Rekenen met concentraties (Scheikunde havo), les 2: Examentraining

• newEditor
• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4,5

Introductie

Examentraining met vier vraagtypen: concentratie berekenen en omrekenen, dichtheid, procenten en ppm, verdunnen en mengen, en titratieberekening. Acht vragen en een poll.

Titratie: een buret met kraan boven een erlenmeyer (foto: Willwood, CC BY-SA 3.0)

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · REKENEN · CONCENTRATIE

Examentraining

Rekenen met concentraties: zo pak je examenvragen aan

Les 2 van 3. Laat leerlingen in tweetallen overleggen bij de open vragen. Image credit: Willwood / Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · REKENEN · CONCENTRATIE

Wat ga je kunnen?

Ik kan examenvragen over concentraties, gehaltes, verdunnen en titratie stap voor stap uitrekenen.

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · REKENEN · CONCENTRATIE

Zo pak je een examenvraag aan

• 1. Lees: wat is gegeven (c, V, m, ρ, ppm) en wat moet je berekenen?

• 2. Eenheden: zet V om naar liter, m naar gram en reken gehaltes als verhouding.

• 3. Mol: gebruik n = m / M, n = c × V en de molverhouding uit de vergelijking.

• 4. Rond af: het kleinste aantal significante cijfers uit de gegevens, met eenheid.

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · REKENEN · CONCENTRATIE

Vraagtype 1: concentratie berekenen en omrekenen

• Bereken n uit de massa en deel door het volume in liter: c = n / V.

• Omgekeerd: n = c × V en m = n × M geeft de massa die je moet afwegen.

• Zoek M op in Binas of ScienceData, of lees hem in de vraag.

• Controleer de eenheid: mol L⁻¹ of g L⁻¹.

2,65 g Na₂CO₃ (M = 105,99 g mol⁻¹) in 250 mL: c(Na₂CO₃)?

A

10,6 mol L⁻¹

B

1,00·10⁻⁴ mol L⁻¹

C

0,200 mol L⁻¹

D

0,100 mol L⁻¹

n = 2,65 / 105,99 = 0,0250 mol; V = 0,250 L; c = 0,0250 / 0,250 = 0,100 mol L⁻¹. Verwachte fouten: m / V = 10,6 (massa per liter, geen mol), V in mL laten staan (1,00·10⁻⁴) en de molverhouding van Na⁺ meenemen (0,200 is [Na⁺], niet c van het zout). Syllabus R&A1.2.

Hoeveel g KOH (56,11 g mol⁻¹) voor 2,0 L 0,25 M?

n = c × V = 0,25 × 2,0 = 0,50 mol; m = n × M = 0,50 × 56,11 = 28,055 g, afgerond op twee significante cijfers 28 g. Verwachte fouten: 0,50 g (n zonder M) en 14 g (V weggelaten). Syllabus R&A1.2.

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · REKENEN · CONCENTRATIE

Vraagtype 2: dichtheid, procenten en ppm

• Dichtheid verbindt massa en volume: m = ρ × V en V = m / ρ.

• Een volumepercentage geeft het volume van de stof: V(stof) = percentage × V(mengsel).

• ppm: gedeeld door de totale massa, maal 10⁶, en teller en noemer in dezelfde eenheid.

• Werk stap voor stap: eerst naar volume of massa, dan pas verder.

500 mL van 40 vol% ethanol: hoeveel g ethanol (ρ = 0,79 g mL⁻¹)?

A

2,5·10² g

B

4,0·10² g

C

2,0·10² g

D

1,6·10² g

V(ethanol) = 0,40 × 500 = 2,0·10² mL; m = ρ × V = 0,79 × 2,0·10² = 158 g, afgerond op twee significante cijfers 1,6·10² g. Verwachte fouten: delen door ρ (2,5·10²), het percentage vergeten (4,0·10²) en het volume als massa nemen (2,0·10²). Syllabus R&A1.2 en R&A1.3.

15 mg lood in 2,5 kg bodem: hoeveel ppm?

15 mg = 15·10⁻⁶ kg; 15·10⁻⁶ / 2,5 = 6,0·10⁻⁶, dus 6,0 ppm (twee significante cijfers). Gelijkwaardig: 15 mg per 2,5 kg is 6,0 mg per kg. Verwachte fout: mg en kg niet in dezelfde eenheid zetten (bijvoorbeeld 15 / 2,5 = 6,0 zonder macht). Syllabus R&A1.3.

