O3(s).

Stap 3: Gebruik de molverhouding uit de reactievergelijking. De molverhouding waarin C7H6O3(s) en C4H6O3(l) reageren is 1 : 1.

Er is dus ook 1,086·10–3 _{mol C}

4H6O3(l) nodig.

Stap 4: Reken de hoeveelheid mol om naar de juiste grootheid en eenheid. M(C4H6O3) = 4 × 12,01 + 6 × 1,008 + 3 × 16,00 = 102,09 g mol–1.

Dat betekent dat m = n · M = 1,086·10–3 _{× 102,09 = 0,111 g C}

4H6O3(l) reageert.

Er blijft dus 0,5 – 0,111 = 0,4 g C4H6O3(l) na afloop van de reactie over.

Stap 5: Controleer de significantie.

Het gegeven met het minste aantal significante cijfers is 0,5 g. Dit is één significant cijfer. Het antwoord is daarom 0,4 g C4H6O3(l).

b Een mogelijke reden is om al het 2-hydroxybenzeencarbonzuur zeker te laten reageren.

Een andere reden is om de reactiesnelheid te vergroten.

*31 a Voor een volledige reactie geldt de molverhouding uit de reactievergelijking. 10 mol Al(s) reageert

met 6 mol NH4ClO4(s).

M(Al) = 26,98 g mol–1 _{en M(NH}

4ClO4) = (14,01 + 4 × 1,008 + 35,45 + 4 × 16,00) = 117,5 g mol–1.

Dat betekent dat 10 × 26,98 = 269,8 g Al(s) reageert met 6 × 117,5 = 705,0 g NH4ClO4(s).

De massaverhouding tussen aluminium en ammoniumperchloraat wordt dan:

269,8 705,0_{: 269,8 : 705,0 = 1,000 : 2,613}

269,8 269,8= .

b In totaal reageert 1000 ton brandstof. Als er 3,613 g brandstof zou zijn, dan bevat dit 1,000 g

aluminium en 2,613 g ammoniumperchloraat.

Dat betekent dat 1000 ton brandstof 1,00 1000 =277

3,613 ´ ton aluminium bevat.

Dit is gelijk aan 277 106 _{1,03 10}7 26,98 m n = M × = = × mol aluminium.

Dit reageert in 120 seconden.

Er reageert dan gemiddeld _{8,55 10}1,03 107 4 120

× _{= × mol aluminium per seconde.}

32 a Stap 1: Geef de reactievergelijking.

2 2 2

2 H O(l) 2 H (g) O (g)

®

+

Stap 2: Reken de gegeven grootheid om naar mol. M(H2) = 2 × 1,008 = 2,016 g mol–1; 3 3 5 6 10 _{2 78 10} 2 016 m , n = , M , × = = × mol H2(g)

Stap 3: Gebruik de molverhoudingen uit de reactievergelijking.

De verhouding tussen H2(g) en H2O(l) is 2 : 2. Er is dus ook 2,78·103 mol H2O(l) geweest.

Stap 4: Reken de hoeveelheid mol om naar de juiste grootheid en eenheid.

M(H2O) = 18,015 g mol–1 (Binas tabel 98). m = n · M = 2,78·103 × 18,015 = 50,0·103 g = 50,0 kg

H2O(l). Dit moet worden omgerekend naar volume: = 50 0 50 1

0 998 = , = V , ρ m _{, dm}3 _H 2O(l).

Stap 5: Controleer de significantie.

Het gegeven met het minste aantal significante cijfers is 5,6 kg waterstof. Dit staat gegeven met twee significante cijfers. Het antwoord is dus 50 dm3 _water.

H6 Evenwichten e 3 3 7 8 3 2 2 [H O ][HCO ] _{4,5 10} 4,0 10 [HCO ] [CO ] [CO ] K= + − = ⋅ − = ⋅ − × − _; 7₈ 3 2 [HCO ] 4,5 10 ₁₁ [CO ] 4,0 10 − − − ⋅ = = ⋅ ;

dus [HCO3–] : [CO2] = 11 : 1.

f Als je voedingspatroon veel invloed zou hebben op de zuurgraad van je bloed zou je ademhaling

steeds ontregeld zijn. Dat is (gelukkig) niet het geval.

