Chemie Overal 5e ed/FLEX - Hoofdstuk 3 - Stoffen en reacties oefentoetsen & antwoorden

Moleculaire stoffen bestaan uit niet-metaalatomen en geleiden in geen enkele fase stroom.Zouten. Een zout bevat een metaal element en één of meer niet-metaal elementen.Zouten bestaan uit ionen. Het kristalrooster van zouten wordt een ionrooster genoemd.De binding tussen atomen in een molecuul die bestaat uit een gemeenschappelijk elektronenpaar is een covalente binden, ook wel atoombinding genoemd.De verhouding waarin beginstoffen reageren en reactieproducten ontstaat heet de stoichiometrische verhouding (molverhouding).P₂O₅ is een moleculaire stof dus geef je het aantal atomen aan met voorvoegsels. Er zijn twee fosforatomen dus : difosfor.Er zijn vijf zuurstofatomen en tweede element/atoomsoort eindigt altijd op -ide; dus : pentaoxide.Totale naam van P₂O₅ wordt dan difosforpentaoxide. Tin  is een metaal. Het kan zowel in vaste als in vloeibare fase stroom geleiden.Dijoodhexachloride is een moleculaire stof.I is een niet-metaalatoom.Cl is niet-metaalatoom.In geen enkele fase kan deze stof stroom geleiden.Aluminiumfluoride is een zout.Al is een metaalatoom.F is een niet-metaal.In vaste toestand is er geen stroomgeleiding, in gesmolten toestand wel.Toelichting:Let op(!) het verschil in naamgeving bij een zout en een moleculaire stof:Bij AlF₃ = zout : geen numeriek voorvoegsel, niet tri(fluoride)De lading bepaald het aantal ionen (elektrisch neutraal), Zie H4.1.Bij I2Cl6 = moleculaire stof : wel gebruik van numerieke voorvoegsels mono, di, tri, tetra, penta, hexa, hepta, octa  (BINAS 66C). Kalium (K) is een metaal. Deze kristalstructuur heet metaalrooster: je tekening moet laten zien dat de metaalatomen regelmatig op elkaar zijn gestapeld. In je tekening hebben de metaalatomen een positieve lading.Daartussen bewegen de elektronen met negatieve lading vrij door het rooster.Toelichting:De elektronen in de buitenste schil van een metaalatoom zijn de vrije elektronen. Deze vrije elektronen kunnen overstappen en vrij bewegen tussen de verschillende metaalatomen.De positieve kernen van het metaal kunnen niet bewegen.De wolk van negatieve elektronen en positieve atoomresten trekken elkaar aan. Zo worden de metaaldeeltjes bij elkaar gehouden.Deze binding heet de metaalbinding.Kaliumchloride (KCl) is een zout.Deze kristalstructuur heet ionrooster: je tekening moet laten zien dat de ionen regelmatig zijn gerangschikt (positief en negatief wisselen elkaar af).Zouten zijn opgebouwd uit positieve en negatieve ionen. Kaliumchloride is een zout dat bestaat uit K⁺ ionen en Cl⁻ ionen.Toelichting:Het zout als geheel is ongeladen (elektrisch neutraal).Evenveel positieve als negatieve lading (in dit geval evenveel +/- ionen) -> verhoudingsformule (H4.1).De positieve en negatieve ionen trekken elkaar (sterk) aan.Deze binding heet de ionbinding.Kalium is een buigzame stof. De deeltjes die vast zitten in het metaalrooster (zoals bij 3a getekend) hebben allemaal dezelfde lading (positief). De negatieve lading zit hier los omheen. De positieve metaalionen kunnen langs elkaar schuiven zonder dat er iets verandert aan de structuur van het kristal.Bij een ionrooster (zoals bij 3b getekend) zitten alle deeltjes vast in het rooster, zowel de positieve als de negatieve ionen. Wanneer je probeert deze deeltjes langs elkaar te schuiven, komen er deeltjes met dezelfde lading te dicht bij elkaar en stoten zij elkaar af. In een metaalrooster waar alle atomen van één soort zijn, kunnen de atomen soepel langs elkaar bewegen, waardoor de stof buigzaam is.In een metaalrooster waar grotere of kleinere atomen in aanwezig zijn, wordt vervormd. Hierdoor kunnen de atomen minder soepel langs elkaar bewegen en wordt het stugger / harder.Wanneer in een metaalrooster metaalatomen van een andere soort worden ingebouwd, ontstaat een legering.