Chemie 7e ed/FLEX - Hoofdstuk 4 - Chemisch rekenen oefentoetsen & antwoorden

De meetwaarde 0,00260 heeft drie significante cijfers. De eerste drie nullen tellen niet mee, de laatste nul wel want die geeft de nauwkeurigheid aan. De wetenschappelijke notatie is 2,60 x 10-4.Om het volume van een stof om te rekenen naar het aantal mol, moet je eerst de massa van het volume berekenen met behulp van de dichtheid van die stof. Vervolgens reken je de massa om naar mol met behulp van de molaire massa van die stof. Molariteit wordt gebruikt bij oplossingen en staat voor het aantal mol van een opgeloste stof per liter oplossing. De molverhouding is de verhouding van de beginstoffen die reageren en de reactieproducten die ontstaan. Deze wordt door de getallen voor de stoffen (coëfficiënten) in de reactievergelijking aangegeven. Reken het aantal g He om naar mol met behulp van de molaire massa (4,003 g mol-1; Binas 99):0,364 (g) / 4,003 (g mol-1) = 0,09093 molDe wetenschappelijke notatie is een getal tussen 1 en 10 met een macht van 10. De meetwaarde met het minst aantal significante cijfers is 0,364 g. De nul voor de komma telt niet mee voor de significantie. Het antwoord moet dus in drie significante cijfers:9,09 x 10-2 mol Om de massa van een volume vloeistof te berekenen heb je de dichtheid nodig.Dichtheid van benzine is 0,72 x 103 kg m-3 (Binas 11). 2,5 L = 2,5 dm3 = 2,5 x 10-3 m3. 2,5 x 10-3 (m3) x 0,72 x 103 (kg m-3) = 1,8 kgIn een reactievergelijking staat de deeltjesverhouding waarin verschillende stoffen reageren en ontstaan. Deze wordt door de coëfficiënten in de reactievergelijking aangegeven.De mol is een eenheid voor een hoeveelheid deeltjes, daarmee kun je dus direct hoeveelheden van verschillende stoffen met elkaar vergelijken.Elke stof heeft zijn eigen molaire massa, waardoor massa’s van stoffen niet direct zeggen of er relatief veel of weinig deeltjes van zijn. De glucose-oplossing van 2,5 M moet vijf keer verdund worden met water om er 0,5 M van te maken. Het volume van de geconcentreerde oplossing (150 mL) moet dus 5 x 150 = 750 mL worden. Er moet dus (750-150 =) 600 mL water toegevoegd worden.De molverhouding H2 : O2 in de reactie is 2 : 1. Als je 4 mol waterstof volledig wil verbranden heb je dus maar 2 mol zuurstof nodig, terwijl je om 3 mol zuurstof volledig te laten reageren 6 mol waterstof nodig zou hebben. Het waterstof reageert dus volledig en zuurstof is in overmaat. Zet de stoffen op de juiste plaats voor en na de pijl:.. CO2 (g) + .. H2O (l) → ..C6H12O6 (s) + .. O2 (g)Maak de vergelijking kloppend. Begin met de C-atomen en H-atomen kloppend te maken en tenslotte de O-atomen.6 CO2 (g) + 6 H2O (l) → C6H12O6 (s) + 6 O2 (g)1,4 mmol geeft de chemische hoeveelheid opgenomen water wat met een bepaalde nauwkeurigheid te meten is. 1,4 is hier dus een meetwaarde. Bereken eerst de massa van 1,4 mmol CO2 met behulp van de molaire massa (Binas 98).1,4 mmol = 1,4 x 10-3 mol; Molaire massa CO2: 44,01 g mol-11,4 x 10-3 mol x 44,01 g mol-1= 61,6 x 10-3 gBereken vervolgens met de dichtheid van CO2 het volume.Dichtheid CO2 = 1,986 kg m-3 = 1,986 g dm-3 (Binas 12)61,6 x 10-3 g / 