Nova © Uitgeverij Malmberg H1 Chemisch rekenen

30 a Stap 1: Geef de reactievergelijking.

7 6 3 4 6 3 9 8 4 2 4 2

C H O (s) C H O (l) C H O (s) C H O (aq)

+

®

+

Stap 2 Reken de gegeven grootheid om naar mol.

M(C7H6O3)= 7 × 12,01 + 6 × 1,008 + 3 × 16,00 = 138,12 g mol–1

150 mg = 0,150 g komt overeen met 0 150 1 086 103

138 12 m , n = , M , -= = × mol C7H6O3(s).

Stap 3: Gebruik de molverhouding uit de reactievergelijking. De molverhouding waarin C7H6O3(s) en C4H6O3(l) reageren is 1 : 1.

Er is dus ook 1,086·10–3 _{mol C}

4H6O3(l) nodig.

Stap 4: Reken de hoeveelheid mol om naar de juiste grootheid en eenheid. M(C4H6O3) = 4 × 12,01 + 6 × 1,008 + 3 × 16,00 = 102,09 g mol–1.

Dat betekent dat m = n · M = 1,086·10–3 _{× 102,09 = 0,111 g C}

4H6O3(l) reageert.

Er blijft dus 0,5 – 0,111 = 0,4 g C4H6O3(l) na afloop van de reactie over.

Stap 5: Controleer de significantie.

Het gegeven met het minste aantal significante cijfers is 0,5 g. Dit is één significant cijfer. Het antwoord is daarom 0,4 g C4H6O3(l).

b Een mogelijke reden is om al het 2-hydroxybenzeencarbonzuur zeker te laten reageren.

Een andere reden is om de reactiesnelheid te vergroten.

*31 a Voor een volledige reactie geldt de molverhouding uit de reactievergelijking. 10 mol Al(s) reageert

met 6 mol NH4ClO4(s).

M(Al) = 26,98 g mol–1 _{en M(NH}

4ClO4) = (14,01 + 4 × 1,008 + 35,45 + 4 × 16,00) = 117,5 g mol–1.

Dat betekent dat 10 × 26,98 = 269,8 g Al(s) reageert met 6 × 117,5 = 705,0 g NH4ClO4(s).

De massaverhouding tussen aluminium en ammoniumperchloraat wordt dan:

269,8 705,0_{: 269,8 : 705,0 = 1,000 : 2,613}

269,8 269,8= .

b In totaal reageert 1000 ton brandstof. Als er 3,613 g brandstof zou zijn, dan bevat dit 1,000 g

aluminium en 2,613 g ammoniumperchloraat.

Dat betekent dat 1000 ton brandstof 1,00 1000 =277

3,613 ´ ton aluminium bevat.

Dit is gelijk aan 277 106 _{1,03 10}7 26,98 m n = M × = = × mol aluminium.

Dit reageert in 120 seconden.

Er reageert dan gemiddeld _{8,55 10}1,03 107 4 120

× _{= × mol aluminium per seconde.}

32 a Stap 1: Geef de reactievergelijking.

2 2 2

2 H O(l) 2 H (g) O (g)

®

+

Stap 2: Reken de gegeven grootheid om naar mol. M(H2) = 2 × 1,008 = 2,016 g mol–1; 3 3 5 6 10 _{2 78 10} 2 016 m , n = , M , × = = × mol H2(g)

Stap 3: Gebruik de molverhoudingen uit de reactievergelijking.

De verhouding tussen H2(g) en H2O(l) is 2 : 2. Er is dus ook 2,78·103 mol H2O(l) geweest.

Stap 4: Reken de hoeveelheid mol om naar de juiste grootheid en eenheid.

