normomstandigheden

HOOFDSTUK 5

Chemisch rekenen met gassen

Stoichiometrie leert ons wat de kwantitatieve verhoudingen zijn waarin stoffen reageren. Dat is vrij eenvoudig te berekenen met vaste stoffen en oplossingen met een gekende concentratie. Bij sommige reacties reageren of ontstaan echter gassen. De massa van een gas is moeilijk te bepalen. We kunnen wel het volume van een gas meten, maar dat gasvolume is dan weer afhankelijk van de heersende temperatuur en druk. Hier zullen we rekening mee moeten houden bij de omzetting van de stofhoeveelheid naar de eenheid mol.

Uit het deeltjesmodel weet je al dat gassen bij een bepaalde druk en temperatuur een groter volume innemen per stofhoeveelheid dan vloeistoffen of vaste stoffen. LEERDOELEN

L het verband gebruiken tussen de toestandsgrootheden druk, volume en absolute temperatuur om de toestand van een ideaal gas en de veranderingen ervan te beschrijven

1 Het molaire gasvolume bij normomstandigheden

Ook het volume gas zullen we moeten omzetten naar een stofhoeveelheid, uitgedrukt in mol. Een gelijke molhoeveelheid van verschillende gassen nemen bij een gelijke druk en temperatuur hetzelfde volume in. Als we het volume van 1 mol gas kennen, het molaire gasvolume V m, (eenheid L mol), dan kunnen we het aantal mol gas berekenen door het volume gas te delen door het molaire gasvolume: n = V V m Als we de stofhoeveelheid (aantal mol n) van een gas kennen, dan kunnen we door het omvormen van de formule ook het volume berekenen dat dat gas inneemt: V = n · V m V = 22.4 L 1 mol He 4.0 g He 273° K 1 atm 1 mol O2 32.0 g O2 273° K 1 atm

1 mol N2 28.0 g N2 273° K 1 atm Proefhoofdstuk©VANIN

Afb. 20 Molair gasvolume

Gassen met een gelijke molhoeveelheid nemen bij een gelijke druk en temperatuur hetzelfde volume in:

V = n · V m

Normomstandigheden duiden we aan als n.o. We beschouwen een gas onder de normomstandigheden. We spreken over normomstandigheden als de i = 0 °C en de druk p = 1 013 hPa. Het molaire gasvolume is dan steeds 22,4 L mol. Als we dit getal onthouden, is het eenvoudig om vraagstukken op te lossen waarbij de reactie onder normomstandigheden plaatsvindt. We kunnen dan schakelen tussen het volume van het gas en het aantal mol door gebruik te maken van dit molaire gasvolume: 22,4 L mol waarbij n = V V m = V 22,4 L mol VOORBEELDVRAAGSTUKKEN 1 Bereken het volume van 15,0 g waterstofgas onder normomstandigheden.

Gegeven: • m(H2) = 15,0 g • n.o.

Gevraagd: V(H2)

Oplossing: n(H2) = m(H2) M(H2) = 15,0 g 2,0 g mol = 7,5 mol n.o. : V m = 22,4 L mol

V = n · V m

V(H2) = 7,5 mol · 22,4 L mol = 1,7 · 102 L 2 Bereken het volume van 25 g koolstofdioxidegas onder normomstandigheden.

Gegeven: • m(CO2) = 25,0 g • n.o.

Gevraagd: V(CO2)

Oplossing: n(CO2) = m(CO2) M(CO2) = 25,0 g 44,0 g mol

= 0,568 mol n.o. : V m = 22,4 L mol V(CO2) = n · V m = 0,568 mol · 22,4 L mol = 12,7 L Proefhoofdstuk©VANIN