1,986 g dm-3 = 31,0 x 10-3 dm3of met een verhoudingstabel:volume CO21,00 dm3.. molmassa CO21,986 g61,6 x 10-3 gaantal mol CO2: (61,6 x 10-3 g x 1,00 dm3) / 1,986 g = 31,0 x 10-3 dm3De meetwaarde met het minste aantal significante cijfers is 1,4 mmol. Het antwoord moet dus in twee significante cijfers: 3,1 x 10-2 dm3 CO2.Molverhouding CO2 : H2O = 6 : 6, ofwel 1 : 1, dus er is 1,4 x 10-3 mol H2O nodig.Reken eerst de chemische hoeveelheid om naar massa met behulp van de molaire massa van H2O: 18,015 g mol-1 (Binas 98)1,4 x 10-3 (mol) x 18,015 (g mol-1) = 0,025 g H2Oof met een verhoudingstabel:aantal mol H2O1,00 mol1,4 x 10-3 molmassa H2O18,015 gxmassa H2O = 1,4 x 10-3 mol x 18,015 g   / 1,00 mol = 0,025 g Zoek de dichtheid van water op in Binas 11 en reken de massa om naar volume. Dichtheid water: 0,9982 x 103 kg m-3. Schrijf de eenheden om naar g L-1. kg m-3 = g dm-3 = g L-1; 0,9982 x 103 g L-1of met een verhoudingstabel:massa 0,9982 x 103 kg0,9982 x 103 x 103 g0,9982 x 103 gvolume1,00 m31,00 x 103 dm31,00 dm3 = 1,00 L0,025 (g) / 0,9982 x 103 (g L-1) =  2,5 x 10-5 L = 2,5 x 10-2 mLBereken eerst het aantal mol glucose wat ontstaat. Molverhouding CO2 : C6H12O6 = 6 : 1. 1,4 x 10-3 mol / 6 = 2,3 x 10-3 mol C6H12O6Bereken de massa met behulp van de molaire massa van C6H12O6: 180,16 g mol-1 (Binas 98). 2,3 x 10-3 (mol) x 180,16 (g mol-1) = 0,042 g glucose Alle nullen voor de 5 tellen niet mee voor de significantie.De meetwaarde heeft dus één significant cijfer.0,00000000005 g mL-1 = 5,0 x 10-11 g mL-120 ng mL-1= 20 x 10-9 g mL-1 (Binas 2) = 2,0 x 10-8 g mL-1De concentratie in zijn bloed was dus lager dan de grens, op basis hiervan had hij niet geschorst mogen worden.Vermenigvuldig het totale volume bloed met de concentratie clenbuterol.In 1 mL bloed zat 5,0 x 10-11 g clenbuterolTotale volume bloed is 5,7 L = 5,7 x 103 mL5,7 x 103 (mL) x 5,0 x 10-11 (g mL-1) = 2,9 x 10-8 g clenbuterolDe maximaal toegestane concentratie is 20 ng mL-1 = 20 x 10-9 g 10-3 L-1. Dat is gelijk aan 20 x 10-6 g L-1.Deel de massa (per liter) door de molaire massa van clenbuterol: 20 x 10-6 g / 277,19 g mol-1 = 7,2 x 10-8 mol Of gebruik een verhoudingstabel:aantal mol clenbuterol1,00 mol..massa clenbuterol277,19 g20 x 10-6 g  aantal mol clenbuterol = (20 x 10-6 g x 1,00 mol) / 277,19 g = 7,2 x 10-8 molDe maximaal toegestane molariteit clenbuterol in bloed is dus 7,2 x 10-8 mol L-1 Een C-atoom heeft een gemiddelde atoommassa van 12,01 u (Binas 99)Koolstof-14 heeft een massa van 14,00 u (14 is het massagetal).Een stof met één of meerdere radioactieve koolstofatomen zal dus een hogere molaire massa hebben dan dezelfde stof zonder radioactieve koolstofatomen.Een molariteit van 0,0125 M betekent dat er 0,0125 mol methionine moet worden opgelost per liter oplosmiddel.Reken het aantal mol om naar gram met behulp van de molaire massa van radioactief methionine: 151,21 g mol-1Per liter oplosmiddel moet dus 0,0125 mol x 151,21 g mol-1 = 1,89 g methionine worden opgelost (3 significante cijfers).Bereken eerst het aantal mol radioactief methionine in 50 mL oplossing. 50 mL = 50 x 10-3 L. De molariteit van de oplossing is 0,0125 mol L-1. 