M(H2O) = 18,015 g mol–1 (Binas tabel 98). m = n · M = 2,78·103 × 18,015 = 50,0·103 g = 50,0 kg

H2O(l). Dit moet worden omgerekend naar volume: = 50 0 50 1

0 998 = , = V , ρ m _{, dm}3 _H 2O(l).

Stap 5: Controleer de significantie.

Het gegeven met het minste aantal significante cijfers is 5,6 kg waterstof. Dit staat gegeven met twee significante cijfers. Het antwoord is dus 50 dm3 _water.

Nova © Uitgeverij Malmberg H1 Chemisch rekenen

12 b Het volume van de tank is: = = 5,6 62

0 090= ρ

m V

, m3.

c Stap 1: Geef de reactievergelijking.

2 2

LiH(s) + H O(l)

→

LiOH(s) + H (g)

Stap 2: Reken de gegeven grootheid om naar mol.

5,6 kg waterstof komt overeen met 2,78·103_{mol waterstof (vraag a).}

Stap 3: Gebruik de molverhouding uit de reactievergelijking.

De molverhouding H2(g) en LiH(s) is 1 : 1, dus is er ook 2,78·103mol LiH(s) nodig.

Stap 4: Reken de hoeveelheid mol om naar de juiste grootheid en eenheid. Er wordt gevraagd naar kg LiH.

M(LiH) = 6,941 + 1,008 = 7,949 g mol–1_{. m = n · M = 2,78·10}3_{× 7,949 = 22,1·10}3_{g LiH.}

Dit is 22,1 kg LiH.

Stap 5: Controleer de significantie.

Het gegeven met het minste aantal significante cijfers is 5,6 kg waterstof. Dit staat gegeven met twee significante cijfers. Het antwoord is dus 22 kg LiH(s).

d = 22 29 0 76 ρ m V ,

= = dm3_{LiH(s) is nodig voor de opslag van 5,6 kg waterstof.} 33 a Gelijk aan die op aarde. Dus ongeveer 20 volumeprocent.

b elektrolyse

c

2 H O(l)

2

→

2 H (g) + O (g)

2 2 d destilleren

e Reken de gegeven stof om naar mol. M(H2O) = 18,015 g mol–1(Binas tabel 98).

3 3 23 10 _{1 277 10} 18 015 m n = , M , ⋅

= = ⋅ mol water wordt gebruikt voor de vorming van het zuurstof. Gebruik de verhouding uit de reactievergelijking.

De verhouding 2 2 H O 2

O =1, de benodigde hoeveelheid zuurstof is

3 2 1 277 10 _{6 38 10} 2 ⋅ _{= ⋅} , _{, mol O} 2(g).

Reken de gevraagde stof om naar de juiste grootheid en eenheid.

De zes ISS-bewoners gebruiken 6,38·102_{× 32,00 = 20,4·10}3_{g zuurstof per dag.}

Een ISS-bewoner gebruikt dus 20 4 103 _{3 4 10}3 6

, ⋅ _,

= ⋅ g zuurstof per dag. In een dag zitten 24 × 60 = 1440 minuten.

Een ISS-bewoner gebruikt gemiddeld 3 4 103 2 36 1440

, ⋅ _{= ,}

g zuurstof per minuut. Controleer de significantie van het antwoord.

Het gegeven met het minste aantal significante cijfers is gegeven in twee significante cijfers. Er wordt gemiddeld 2,4 g zuurstof per minuut per ISS-bewoner gebruikt.

H6 Evenwichten 65 e 3 3 7 8 3 2 2 [H O ][HCO ] _{4,5 10} 4,0 10 [HCO ] [CO ] [CO ] K= + − = ⋅ − = ⋅ − × − _; 7₈ 3 2 [HCO ] 4,5 10 ₁₁ [CO ] 4,0 10 − − − ⋅ = = ⋅ ;

dus [HCO3–] : [CO2] = 11 : 1.

f Als je voedingspatroon veel invloed zou hebben op de zuurgraad van je bloed zou je ademhaling

Nova © Uitgeverij Malmberg H1 Chemisch rekenen

Eindopdracht Goud

34 a 209 197 1 1 83Bi→ 79Au 4 p+ 1 ++8 n 4 e0 + −

b Reken de gegeven stof om naar mol.

