3.4 Rekenen aan reacties

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

4.4 Rekenen aan reacties - basis

3.4 Rekenen aan reacties 

Deze les

• Uitleg rekenen aan reacties
• Optioneel: filmpje met uitleg
• Maken 42 t/m 45 + 47 t/m 49
• Uitleg overmaat en ondermaat
• Oefenen bij molverhouding 1:1
• Oefenen bij molverhouding anders dan 1:1
• Maken havo boek 4.4: 48+49

Leerdoel

Je leert te rekenen aan reacties:

• hoeveel product er maximaal kan ontstaan bij bekende hoeveelheid beginstof;
• hoeveel beginstof je nodig hebt bij gewenste hoeveelheid product;
• hoeveel beginstof (minimaal) nodig is om andere beginstof volledig te laten reageren.
• rekenen aan reacties wanneer sprake is van een overmaat/ ondermaat. 

Molverhouding

De coëfficiënten in een reactievergelijking geven aan in welke molverhouding de deeltjes reageren.

Bijv.: (1) N2 + 3 H2 --> 2 NH3

1 molecuul stikstof reageert met 3 moleculen waterstof, tot 2 moleculen ammoniak.

1 mol stikstof reageert met 3 mol waterstof, tot 2 mol ammoniak.

Molverhouding 1:3:2

Kaliumchloride (KCl) ontleedt in kalium en chloor. In welke molverhouding ontstaan kalium en chloor (kalium:chloor)?

1. 1:1
2. 1:2
3. 2:1
4. 2:2

Uitleg bij quizvraag

Maak de reactievergelijking kloppend:

2 KCl --> 2 K + (1) Cl2

Molverhouding 2:2:1

Dus kalium en chloor ontstaan in de molverhouding 2:1.

Rekenen aan reacties

1. Geef de reactievergelijking (kloppend!).
2. Bereken het aantal mol van stof A.
3. Bereken het aantal mol van stof B m.b.v. de molverhouding.
4. Reken het aantal mol van stof B om naar het gevraagde (in het juiste aantal significante cijfers).

Bij stap 2 en 4 heb je het blokschema (chemisch rekenen) weer nodig.

Voorbeeld

300 gram methaan wordt volledig verbrand. Bereken hoeveel gram zuurstof hiervoor nodig is.

1. Geef de reactievergelijking (kloppend!)

CH4 + 2 O2 --> 2 H2O + CO2

2. Bereken het aantal mol van stof A (methaan).

300 g / M 16,043 g/mol = 18,7 mol CH4

3. Bereken het aantal mol van stof B (zuurstof) m.b.v. de molverhouding.

molverhouding 1:2, dus 2x zoveel zuurstof nodig. 18,7*2=37,4 mol O2
4. Reken het aantal mol van stof B (zuurstof) om naar het gevraagde (massa in gram).

37,4 mol O2 * (16,00*2) g/mol = 1,20*103 g O2 (3 sig. cijfers)

Even oefenen

Hoeveel gram ijzer is nodig om 50 gram FeCl3 te produceren bij de reactie met chloor (T=273 K, p=p0)?

1. Geef de reactievergelijking (kloppend!)

2. Bereken het aantal mol van stof A.

3. Bereken het aantal mol van stof B m.b.v. de molverhouding.

4. Reken het aantal mol van stof B om naar het gevraagde.

Klaar? Maken 28 + 41 t/m 45

Hoeveel liter chloorgas is nodig om 50 gram FeCl3 te produceren bij de reactie met ijzer (T=273 K, p=p0)?

1. Geef de reactievergelijking (kloppend!)

2 Fe + 3 Cl2 --> 2 FeCl3

2. Bereken het aantal mol van stof A (FeCl3).

50 g / M 162,20 g/mol = 0,31 mol FeCl3

3. Bereken het aantal mol van stof B (chloor) m.b.v. de molverhouding.

molverhouding 3 Cl2:2 FeCl3, dus 1,5x zoveel chloor nodig. 0,31*1,5=0,46 mol Cl2
4. Reken het aantal mol van stof B (chloor) om naar het gevraagde (volume in liter).

0,46 mol Cl2 * (35,45*2) g/mol = 32,78 g Cl2

32,78 g / 3,21 g/L (dichtheid) = 10 L Cl2 (2 sig. cijfers)

Ath: 0,46 mol Cl2 * Vm 22,4 dm3/mol = 10 L

Uitleg filmpje

In het volgende filmpje komen de volgende onderwerpen aan bod:

• reactievergelijking opstellen + kloppend maken
• molecuulmassa berekenen
• mol en molaire massa
• rekenen aan reacties
• molariteit
• gehaltes (%, ppm, ppb)

Even oefenen

• Maken 42 t/m 45 + 47 t/m 49

Overmaat en ondermaat

Overmaat = het teveel aan stof wat overblijft na reactie.

Ondermaat = het tekort aan stof wat nodig is om volledig te reageren.

Voorbeeld: molverhouding 1:1

H2 + Cl2 --> 2 HCl

Stel: je hebt 2 mol waterstof en 3 mol chloor. 

1 mol waterstof reageert met 1 mol chloor (molverhouding).

Als alle waterstof (2 mol) reageert, is daar 2 mol chloor bij nodig. 

Je hebt wel 3 mol chloor. 

Chloor is in overmaat, waterstof in ondermaat.

Vervolg voorbeeld

H2 + Cl2 --> 2 HCl

Stel: je hebt 2 mol waterstof en 3 mol chloor. 

2 mol waterstof reageert volledig. 

Er blijft 3-2=1 mol chloor over.

Dit kun je uiteraard ook doen als je massa's hebt gekregen.

Er wordt 50 gram waterstof en 500 gram chloor bij elkaar gebracht in een reactievat. Bereken welke stof in overmaat aanwezig is en hoeveel gram de overmaat is.

Voorbeeld: molverhouding niet 1:1

N2 + 3 H2 --> 2 NH3

Stel: je hebt 2 mol stikstof en 5 mol waterstof. 

Molverhouding 1:3.

Als 2 mol stikstof reageert, is er 2*3=6 mol waterstof nodig.

Je hebt maar 5 mol, dus stikstof is in overmaat.

Waterstof is in ondermaat.

Voorbeeld: molverhouding niet 1:1

N2 + 3 H2 --> 2 NH3

Stel: je hebt 2 mol stikstof en 5 mol waterstof. 

5 mol waterstof reageert volledig (ondermaat). 

Er reageert 5/3 = 1,67 mol stikstof (molverhouding).

Overmaat stikstof = 2-1,67=0,33 mol

Dit kun je uiteraard ook doen als je massa's hebt gekregen.

Er wordt 50 gram waterstof en 500 gram stikstof bij elkaar gebracht in een reactievat. Er ontstaat ammoniak. Bereken welke stof in overmaat aanwezig is en hoeveel gram de overmaat is.

Even oefenen

• Maken havo boek 4.4: 48+49