50 x 10-3 (L) x 0,0125 (mol L-1) = 0,000625 mol methionineBereken vervolgens het aantal mol 14C atomen. 1 mol methionine bevat 2 mol 14C atomen (dus 2 van de 5 C-atomen in een molecuul methionine zijn radioactief). 0,000625 (mol) x 2 = 0,00125 mol = 1,25 mmol 14C.Één elektron wordt uitgestraald per 14C atoom, dus 1,25 mmol elektronen worden in totaal uitgestraald. Om een kloppende reactievergelijking te hebben, moet het aantal atomen links en rechts van de pijl gelijk zijn voor elke atoomsoort. Tel voor elk atoom het aantal na pijl op en trek het aantal atomen in methionine daarvan af. Rechts van de pijl 10 C; 21 H; 3 N; 8 O; 1 S.Links van de pijl: 5 C; 11 H; 1 N; 2 O; 1 S. Het ontbrekende deeltje heeft dus de molecuulformule: C5H10N2O6.Bereken de molecuulmassa door de atoommassa’s (Binas 99) bij elkaar op te tellen. De molecuulmassa van C10H17N3O6S:  10 x 12,01 u + 17 x 1,008 u + 3 x 14,01 u +  6 x 16,00 u + 1 x 32,06 u = 307,33 u.De molaire massa van C10H17N3O6S is dus 307,33 g mol-1.6,0 mmol = 6,0 x 10-3 mol. Uit de reactievergelijking is de molverhouding glutathion: water 1 : 2. Er ontstaat dus 2 x 6,0 x 10-3 = 1,2 x 10-2 mol H2O.Om dit om te rekenen naar een volume moet eerst de massa berekend worden met behulp van de molaire massa: 18,016 g mol-1 (Binas 98). 1,2 x 10-2 (mol) x 18,016 (g mol-1) = 0,216 g Dichtheid water: 0,9982 x 103 kg m-3 = 0,9982 x 103 g dm-30,216 (g) / 0,9982 x 103 (g dm-3) = 2,2 x 10-3 dm3 (2 significante cijfers)of met een verhoudingstabelvolume H2O1,00 dm3.. molmassa H2O0,9982 x 103 g0,216 g0,216 (g) x 1,00 (dm3) / 0,9982 x 103 (g dm-3) = 2,2 x 10-3 dm3 (2 significante cijfers) Bereken eerst de totale massa CO in 30,0 m3 en reken dit om naar mol met behulp van de molaire massa.55 mg m-3 = 55 x 10-3 g m-3In 30,0 m3 is 30,0 (m3) x 55 x 10-3 (g m-3) = 1,65 g CO aanwezigMolaire massa CO = 28,01 g mol-1 (Binas 98)1,65 g / 28,01 g mol-1= 0,0589 = 5,89 x 10-2 molof gebruik een verhoudingstabel:chemische hoeveelheid  CO1,00 mol..massa CO28,01 g1,65 g aantal mol CO = (1,65 g x 1,00 mol) / 28,01 g = 5,89 x 10-2 molHet aantal significante cijfers geeft de nauwkeurigheid van een meetwaarde aan. De concentraties CO in de lucht die in de tekst staan zijn gemiddelde grenswaarden waarboven ernstige gezondheidsproblemen zullen optreden. Een meer nauwkeurige waarde zal hier weinig zinvol zijn, aangezien de problemen per persoon zullen verschillen en niet afhankelijk zullen zijn van het aantal cijfers achter de komma.Bereken het aantal mol SnO2 aanwezig in de detector en vergelijk met het aantal mol SnO2 wat nodig is om met alle CO te reageren.De molverhouding CO : SnO2 = 2 : 1Er is dus 0,020 / 2 = 0,010 mol SnO2 nodig om met alle CO te reageren.Bereken met de molaire massa van SnO2 hoeveel mol 4,8 g is. M SnO2= 150,71 g mol-1 (Binas 99).4,8 (g) / 150,71 (g mol-1) = 0,032 mol SnO2SnO2 is dus in overmaatDe molverhouding CO : Sn in de reactievergelijking is 2 : 1.Er ontstaat dus 0,020 / 2 = 0,010 mol Sn.Bereken de massa m.b.v. de molaire massa van tin. Molaire massa Sn: 118,71 g mol-1 (Binas 99).0,010 (mol) x 118,71 (g mol-1) = 1,2 g Sn (2 significante cijfers).