Les 4.3.1 Massa

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

Les 4.3 Massa

Planning

• Nakijken 3 t/m 7b (blz 21)
• Les 4.3 Massa

nakijken: 3 t/m 7b (blz 21)

3

• a) De verdelingsgraad (het contactoppervlak) van een houtblok is lager dan die van houtsnippers. De kans dat de zuurstofmoleculen met de houtmoleculen botsen in het houtblok is daardoor kleiner. Hierdoor verloopt de verbrandingsreactie langzamer.

3

• b) Gassen vormen altijd een homogeen mengsel. Alle gasmoleculen kunnen botsen en dus reageren. Bij vaste stoffen is altijd sprake van een heterogeen mengsel. Alleen de moleculen aan het oppervlak van een korreltje kunnen reageren. De kans dat in een gasmengsel een botsing optreedt tussen verschillende moleculen is daardoor een stuk groter, waardoor de reactiesnelheid van stoffen in de gasfase over het algemeen hoger is.
• c) De moleculen van stoffen die in een oplossing aanwezig zijn, kunnen vrij door de oplossing bewegen op relatief korte afstand. Daardoor is de kans op effectieve botsingen per seconde relatief groot.

4

• a) 

4

• a) 

4

• a) 
• b) 

5

• a) Experiment 2, want de concentratie azijnzuuroplossing is hoger.
  
• b) Experiment 3, want de verdelingsgraad van het magnesium is hoger.
• c) Experiment 4, want de verdelingsgraad van het magnesium én de concentratie azijnzuuroplossing zijn beide hoger.
• d) Experiment 5, want de temperatuur is hoger.
• e ) Experiment 6, want de concentratie azijnzuuroplossing is hoger.
• f) Experiment 7, want de verdelingsgraad van het magnesium is hoger.

6a

6a

6b

7

• a) Als de druk in een reactievat door samenpersen stijgt, stijgt ook de concentratie van de gassen in het vat. Op microniveau betekent dit dat bij een hogere concentratie de botsingskans tussen de moleculen groter is, omdat ze dichter bij elkaar zitten. Daardoor is de kans op effectieve botsingen per seconde ook groter en neemt de reactiesnelheid toe.
• b) Nee, dit is niet mogelijk omdat gassen al bestaan uit losse vrij bewegende moleculen. Dat is de grootst mogelijke ‘verdelingsgraad’ van stoffen.

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.
• Je kunt uitrekenen welke stof bij een reactie in over-/ondermaat aanwezig is.

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: 4 t/m 8 (blz 32)

4

• a) Bij het verbranden van hout ontstaan kooldioxide en water. Deze gassen verdwijnen direct in de lucht, maar hebben wel een massa.
• b) Links van de pijl hebben de beginstoffen samen een massa van 1,0 + 1,2 = 2,2 kg. Volgens de wet van massabehoud moet er rechts van de pijl dan ook 2,2 kg vrijkomen. Dat betekent dat er 2,2 − 0,60 = 1,6 kg CO2(g) is vrijgekomen.
• c) 

4

• d) C₆H₁₀O₅(s) + 6 O₂(g) → 6 CO₂(g) + 5 H₂O(l)
•                 1              :    6             :          6            :        5

4

• d) C₆H₁₀O₅(s) + 6 O₂(g) → 6 CO₂(g) + 5 H₂O(l)
•                 1              :    6             :          6            :        5

5a

stof: CH₄

• m = 1,0 g
• n = ? mol
• M = 1 × 12,01 + 4 × 1,008 = 16,042 g/mol
  

•  
• n = 1,0 : 16,042
• n = 0,063 mol methaan
• 5b) Reactievergelijking: 2 mol zuurstof is nodig voor de verbranding van 1 mol methaan, dus  verbranding van 0,063 mol methaan is 2×0,063 mol = 0,13 mol zuurstof nodig.

5c

stof: O₂

• m = ? g
• n = 0,13 mol
• M = 2 × 16,00 = 32,00 g/mol
  

• m = n × M
• m = 0,13 × 32,00
• m = 4,2 g zuurstof

• 5d) 1,0 + 4,2 = 5,2 g.
  

6

• a) MgH₂(s) + 2 H₂O(l) → MgO₂H₂(s) + 2 H₂(g)

6b

7

8

• a) 2 NaN₃(s) → 2 Na(s) + 3 N₂(g)

8b