Rekenen aan evenwichten (Scheikunde vwo), les 3: Terugblik quiz

• newEditor
• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4-6

Introductie

Terugblik quiz met 11 vragen over het hele onderwerp: K en x berekenen, Ks, oplosbaarheid, neerslag en Kv. Nieuw ten opzichte van de training.

Loodjodide slaat neer na het mengen van twee oplossingen (foto: PRHaney, CC BY-SA 3.0)

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · EVENWICHT · REKENEN

Quiz

Terugblik: Rekenen aan evenwichten

Les 3 van 3. Leerlingen beantwoorden individueel; bespreek na elke paar vragen kort de antwoorden. Image credit: PRHaney / Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

Kv = [X]extr / [X]water = 5,0. Wat geldt bij gelijke volumes in evenwicht?

A

5,0 keer zoveel X in het water als in het extractiemiddel

B

5,0 keer zoveel X in het extractiemiddel als in water

C

Evenveel X in beide lagen, want de volumes zijn gelijk

D

Alle X zit in het extractiemiddel en geen in water

Syllabus R&A1.6: Kv. Bij gelijke volumes is de verhouding van de hoeveelheden gelijk aan Kv: n(extractiemiddel) / n(water) = 5,0. Verwachte fouten: de verhouding omdraaien, of denken dat gelijke volumes gelijke hoeveelheden geven.

2 NH₃ ⇌ N₂ + 3 H₂. Evenwicht: [NH₃] 0,50; [N₂] 0,10; [H₂] 0,30 mol L⁻¹. K?

A

3,6·10⁻¹

B

5,4·10⁻³

C

9,3·10¹

D

1,1·10⁻²

Syllabus R&A1.6. Twee keer nagerekend met Python: Q = [N₂][H₂]³ / [NH₃]² = 0,10 × 0,027 / 0,25 = 1,08·10⁻², 2 significante cijfers: 1,1·10⁻². Reactie klopt: N 2 = 2, H 6 = 6. Dit is de omgekeerde reactie van de ammoniaksynthese: K = 1 / K(synthese). Verwachte fouten: 3 × 0,30 invullen in plaats van 0,30³ (3,6·10⁻¹), NH₃ niet kwadrateren (5,4·10⁻³), of de breuk omdraaien (9,3·10¹).

CO + H₂O ⇌ CO₂ + H₂, K = 4,0. Begin alleen 0,60 mol L⁻¹ CO₂ en H₂. [CO]?

A

0,20 mol L⁻¹

B

0,40 mol L⁻¹

C

0,12 mol L⁻¹

D

0,15 mol L⁻¹

Syllabus R&A1.6. Er is nog geen CO en H₂O, dus Q = ∞ > K: de terugreactie verloopt. CO en H₂O worden x, CO₂ en H₂ worden 0,60 − x. (0,60 − x)² / x² = 4,0 geeft (0,60 − x) / x = 2,0, dus 0,60 = 3,0x en x = 0,20 mol L⁻¹ (twee keer nagerekend met Python). Controle: 0,40² / 0,20² = 4,0. Verwachte fouten: de producten laten toenemen of x en 0,60 − x omdraaien (0,40), de wortel vergeten met K omgekeerd (x / (0,60 − x) = 0,25 geeft 0,12), of x / 0,60 = 0,25 (0,15).

Vul in

Bij een extractie is Kv gelijk aan de verhouding van [X] in de twee vloeistoffen; met hetzelfde totale volume haal je met meerdere kleine porties meer X uit het water dan met één grote.

Kv

volume

meer

Ks

minder

Syllabus R&A1.6, R&A2. Gaten: Kv, volume, meer. Verwachte fout: 'Ks' kiezen (dat is voor een zout) of 'minder'; bij twee porties blijft er steeds een ander deel in het water achter, zodat in totaal meer overgaat.

Zet s op volgorde, van klein naar groot

1

MX met Ks = 1,0·10⁻⁸

2

MX₂ met Ks = 4,0·10⁻¹⁸

3

MX₂ met Ks = 1,0·10⁻¹⁰

4

MX met Ks = 1,0·10⁻¹⁰

Syllabus R&A1.6: Ks. Twee keer nagerekend met Python: MX: s = √Ks; MX₂: s = (Ks / 4)^(1/3). Dus 4,0·10⁻¹⁸ (MX₂) geeft s = 1,0·10⁻⁶; 1,0·10⁻¹⁰ (MX) geeft 1,0·10⁻⁵; 1,0·10⁻⁸ (MX) geeft 1,0·10⁻⁴; 1,0·10⁻¹⁰ (MX₂) geeft 2,9·10⁻⁴ mol L⁻¹. Verwachte fout: alleen naar de Ks-waarden kijken: dan komt MX₂ met Ks = 1,0·10⁻¹⁰ gelijk met MX met dezelfde Ks, terwijl de formule telt.

