4.4 overmaat en ondermaat

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Overmaat en ondermaat

Te veel of te weinig

Friet met mayonaise, lekker! Soms is echter de mayonaise al op en heb je nog friet over. Dan was er een overmaat aan friet of een ondermaat aan mayonaise. Bij chemische reacties heb je soms ook te maken met een overmaat en een ondermaat.

Het maken van een cheeseburger

1

+ 1

+ 2

+ 3

1 : 1 : 2 :3

• Hoeveel cheeseburgers kan ik maken met 39 plakjes tomaat?

Tot nu toe - massaverhoudingen

Tot nu toe hebben we dit soort vragen gezien:

2 H₂ + O₂ --> 2 H2O

De massaverhouding waterstof : water is 2 : 18

Ik heb 50 g waterstof. Hoeveel water kan ik hiermee maken?

Tip:  Maak een verhoudingstabel

Tot nu toe - massaverhoudingen

2 H₂ + O₂ --> 2 H2O

50 x 18 / 2 = 450 gram

Je kunt inderdaad 450 gram water hiermee maken, maar welke aanname maken we hierbij? 

Je gaat er hier vanuit dat er ook voldoende zuurstof aanwezig is !!!

Tot nu toe - massaverhoudingen

2 H₂ + O₂ --> 2 H2O

Een reactie stopt zodra één van de beginstoffen op is. 

Meng je de stoffen precies in de massaverhouding? Dan gaat het goed.

Zo niet.... dan blijft één van de beginstoffen over.

Het maken van een cheeseburger

1

+ 1

+ 2

+ 3

1

(Bij koken gebruik je vaak de massaverhoudingen!)

1 : 1 : 2 :3

Het maken van een cheeseburger

1

+ 1

+ 6

+

1

1 : 1 : 2 :3

Overmaat

Eén van de stoffen is teveel aanwezig

en 4 plakjes kaas over

Het maken van een cheeseburger

1

+ 1

+ 1

+ 3

1 : 1 : 2 :3

Ondermaat

Eén van de stoffen is te weinig aanwezig

Geen hamburger die aan eis voldoet

Overmaat en ondermaat

Overmaat = het teveel aan stof wat overblijft na reactie.

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

Een reactie stopt

Wanneer stopt een chemische reactie:

1. Als een van de beginstoffen op is (ondermaat)

Dus als een beginstof helemaal weg reageert, dan is deze in ondermaat. De stof die overblijft na de reactie, is de stof in overmaat.

Hoeveel reactieproduct  er ontstaat is dus afhankelijk van de stof in ondermaat.

Herhaling 3.3 rekenen met massaverhoudingen

Voorbeeld:

Koper en zwavel reageren met elkaar tot kopersulfide (CuS). 

Ze reageren in de verhouding 63,6 : 32,1. 

Stel je hebt 273 g koper

Hoeveel gram zwavel je nodig hebt.

Voorbeeld

Voorbeeld:

Uitwerking volgens stappenplan:

1.                  Koper + zwavel --> kopersulfide

2.  m.v.        63,6 u     32,1 u                   

Voorbeeld

Voorbeeld:

Uitwerking volgens stappenplan:

1.                  Koper + zwavel --> kopersulfide

2.  m.v.        63,6 u     32,1 u                  

                                       

3.                  273 g         x

x= 32,1 x 273= 137,8 gram zwavel

          63,6

Voorbeeld

Voorbeeld:

Hoeveel kopersulfide ontstaat er dan?

Uitwerking volgens stappenplan:

1. Koper + zwavel --> kopersulfide

2. m.v. 63,6 u 32,1 u

3.          273 g      x

x= 32,1 x 273= 137,8 gram zwavel

          63,6

4. kopersulfide = 273 + 137,8 = 410,8 gram

Nieuw in §4.4

Bij dit voorbeeld hierboven was alleen de hoeveelheid koper (273 gram) gegeven. Daaruit bereken je dat er 137,8 gram zwavel nodig is om 410,8 gram kopersulfide te maken

Maar hoe pak je deze opgave aan als de hoeveelheid koper en hoeveelheid zwavel allebei is gegeven in de opgaven.

Je hebt 273 gram koper en 148 gram zwavel samengevoegd.
Welke stof blijft er over als de andere helemaal op is?

Overmaat - ondermaat

Vraag: Je hebt 50 gram Fe en 25 gram O2 samengevoegd. 

Welke stof blijft er over als de andere helemaal op is?

Wat je nu hebt is het volgende:

4 Fe            +     3 O2 -> 2 Fe2O3 

223,4                   96

50                         25

Dus je ziet dat er nu geen vraagteken in het begin is maar beide getallen zijn gegeven. Hoe moet je hier nu mee verder?  

Overmaat - ondermaat

Dit is gegeven.                4 Fe            +     3 O2 -> 2 Fe2O3 

                                                223,4                   96

                                                50                         25

Stappenplan:

1. Je neemt één van beide getallen, bijvoorbeeld de eerste. Hier dus 50 gr Fe.

2. Dan reken je uit (volgens methode van §3.3) hoeveel O2 hiervoor nodig is; 50*96/223,4 = 21,5 gram. Er is dus maar 21,5 gr O2 nodig maar je hebt 25 gr.

Je hebt dus O2 teveel ofwel O2 blijft OVER. Ofwel O2 is OVERMAAT.

3. De andere stof is dan automatisch overmaat.  Dus Fe is ondermaat.

Overmaat - ondermaat

Als je wil uitrekenen hoeveel van de stoffen ontstaan moet je altijd de kruistabel rekenen met de ONDERMAAT.

Voorbeeld 1:       4 Fe +            3 O2          ->          2 Fe2O3 

                                223,4                 96

                                  50                     25

Stappenplan:

1. Pak het getal van de ONDERMAAT. In dit voorbeeld is dit 50 gr Fe 

2. De massaverhouding Fe:Fe2O3 is 223,4:319,4. 

Overmaat - ondermaat

Voorbeeld 1:       4 Fe +            3 O2           ->           2 Fe2O3 

                                223,4                 96                               319,4

                                  50                     25                                  ?

Stappenplan:

1. Pak het getal van de ONDERMAAT. In dit voorbeeld is dit 50 gr Fe (zie 2 slides terug).

2. De massaverhouding Fe:Fe2O3 is 223,4:319,4. 

3. Zet het ? onder de stof die ontstaat.

4. Gebruik de kruistabel met de ondermaat en het vraagteken.

Overmaat - ondermaat

Dus met het stappenplan krijg je dus hetvolgende

Voorbeeld 1:       4 Fe +            3 O2           ->           2 Fe2O3 

                                223,4                 96                               319,4

                                  50                                                             ?

Stappenplan:

4. Gebruik de kruistabel met de ondermaat en het vraagteken.

5. Dus uitrekenen van ? met kruistabel wordt dan:

? = ( 50 * 319,4 ) / 223,4 = 71,5 gram Fe2O3.