(Een legering ontstaat wanneer verschillende soorten metalen met elkaar worden gemengd in gesmolten toestand, waarna het mengsel wordt afgekoeld tot het vast wordt.)Beide chlooratomen hebben een kern met 17 positief geladen protonen.Beide chlooratomen hebben 17 elektronen in de elektronenschillen.Chloor staat in het periodiek systeem (BINAS tabel 99) in groep 17 en heeft dus covalentie 1.Elk van de chlooratomen delen één elektron met de ander: het gemeenschappelijk elektronenpaar.Zo vormt zich een covalente binding tussen de chlooratomen en ontstaat er een Cl2 molecuul. De verdeling van de elektronen over de schillen is 2,8,7 (tabel 99 van BINAS).Kristalroosters ontstaan als de bouwstenen van de stof dicht op elkaar worden gestapeld (in de vaste fase).Chloor is bij kamertemperatuur een gas (tabel 12 van BINAS).Bij een gas bevinden de moleculen zich relatief ver van elkaar vandaan.Chloor kan dus bij kamertemperatuur geen kristalrooster vormen. natriumazide, NaN₃(s) ontleedt in de niet-ontleedbare stoffen Na (s) en N2(g).in woorden: natriumazide → natrium + stikstofin formules: NaN₃(s) → Na(s) + N₂(g)kloppend maken :  2 NaN₃(s)  →   2 Na(s) + 3 N₂(g)De molaire massa M van NaN3 = 22.99 + 3 x 14,01 = 65,02 g mol-150,0 g / 65, 02 g mol-1 = 0,769 molhoeveelheid stof (mol)1,00xmassa (g)65,0250,0De molverhouding tussen NaN3 en N2 = 2 : 3Er ontstaat dus 3 x 0,769 / 2 = 1,153 mol N2hoeveelheid stof (mol)0,769xmolverhouding23De molaire massa M van N2 = 14,02 x 2 = 28,02 g mol-1Er ontstaat dus maximaal 28,02 x 1,153 = 32,32 g N2 hoeveelheid stof (mol)1,001,153massa (g)28,02xEr kan maximaal 32,32 g stikstofgas ontstaan.Er ontstaat 28,0 g stikstof gas.Het rendement is dus: 28,0 / 32,32 x 100% = 86,6% De covalentie is het aantal covalente bindingen dat een atoom kan vormen binnen een molecuul.Waterstof staat in groep 1 (BINAS tabel 99) en heeft dus covalentie 1.Koolstof staat in groep 14 (BINAS tabel 99) en heeft dus covalentie 4.De binding tussen de twee koolstofatomen heeft 3 streepjes en wordt een drievoudige binding genoemd.Voor elke covalente binding zijn 2 elektronen nodig om een gemeenschappelijk elektronenpaar te vormen.Voor een drievoudige binding zijn dus 3x 2 = 6 elektronen nodig. De systematische naam van lachgas is distikstofmonoöxide.De eerste atoomsoort in distikstofmonoöxide is stikstof.Het tweede deel in distikstofmonoöxide is zuurstof. (Oxide is hoe een zuurstofatoom in de naamgeving van stoffen wordt genoemd wanneer het in een zout of in een molecuul met twee atoomsoorten aanwezig is).Vóór stikstof staat ‘di’, wat betekent dat er 2 stikstofatomen in het molecuul zitten.Vóór oxide staat ‘mono’, wat betekent dat er 1 zuurstof atoom in zit.De molecuulformule van lachgas is dus: N2O. H2N2O2 (l) → N2O (g) + AVoor de pijl zijn aanwezig: 2x H, 2x N en 2x O.Alle atomen die vóór de reactie aanwezig zijn, moeten ook na de reactie aanwezig zijn (wet van behoud van massa).Dat betekent dat de derde stof 2x H en 1x O bevat.Deze stof is water, H2OEr zijn twee waterstofatomen dus : diwaterstof.Er is een zuurstofatoom en tweede element/atoomsoort eindigt altijd op -ide; dus : mono-oxide.Totale naam van H2O wordt dan diwaterstofmono-oxide.De molaire massa M van N2O =2 x 14,01 + 16,00 = 44,04 g mol-123,0 g / 44, 04 g mol-1 = 0,522 molhoeveelheid stof (mol)1,00xmassa (g)44,0423,0De molverhouding tussen H2N2O2 en N2O = 1 : 1Er is dus 0,522 mol H2N2O2 nodig om 0,522 mol lachgas te maken bij 100% rendement.Omdat het rendement 75,0% is, is er 0,522 x 100%/75,0% = 0,696 mol H2N2O2 nodig.Percentage (%)75,0%100%hoeveelheid (mol)0,522xDe molaire massa M van H2N2O2 = 1,008 x 2 +14,02 x 2 + 16,00 x 2= 62,04 g mol-1Er is dus nodig 62,04 g x 0,969 = 43,2 g H2N2O2hoeveelheid stof (mol)1,000,696massa (g)62,04x