Les 4.3.1 Massa

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

Les 4.3 Massa

Planning

• Nakijken 4 t/m 10 (blz 22)
• Les 4.3 Massa

Nakijken: 4 t/m 10 (blz 22)

4

• a) 4 Fe(s) + 6 H₂O(l) + 3 O₂(g) → 4 FeO₃H₃(s)
• b) katalysator
  
• c) Door de ketting in te vetten of er een teflonspray over te spuiten. Hierdoor kunnen zuurstof en water niet in contact komen met het ijzer van de ketting. 

5

• De concentratie: schoonmaakazijn heeft een hogere concentratie azijnzuur dan tafelazijn. 
• Bij een hogere concentratie zijn er per liter azijn meer azijnzuurmoleculen aanwezig. 
• Dit geeft een grotere kans op een botsing met de kalkdeeltjes. 
• Hierdoor zijn er ook meer effectieve botsingen per seconde en zal de reactiesnelheid bij gebruik van schoonmaakazijn toenemen.

6

• a) Tijdens de verbranding van magnesium komt energie vrij in de vorm van fel wit licht. En het vrijkomen van energie is kenmerkend voor een exotherme reactie.
• b) 2 Mg(s) + O₂(g) → 2 MgO(s)
  
• c) Magnesiumpoeder is de fijnverdeelde vorm van het metaal magnesium. Magnesiumoxide is het verbrandingsproduct van magnesium.

6

• d) Magnesiumoxide is een verbinding tussen het metaal magnesium en het niet-metaal zuurstof. Het is daarmee een zout.
• e) Magnesiumpoeder heeft een hogere verdelingsgraad dan magnesiumlint. Een groter contactoppervlak leidt tot een grotere kans op een botsing tussen de magnesiumatomen en de zuurstofmoleculen. Dit zal resulteren in meer effectieve botsingen per seconde. 

6

• d) Magnesiumoxide is een verbinding tussen het metaal magnesium en het niet-metaal zuurstof. Het is daarmee een zout.
• e) Magnesiumpoeder heeft een hogere verdelingsgraad dan magnesiumlint. Een groter contactoppervlak leidt tot een grotere kans op een botsing tussen de magnesiumatomen en de zuurstofmoleculen. Dit zal resulteren in meer effectieve botsingen per seconde. 

7

7

7

8

• a) oppervlak van één vlak = l × b = 1,0 × 1,0 = 1,0 cm²
  
•  totaal oppervlak = 6 × 1,0 cm2 = 6,0 cm² 
• b) acht blokjes
  
• c) oppervlak van één vlak = l × b = 0,5 × 0,5 = 0,25 cm²
  
•  totaal oppervlak van één klein blokje = 6 × 0,25 cm2 = 1,5 cm²
•  totaal oppervlak van alle kleine blokjes = 8 × 1,5 = 12 cm²

8d

• a) 

9

• a) H2(g) + Cl2(g) → 2 HCl(g)
• b) effectieve botsingen per s per mL = 2,0×10²⁰ : 100 x 3% =  6,0∙10¹⁸
• Bij elke effectieve botsing botst een molecuul H₂ met een molecuul Cl2 waarbij twee HCl-moleculen worden gevormd.
  
• Dus bij 6,0⋅10¹⁸ effectieve botsingen tussen H₂-moleculen en Cl₂-moleculen ontstaan dus 2 × 6,0∙10¹⁸ = 1,2∙10¹⁹ moleculen HCl per seconde per milliliter

9

• c) Bij een lagere temperatuur gaan de waterstofmoleculen en de chloormoleculen langzamer bewegen. De moleculen zullen per seconde minder vaak en zachter tegen elkaar aan botsen. Als er minder en zachtere botsingen per seconde plaatsvinden, is de kans op effectieve botsingen ook kleiner. De reactie zal dan langzamer verlopen. 

10

• a) Op het tijdstip t = 0 minuten is de H₂O₂-concentratie 0,68 g/L. Een halvering van deze concentratie is 0,34 g/L. Op de x-as lees je dan de halveringstijd af: t = 650 minuten. 
• b) Een tweede halvering van de concentratie is bijvoorbeeld van 0,34 g/L naar 0,17 g/L. Het tijdstip bij 0,17 g/L is 1300 minuten. De tijd om de concentratie te halveren van 0,34 g/L naar 0,17 g/L is dus: 1300 − 650 = 650 minuten.

10c

10d

10

• e) De helling van de lijn wordt steeds minder steil.
  
• f) Na verloop van tijd wordt de concentratie H2O2 steeds lager, waardoor de reactiesnelheid ook steeds lager wordt. 
• g) De halfwaardetijd is nu 6,5 minuten, want na 6,5 minuten is de concentratie precies de helft van de beginconcentratie
• h) De reactie verloopt 100× sneller, want de halfwaardetijd is gedaald van 650 minuten naar 6,5 minuten. 
• i) Katalase versnelt de reactie en is dus een katalysator. 

