Chemie Overal 5e ed/FLEX - Hoofdstuk 1 - Scheiden en reageren oefentoetsen & antwoorden

Een oplossing is een helder mengsel van vloeistoffen of van een vloeistof met een vaste stof of een gas, die tot op de kleinste deeltjes (microniveau) zijn gemengd. De stoffen mengen goed met elkaar waardoor een homogeen mengsel ontstaat. Een suspensie is een troebel, heterogeen mengsel van een vaste stof en een vloeistof, waarbij de vaste stof niet oplost maar in de vorm van kleine korreltjes in de vloeistof zweeft. Een hydrofiele stof is een stof die goed met water mengt en goed in water kan oplossen.Indampen; destillatie/destilleren.Een chemische reactie voldoet aan de wet van behoud van massa: de totale massa verandert niet tijdens een chemische reactie. Alle atomen die voor de reactie aanwezig zijn, zijn na de reactie ook aanwezig. Alleen de samenstelling van deze atomen verandert.Noem twee van de volgende factoren die invloed hebben op de reactiesnelheid:De soort stof, de ene stof heeft meer activeringsenergie nodig dan de andere.De verdelingsgraad, hoe fijner/kleiner de deeltjes verdeeld zijn hoe hoger de verdelingsgraad is en hoe sneller de reactie verloopt.De concentratie van de reagerende stoffen, hoe hoger de concentratie hoe sneller de reactie.De temperatuur, bij een hogere temperatuur verloopt een reactie sneller.De aanwezigheid van een katalysator verhoogt de reactiesnelheid. Een katalysator is een hulpstof die de activeringsenergie van een reactie verlaagt, zonder daarbij zelf te worden verbruikt. Zink is een zuivere stof. Messing is een legering (Binas 9), een mengsel van koper en zink. Messing zal een smelttraject hebben, waarbij de temperatuur geleidelijk blijft stijgen tijdens het smelten, omdat de componenten bij verschillende temperaturen smelten. Als tijdens het smelten de temperatuur constant blijft dan is het zink.Voer achtereenvolgens extractie, filtratie en indamping uit:Suiker is goed oplosbaar in water, zand lost niet op in water.Voeg water toe als extractiemiddel om het suiker uit het mengsel te extraheren.Filter het het mengsel zodat het zand als residu achter blijft en het suiker met het water in het filtraat terecht komt.Damp het water met de suiker vervolgens in, zodat het water verdampt en het suiker achter blijft.Verbranding is een exotherme reactie. Bij verbranding komt warmte vrij. Na het toevoegen van de activeringsenergie is het niet meer nodig om extra energie toe te voegen omdat de reactie zichzelf op gang houdt.Het aantal atomen van elke atoomsoort moet voor de pijl hetzelfde zijn als na de pijl.4 Al (s) + 3 O2 (g) → 2 Al2O3 (s)Het blokje ijzer heeft een kleinere verdelingsgraad dan het ijzerpoeder, waardoor de reactie langzamer zal verlopen en langer zal duren. Een verschijnsel waarbij een hydrofiele en een hydrofobe vloeistof bovenop elkaar aanwezig zijn, heet een twee-lagen systeem. Vitamine A, E, D en K zijn hydrofoob en lossen dus op in de olie.Vitaminen B en C zijn hydrofiel en lossen niet op in de olie.De emulgator moleculen vormen een bolletje om de hydrofobe vitaminen heen.De koppen van de emulgator moleculen zijn hydrofiel en richten zich dus tot de hydrofiele vitaminen binnen het druppeltje dat ontstaat. De staarten zijn hydrofoob en richten zich tot de olie met de hydrofobe vitaminen.Een fijngemalen vitaminepilletje is een mengsel van vaste stoffen.De hydrofiele vitamines B en C zou je kunnen scheiden van de andere vitamines door middel van extractie gevolgd door filtratie.Door bijvoorbeeld het poeder te mengen met water zullen vitamine B en C oplossen en de andere vitamines niet, waardoor een suspensie ontstaat.Deze suspensie kun je filtreren om de vaste vitamines van de oplossing te scheiden. De vitamines B en C zitten na het filtreren in het filtraat. Dichloormethaan mengt niet met water, er ontstaat dus een troebel mengsel van vloeistoffen. Dit is een emulsie.De reactie vindt plaats bij een temperatuur boven het kookpunt van beide stoffen. Deze zullen dus in de gasfase zijn. Een gasmengsel kun je scheiden door het af te koelen. De stof met het hoogste kookpunt zal als eerste condenseren tot een vloeistof.Een vloeistof is makkelijk van een gas te scheiden door bijvoorbeeld de vloeistof af te tappen of het gas te laten ontsnappen.De temperatuur moet lager zijn dan 350 K om tetrachloormethaan te condenseren. De temperatuur moet hoger zijn dan 313 K, anders wordt dichloormethaan ook vloeibaar. Conclusie: Het mengsel kan afgekoeld worden tot elke temperatuur tussen 313 K en 350 K. d. Dichloormethaan is het oplosmiddel van de reagerende stoffen. Hoe meer oplosmiddel er aanwezig is, hoe lager de concentratie wordt en hoe langzamer de reactie zal verlopen. Een stof die is opgebouwd uit verschillende atoomsoorten noem je een verbinding. ○       Zet de juiste stoffen voor en na de reactiepijl. De molecuulformule van koolstofmonoxide is CO, die van koolstofdioxide is CO2...Fe2O3 + .. CO → .. Fe + .. CO2○       Maak de reactievergelijking kloppend zodat voor en na de pijl evenveel atomen staan. Begin door een 2 voor Fe te zetten.