Ks(AgCl) = 1,8·10⁻¹⁰. In 0,10 mol L⁻¹ NaCl: hoogste [Ag⁺] zonder neerslag?

A

1,3·10⁻⁵ mol L⁻¹

B

1,8·10⁻¹¹ mol L⁻¹

C

1,8·10⁻⁹ mol L⁻¹

D

1,8·10⁻¹⁰ mol L⁻¹

Syllabus R&A1.6. Twee keer nagerekend met Python: zonder neerslag is Q ≤ Ks, dus [Ag⁺] ≤ Ks / [Cl⁻] = 1,8·10⁻¹⁰ / 0,10 = 1,8·10⁻⁹ mol L⁻¹. In zuiver water kan er 1,3·10⁻⁵ mol L⁻¹ Ag⁺ zijn. Verwachte fouten: de oplosbaarheid in zuiver water (1,3·10⁻⁵) noemen, Ks met 0,10 vermenigvuldigen (1,8·10⁻¹¹), of Ks zelf geven.

Zout MX₂ heeft oplosbaarheid s = 2,0·10⁻⁴ mol L⁻¹. Wat is Ks?

A

8,0·10⁻¹²

B

1,6·10⁻¹¹

C

3,2·10⁻¹¹

D

4,0·10⁻⁸

Syllabus R&A1.6. Twee keer nagerekend met Python: [M²⁺] = s en [X⁻] = 2s, dus Ks = s × (2s)² = 4s³ = 4 × (2,0·10⁻⁴)³ = 4 × 8,0·10⁻¹² = 3,2·10⁻¹¹. Verwachte fouten: Ks = s³ (8,0·10⁻¹²), Ks = 2s³ (1,6·10⁻¹¹) of Ks = s² (4,0·10⁻⁸).

Je lost extra NaCl op in een verzadigde AgCl-oplossing. Wat blijft gelijk?

A

De waarde van Ks

B

[Ag⁺]

C

[Cl⁻]

D

De oplosbaarheid van AgCl

Syllabus R&A1.6. Extra Cl⁻ maakt Q groter dan Ks: er slaat AgCl neer tot Q weer gelijk is aan Ks. Daardoor daalt [Ag⁺], stijgt [Cl⁻] en is de oplosbaarheid van AgCl in deze oplossing lager. Ks verandert alleen met de temperatuur. Verwachte fout: [Ag⁺] gelijk laten blijven.

Geef Ks: Ag₂S(s) ⇌ 2 Ag⁺(aq) + S²⁻(aq)

Goed antwoord: Ks = [Ag⁺]²[S²⁻]. Nagerekend: Ag 2 = 2, S 1 = 1, lading 0 = 2+ + 2−, klopt. Het vaste zout staat niet in Ks; de coëfficiënt 2 wordt de macht van [Ag⁺]. Verwachte fouten: [Ag₂S] in de noemer, 2[Ag⁺] in plaats van [Ag⁺]². Syllabus R&A1.6.

Voor welk evenwicht mag je K met mol in plaats van mol L⁻¹ berekenen?

A

N₂ + 3 H₂ ⇌ 2 NH₃

B

N₂O₄ ⇌ 2 NO₂

C

2 SO₂ + O₂ ⇌ 2 SO₃

D

2 HI ⇌ H₂ + I₂

Syllabus R&A1.6. Alleen bij evenveel mol gas links als rechts valt het volume uit Q weg: 2 HI (2 mol) naar H₂ + I₂ (2 mol). Bij de andere reacties is het aantal mol links en rechts verschillend (4 tegen 2, 1 tegen 2, 3 tegen 2). Verwachte fout: denken dat dit altijd mag.

Kv (extr/water) = 9,0. Gelijke volumes extractiemiddel en water. % X in extractiemiddel?

A

82%

B

90%

C

10%

D

50%

Syllabus R&A1.6, R&A2. Twee keer nagerekend met Python: bij gelijke volumes is n(extr) / n(water) = 9,0; fractie in extr = 9,0 / (9,0 + 1) = 0,90. Verwachte fouten: 9,0 / 11 = 82% (de som verkeerd nemen), 10% (omgedraaid) of 50% (denken dat gelijke volumes gelijke hoeveelheden geven).

Hoe zeker voel je je over dit onderwerp?

1

Heel zeker

2

Redelijk zeker

3

Niet zo zeker

4

Helemaal niet zeker

Gebruik de uitslag om te bepalen of je een onderdeel herhaalt.

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · EVENWICHT · REKENEN

Goed gedaan!

Je kunt nu K uit concentraties berekenen, concentraties uit K met een tabel en een wortel of abc-formule, rekenen met Ks bij oplosbaarheid en neerslag en met Kv bij extractie. Zoek de vragen die je fout had op in les 1.