is gegeven

VOORBEELDVRAAGSTUK

Gebluste kalk of calciumhydroxide reageert met 4,5 mol salpeterzuur tot calciumnitraat en water. Hoeveel gram gebluste kalk (Ca(OH)2) kan hiermee reageren en hoeveel gram calciumnitraat (Ca(NO3)2) kan er dan ontstaan?

We schrijven de reactie met de correcte formules en voorgetallen, zodat de reactievergelijking klopt. Gegeven:

Ca(OH)2 + 2 HNO3 → Ca(NO3)2 + 2 H2O

• Uit de reactievergelijking, en meer bepaald uit de voorgetallen, leid je de molverhouding af: 1 mol calciumhydroxide reageert met 2 mol salpeterzuur. Er wordt dan 1 mol calciumnitraat gevormd en 2 mol water. • Je hebt m(HNO3) = 4,5 mol Gevraagd: • m(Ca(OH)2) • m(Ca(NO3)2)

Oplossing: a Schrijf onder de reactievergelijking de molverhouding waarin de stoffen reageren:

Ca(OH)2 + 2 HNO3 → Ca(NO3)2 + 2 H20 1 mol + 2 mol → 1 mol + 2 mol

b Schrijf de gegeven stofhoeveelheid (in dit geval massa m) onder de betreffende stof :

Ca(OH)2 + 2 HNO3 → Ca(NO3)2 + 2 H20 1 mol + 2 mol → 1 mol + 2 mol 4,5 mol

c Met de berekende stofhoeveelheid in mol (n) vinden we, door gebruik te maken van de molverhouding, de andere stofhoeveelheden in mol:

Ca(OH)2 + 2 HNO3 → Ca(NO3)2

+ 2 H20 1 mol + 2 mol → 1 mol + 2 mol 2,25 mol 4,5 mol 2,25 mol 4,5 mol d Zet tenslotte de gevonden stofhoeveelheden om in de gevraagde eenheid gram door opnieuw gebruik te maken van de molaire massa M.

M(Ca(OH)2) = 40,1 g mol + 2 · 16,0 g mol + 2 · 1,0 g mol = 74,1 g mol m(Ca(OH)2) = n · M = 2,25 mol · 74,1 g mol = 166,7 g

vademecum: vraagstukken oplossen

/2

/2 · 1 Proefhoofdstuk©VANIN

M(Ca(NO3)2) = 40,1 g mol + 2 · 14,0 g mol + 6 · 16,0 g mol = 164,1

g mol

m(Ca(NO3)2) = n · M = 2,25 mol · 164,1 g mol = 369,2 g

We weten dus nu dat er 166,7 g gebluste kalk of Ca(OH)2 kan reageren met de 4,5 mol salpeterzuur of HNO3 en dat er dan maximaal 369,2 g calciumnitraat of Ca(NO3)2 kan gevormd worden.

Let op: de berekende hoeveelheid calciumnitraat is inderdaad de maximale hoeveelheid die we zouden kunnen bekomen. In de praktijk zal een reactie nooit een rendement van 100 % hebben. Voorlopig laten we dit buiten beschouwing en berekenen we steeds de maximale hoeveelheden.

• Als je wilt controleren of je berekeningen juist zijn, dan kun je de wet van behoud van massa toepassen: ∑ massa’s reagentia = ∑ massa’s reactieproducten. In het voorbeeld ontstond ook 4,5 mol water of 81,0 g water. We kijken nu of die vergelijking klopt: 166,7 g + 283,5 g = 369,2 g + 81,0 g? Beide sommen hebben 450,2 g als resultaat! • De gegeven stofhoeveelheid is niet altijd in gram opgegeven, zo kan er ook een aantal deeltjes zijn opgegeven. Om dit dan om te rekenen naar mol, gebruiken we het getal van Avogadro.

TIP Voor het oplossen van vraagstukken met een gegeven stofhoeveelheid gebruik je het onderstaande stappenplan: vraagstuk analyse gegeven en gevraagd reactievergelijking gegeven stofhoeveelheid omzetten naar mol molverhouding toepassen omzetting naar gevraagde eenheid Bij het oplossen van vraagstukken zul je ook vaak ‘de regel van drie’ toepassen. Als je weet wat Proefhoofdstuk©VANIN de molverhouding is waarin de stoffen A en B reageren (uit de voorgetallen), dan kun je ook berekenen hoeveel mol van stof B er met 1 mol van stof A reageert. En vervolgens bereken je hoeveel mol B er reageert met de gegeven molhoeveelheid A. Bekijk het voorbeeld achter de bijlage: QR-code.