○       Het aantal O-atomen links en rechts van de pijl is niet gelijk. De verhouding CO : CO2 moet hetzelfde zijn om het aantal C-atomen links en rechts van de pijl gelijk te houden. Het aantal O-atomen in Fe2O3 is drie, dus je moet rechts van de pijl drie O-atomen meer in CO2 deeltjes hebben t.o.v. CO. Voor beide stoffen komt dus een 3.○       Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2c. ○       De reactie vindt plaats bij een constante reactietemperatuur. De reactor moet tussentijds gekoeld worden, dus er komt energie (warmte) vrij tijdens de reactie.○       De reactie is dus exotherm.d. ○       Het energieniveau van de beginstoffen op een bepaalde hoogte en het energieniveau van de reactieproducten lager, aangezien het een exotherme reactie is. Het verschil tussen beide energieniveaus is de reactie-energie die vrijkomt.○       De activeringsenergie is hoger ten opzichte van het energieniveau van de beginstoffen en de reactieproducten.○       Een voorbeeld van een juist antwoord:e.○       De activeringsenergie met katalysator moet lager zijn dan die van zonder katalysator.○       De rest van het diagram is hetzelfde.f.○       IJzer en koolstofdioxide ontstaan in de massaverhouding 111,7 : 132,0.○       Als er 4 ton ijzer ontstaat, ontstaat er dus:(4 (ton Fe) / 111,7) * 132,0 = 4,8 ton CO2g. ○       In totaal ontstaat er 4 ton Fe + 4,8 ton CO2 = 8,8 ton reactieproducten.○       Volgens de wet van massabehoud was er dus ook 8,8 ton aan beginstoffen. Hiervan was 3 ton de koolstofmonoxide.○       Er was dus 8,8 ton - 3 ton koolstofmonoxide = 5,8 ton ijzer(III)oxide nodig.  ○       Zet de juiste stoffen voor en na de reactiepijl:.. Mg + .. O2 → .. MgO○       Maak de vergelijking kloppend door het aantal atomen links en rechts van de pijl gelijk te maken. Een 2 voor MgO om het aantal O-atomen gelijk te maken en dan een 2 voor Mg:2 Mg + O2 → 2 MgOMagnesium en zuurstof bestaan uit één atoomsoort en zijn dus elementen. Magnesiumoxide is een verbinding.Het felle licht ontstaat door de hitte die vrijkomt bij de reactie. Hitte is een vorm van energie. Deze reactie (net als elke andere verbrandingsreactie) is dus exotherm.De massa van twee Mg atomen is 2 x 24,3 u = 48,6 u en de massa van een O2 molecuul is 2 x 16,0 u = 32,0 u (Binas 99). Magnesium en zuurstof reageren in deze reactie dus in de massaverhouding 48,6 : 32,0.○       Om 6 g Mg te verbranden is dus nodig: (6 (g) / 48,6) * 32,0 = 4,0 g O2.○       Alle massa van de beginstoffen komt volgens de wet van massabehoud in de reactieproducten. De totale massa beginstoffen is 6 (g) + 4 (g) = 10 g. MgO is in deze reactie het enige reactieproduct dus er ontstaat 10 g MgO.Voorbeelden van een goed antwoord zijn:○       De verdelingsgraad verhogen door in plaats van een blokje fijngemalen magnesiumpoeder te gebruiken.○       Een katalysator aan de reactie toevoegen.○       De eerste reactie (onderste curve) bereikt de maximale hoeveelheid MgO na 5 minuten. De tweede reactie bereikt de maximale hoeveelheid MgO na 2,5 minuten.○       Aan het begin van de reactie is er meer beginstof om te reageren waardoor de reactiesnelheid hoger is dan tegen het eind van de reactie. De hoeveelheid MgO neemt in het begin dus snel toe en neemt geleidelijk af.○       Zet de stoffen met fase aanduiding op de juiste plaats voor en na de pijl...MgO (s) + ..H2SO4 (l) → ..MgSO4 (aq) + ..H2O (l) ○       Tel het aantal van elke atoomsoort links en rechts van de pijl. Deze is voor alle atomen gelijk, dus de reactievergelijking is al kloppend:MgO (s) + H2SO4 (l) → MgSO4 (aq) + H2O (l)○       Het magnesiumoxide wat niet gereageerd heeft blijft een vaste stof. Het gevormde magnesiumsulfaat is opgelost in water. Dit is een suspensie.○       Het magnesiumoxide kan door middel van filtreren gescheiden worden. Andere goede antwoorden zijn bezinken (en afgieten) of centrifugeren (en afgieten). Het opgeloste magnesiumsulfaat kan in de vaste vorm verkregen worden door indampen. Het oplosmiddel (water) heeft een lager kookpunt dan de opgeloste stof en kan worden verwijderd door het te verdampen.