Leerdoelen 4.3 Massa

• Je kunt op microniveau uitleggen waarom de wet van massabehoud altijd geldt.
• Je kunt molverhoudingen gebruiken om massaberekeningen uit te voeren aan reacties.
• Je kunt uitleggen wat de begrippen overmaat en ondermaat inhouden.

Wet van massabehoud = de wet van Lavoisier.

Wet van behoud van massa

• Wet van behoud van massa: Massa van de beginstoffen is gelijk aan de massa van reactieproducten (dat is altijd zo!)
• 4 Al (s) + 3 O₂ (g) --> 2 Al₂O₃ (s)
• Massaverhouding

Voorbeeld 1

• Bij de verbranding van fosfor ontstaat difosforpentaoxide:
  
• 4 P(s) + 5 O₂(g) → 2 P₂O₅(s)
  
• Bij de verbranding van 10,0 g fosfor ontstaat 17,8 g difosforpentaoxide.
  
• Bereken hoeveel gram zuurstof is verbruikt bij deze verbranding.

Antwoord voorbeeld 1

• Bij de verbranding van fosfor ontstaat difosforpentaoxide:
  
• 4 P(s) + 5 O₂(g) → 2 P₂O₅(s)
  
• Bij de verbranding van 10,0 g fosfor ontstaat 17,8 g difosforpentaoxide.
  
• Bereken hoeveel gram zuurstof is verbruikt bij deze verbranding.
• 17,8 - 10,0 = 7,8 g zuurstof

Molverhouding

• De molverhouding laat zien in welke verhouding in mol de beginstoffen in een chemische reactie met elkaar reageren en de reactieproducten worden gevormd.  
• Molverhouding = stoichiometrische verhouding

• Verbranding van butaan: 2 C₄H₁₀(g) + 13 O₂(g) → 8 CO₂(g) + 10 H₂O(l)
• Molverhouding = C₄H₁₀ : O₂ : CO₂ : H₂O 
•                                     =     2      :  13  :    8    :  10

Molverhouding is net als taart maken

Voorbeeld 2

• Voor de synthese van ammoniak, NH₃(g), wordt stikstofgas en waterstofgas gemengd.
  
• Bereken hoeveel mol waterstofgas nodig is voor de synthese van 0,80 mol ammoniak.
  
• De reactievergelijking van de synthese van ammoniak is:
  
• N₂(g) + 3 H₂(g) → 2 NH₃(g)
• antwoord: 0,80 : 2 x 3 = 1,2 mol waterstofgas

Molrekenen

• Stap 1: noteer de reactievergelijking
  
• Stap 2: bereken de chemische hoeveelheid (aantal mol) van de gegeven stof
  
• Stap 3: bereken de chemische hoeveelheid (aantal mol) van de gevraagde stof (door de molverhouding van je gegeven stof)
• Stap 4: reken de chemische hoeveelheid om naar de gevraagde grootheid en eenheid (bijvoorbeeld omrekenen naar massa in g)
• Stap 5: controleer de significantie

Voorbeeld 3

• Een auto rijdt op benzine. Neem als molecuulformule voor benzine C₈H₁₈(l). 

• Bereken de massa zuurstof in kilogram die nodig is voor de volledige verbranding van 1,00 kg benzine in een automotor.

Maken: 2 t/m 7 (blz 33)

2

•  1558 − 800 = 758 g 

3

4a

4b

• Voor de pijl staat 2 mol natriumazide en na de pijl staat 2 mol natrium en 3 mol stikstof. Dus na de pijl staat in totaal 5 mol.
• 2 mol voor de pijl is niet gelijk aan 5 mol na de pijl. 

5

• a) Ze zal zien dat de kant waar de kaars staat omhooggaat. Bij de verbranding ontstaan gassen die ontsnappen. De massa van de kaars zal dus afnemen. 
• b) • De balans blijft in evenwicht, omdat de verbrandingsgassen niet kunnen ontsnappen.
  
• • De kaars gaat na korte tijd uit, omdat de zuurstof opraakt.
  

6

• a) De totale massa van de beginstoffen is 20,0 + 3,0 = 23,0 g.
  
• De totale massa van de reactieproducten is 16,0 + 7,0 = 23,0 g.
  
• Deze massa’s zijn aan elkaar gelijk, dus zijn alle beginstoffen verdwenen.
  

• b) Het aantal atomen van elke atoomsoort is links en rechts van de pijl in de reactievergelijking gelijk aan elkaar. Dat betekent dus ook dat de totale massa van alle atomen voor de reactie gelijk is aan de totale massa van alle atomen na de reactie.

6c

7

7