de regel van drie

AAN DE SLAG

1 Waterstofchloride reageert met 50,0 g natriumhydroxide. Daarbij ontstaan keukenzout en water. (reactievergelijking: HCl + NaOH → NaCl + H2O) Hoeveel gram zuur heb je nodig en hoeveel gram zout ontstaat er? Bereken hoeveel gram kaliumhydroxide (KOH) kan reageren met 15,75 g salpeterzuur (HNO3). Bij die reactie ontstaan kaliumnitraat (KNO3) en water. (reactievergelijking: KOH + HNO3 → KNO3 + H2O) Hoeveel gram zout wordt er maximaal gevormd? Hoeveel gram calciumfosfaat (Ca3(PO4)2) ontstaat door de reactie van 2,7 mol calciumhydroxide (Ca(OH)2) met voldoende fosforzuur (H3PO4)? Bij die reactie ontstaat naast calciumfosfaat ook water. (reactievergelijking: 3 (Ca(OH)2) + 2 H3PO4 → (Ca3(PO4)2) + 6 H2O) Wanneer een metaal en een zuur reageren, ontstaat vaak waterstofgas. Zink reageert bv. met zwavelzuur (H2SO4) tot zinksulfaat (ZnSO4) en waterstofgas (H2). Hoeveel gram zink moet reageren met een overmaat zwavelzuur om 6,0 g waterstofgas te bekomen? Koolstofdisulfide (CS2) reageert met dizuurstof (O2) tot zwaveldioxide (SO2) en koolstofdioxide (CO2). Hoeveel gram zuurstofgas moet je hebben om 38,1 g koolstofdisulfide te verbranden? Butaan wordt verbrand bij gebruik van bijvoorbeeld de gasbarbecue volgens de reactie 2 C4H10 + 13 O2 → 8 CO2 + 10 H2O. Hoeveel gram zuurstofgas heb je nodig om 40,00 gram butaangas te verbranden? Hoeveel gram CO2 wordt daarbij gevormd? Stel dat je auto op zuiver octaan rijdt en 5 600 gram octaan verbruikt per 100 kilometer. De verbrandingsreactie kan als volgt geschreven worden: 2 C8H18 + 25 O2 → 16 CO2 + 18 H2O

2

a Wat is de CO2-uitstoot van je wagen in g km ? b In welke klasse wordt jouw auto ingedeeld? 4 Bereken de vraagstukken aan de hand van het stappenplan. a Schelpen bestaan voor een groot gedeelte uit calciumcarbonaat. Bij 500 °C ontbindt calciumcarbonaat in calciumoxide en 5 koolstofdioxide. Calciumoxide wordt als ongebluste kalk gebruikt in de cementindustrie en in de bouw. Bereken hoeveel ton calciumoxide ontstaat uit de omzetting van 10,0 ton schelpen. De reactievergelijking is: 6 CaCO3 → CaO + CO2. b Dichloor (Cl2) kan bereid worden door zeezout (NaCl) te laten ontbinden. Daarbij wordt ook natrium (Na) gevormd. Bereken hoeveel kilogram dichloor ontstaat uit 10,0 kg zeezout. 7 Stap 1: Bereken de stofhoeveelheid (mol) van een reagens of reactieproduct. Stap 2: Stel de correcte reactievergelijking op. Stap 3: Vertaal de correcte reactievergelijking naar stofhoeveelheid (mol). Stap 4: Bereken de gevraagde grootheden uit de opgave.

BENZINE A A < 100 g CO2/km B B 100 ≤ g CO2/km < 130 C C 130 ≤ g CO2/km < 160 D D 160 ≤ g CO2/km < 190 E E 190 ≤ g CO2/km < 190 F F 220 ≤ g CO2/km < 250 G G ≥ 250 g CO2/km Op basis van CO2-uitsoot worden auto’s ingedeeld in een categorie A tot G.3 8 Proefhoofdstuk©VANIN

a Je wil 6,0 g zuurstofgas bereiden uit kaliumchloraat (reactievergelijking: 2 KClO3 → 2 KCl + 3 O2). De massa KClO3 die daarvoor nodig is, bedraagt… • precies 6,0 g • meer dan 6,0 g • minder dan 6,0 g.

b Je wil 34,0 g ammoniakgas bereiden uit de reactie van stikstofgas met waterstofgas (reactievergelijking: N2 + 3 H2 → 2 NH3).

De massa H2 die daarvoor nodig is, bedraagt… • 6,00 g • 28,0 g • 34,0 g.

c Je laat 28,0 g koolstofmonoxide verbranden (reactievergelijking: 2 CO + O2 → 2 CO2).

De massa O2 die daarvoor nodig is, bedraagt… • 16,0 g • 32,0 g • 64,0 g.

d Je laat 7,00 g etheen met dibroom reageren (reactievergelijking: C2H4 + Br2 → C2H4Br2).

De massa C2H4Br2 die hierbij ontstaat, bedraagt… • 7,00 g • 28,0 g • 47,0 g • 188 g.

` Meer oefenen? Ga naar Proefhoofdstuk©VANIN