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · REKENEN · CONCENTRATIE

Vraagtype 3: verdunnen en mengen

• Verdunnen: n blijft gelijk, dus c₁ × V₁ = c₂ × V₂ met V₂ het totale volume.

• Mengen: tel de mol van beide oplossingen op en deel door het totale volume.

• Let op de eenheden: V₁ en V₂ in dezelfde eenheid (mL of L).

• Het gemiddelde van twee concentraties klopt alleen bij gelijke volumes.

Hoeveel mL 6,0 M verdun je tot 250 mL 0,40 M?

n = c₂ × V₂ = 0,40 × 0,250 = 0,10 mol; V₁ = n / c₁ = 0,10 / 6,0 = 0,0167 L, afgerond op twee significante cijfers 17 mL. Verwachte fout: c₁ en c₂ verwisselen (6,0 × 250 / 0,40 = 3,8·10³ mL, een veel te groot volume). Syllabus R&A1.2.

Je mengt 100,0 mL 0,50 M en 400,0 mL 0,10 M van dezelfde stof. Wat is c?

A

0,30 mol L⁻¹

B

0,18 mol L⁻¹

C

0,090 mol L⁻¹

D

0,60 mol L⁻¹

n = 0,50 × 0,1000 + 0,10 × 0,4000 = 0,050 + 0,040 = 0,090 mol; V = 500,0 mL = 0,5000 L; c = 0,090 / 0,5000 = 0,18 mol L⁻¹. Verwachte fouten: het gemiddelde nemen (0,30), niet delen door V (0,090 is n in mol) en de concentraties optellen (0,60). Syllabus R&A1.2.

Fenolftaleïne kleurt roze rond het eindpunt van een titratie (foto: 384, CC BY-SA 4.0)

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · REKENEN · CONCENTRATIE

Vraagtype 4: titratieberekening

• Schrijf de reactievergelijking en lees de molverhouding af.

• Bereken n van de stof met bekende c en V uit de buret: n = c × V, met V in liter.

• Gebruik de molverhouding voor n van de gezochte stof en deel door het volume van het monster.

• De buretaflezing heeft meestal drie significante cijfers: houd dat aan.

Image credit: 384 / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0

25,0 mL HCl vraagt 18,4 mL 0,100 M NaOH. c(HCl)?

HCl + NaOH → NaCl + H₂O, molverhouding 1 : 1. n(NaOH) = 0,100 × 0,0184 = 1,84·10⁻³ mol = n(HCl); c(HCl) = 1,84·10⁻³ / 0,0250 = 0,0736 mol L⁻¹. Verwachte fout: de volumes verwisselen (0,136 mol L⁻¹) of mL niet omrekenen. Syllabus R&A2.1.

20,0 mL 0,100 M H₂SO₄ reageert met 0,150 M NaOH (1 : 2). Hoeveel mL?

A

13,3 mL

B

53,3 mL

C

26,7 mL

D

40,0 mL

H₂SO₄ + 2 NaOH → Na₂SO₄ + 2 H₂O (klopt in atomen en lading). n(H₂SO₄) = 0,100 × 0,0200 = 2,00·10⁻³ mol; n(NaOH) = 2 × 2,00·10⁻³ = 4,00·10⁻³ mol; V = 4,00·10⁻³ / 0,150 = 0,0267 L = 26,7 mL. Verwachte fouten: de molverhouding vergeten (13,3), tweemaal toepassen (53,3) en de volumes in verhouding 1 : 2 nemen (40,0). Syllabus R&A2.1.

Welk vraagtype vind jij het lastigst?

1

Concentratie berekenen en omrekenen

2

Dichtheid, procenten en ppm

3

Verdunnen en mengen

4

Titratieberekening

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · REKENEN · CONCENTRATIE

Tips voor op het examen

• Zet het volume altijd om naar liter voordat je c = n / V gebruikt.

• Reken bij verdunnen met het totale volume na het aanvullen, niet met het toegevoegde water.

• Bij een titratie ga je altijd via mol: n = c × V, dan de molverhouding, dan pas c of m.

• Rond pas af aan het eind, op het aantal significante cijfers van de minst nauwkeurige waarde.