M(Au) = 197,0 g mol–1_; 100 _{0 5076}

197 0 m

n = ,

M = , = mol Au.

Dit zijn N = n · NA= 0,5076 × 6,02·1023= 3,06·1023goudatomen;

dit is 24₂₃ 3 3 0 1 10 10 6 , ⋅ = ⋅

euro per goudatoom.

c Stap 1: Geef de reactievergelijking.

2 2

Cu(l) + Cl (g)

→

CuCl (s)

Stap 2: Reken de gegeven grootheid om naar mol. Er is 24 – 14 = 10 karaat koper aanwezig. Dat betekent dat er 10 1000 416 7

24× = , g koper aanwezig is in 1,0 kg. M(Cu) = 63,55 g mol–1.

416,7 g koper komt overeen met 416 7 6 56

63 55

= =

m ,

n = ,

M , mol koper in 1,0 kg.

Stap 3: Gebruik de molverhouding uit de reactievergelijking.

De molverhouding tussen koper en chloor is 1 : 1. Er is dus ook 6,56 mol Cl2(g) nodig.

Stap 4: Reken de hoeveelheid mol om naar de juiste grootheid en eenheid. M(Cl2) = 70,90 g mol–1; m = n · M = 6,56 × 70,90 = 465 g Cl2(g) nodig.

Stap 5: Controleer de significantie.

Het gegeven met het minste aantal significante cijfers is gegeven in twee significante cijfers. Het antwoord is dus 4,7·102_{g chloor nodig per kg 14 karaat goud.}

Nova © Uitgeverij Malmberg H1 Chemisch rekenen

Eindopdracht Goud

34 a 209 197 1 1 0 83Bi 79Au 4 p+ 1 ++8 n 4 e0 0+

b Reken de gegeven stof om naar mol.

M(Au) = 197,0 g mol–1_; 100 _{0 5076}

197 0

m

n = ,

M = , = mol Au.

Dit zijn N = n · NA = 0,5076 × 6,02·1023 = 3,06·1023 goudatomen;

dit is 24₂₃ 3 3 0 1 10 10 6 , × =

× _{euro per goudatoom.}

c Stap 1: Geef de reactievergelijking.

2 2

Cu(l) + Cl (g) CuCl (s)

®

Stap 2: Reken de gegeven grootheid om naar mol. Er is 24 – 14 = 10 karaat koper aanwezig. Dat betekent dat er

10 1000 416 7

24

´

=

,

g koper aanwezig is in 1,0 kg. M(Cu) = 63,55 g mol–1.

416,7 g koper komt overeen met 416 7 6 56

63 55

= =

m ,

n = ,

M , mol koper in 1,0 kg.

Stap 3: Gebruik de molverhouding uit de reactievergelijking.

De molverhouding tussen koper en chloor is 1 : 1. Er is dus ook 6,56 mol Cl2(g) nodig.

Stap 4: Reken de hoeveelheid mol om naar de juiste grootheid en eenheid. M(Cl2) = 70,90 g mol–1; m = n · M = 6,56 × 70,90 = 465 g Cl2(g) nodig.

Stap 5: Controleer de significantie.

Het gegeven met het minste aantal significante cijfers is gegeven in twee significante cijfers. Het antwoord is dus 4,7·102 _{g chloor nodig per kg 14 karaat goud.}

H6 Evenwichten e 3 3 7 8 3 2 2 [H O ][HCO ] _{4,5 10} 4,0 10 [HCO ] [CO ] [CO ] K= + − = ⋅ − = ⋅ − × − _; 7₈ 3 2 [HCO ] 4,5 10 ₁₁ [CO ] 4,0 10 − − − ⋅ = = ⋅ ;

dus [HCO3–] : [CO2] = 11 : 1.

f Als je voedingspatroon veel invloed zou hebben op de zuurgraad van je bloed zou je ademhaling