3. Stoichiometrie Hoeveelheden berekenen van stoffen bij een chemische reactie Natuurwetenschappen Gezondheid en voeding

3.1 Chemische reacties en molverhoudingen 3.1.1 Constante verhoudingen bij een chemische reactie De molverhouding volgt uit de coëfficiënten weergegeven in de reactievergelijking. Voorbeeld 1. Vorming van koolstofdioxide (CO2) Natuurwetenschappen Gezondheid en voeding

Voorbeeld 2. Volledige verbranding van glucose (C6H12O6) 1 C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O 1∙ 6∙1023 C6H12O6 + 6∙6∙1023 O2  6∙6∙1023 CO2 + 6∙6∙1023 H2O 1∙1 mol C6H12O6 + 6∙1 mol O2  6∙1 mol CO2 + 6∙1 mol H2O 180 gram C6H12O6 + 192 gram O2  264 gram CO2 + 108 gram H2O Natuurwetenschappen Gezondheid en voeding

4 De berekende stofhoeveelheden herleiden naar de gevraagde grootheid 3.1.2 Algemene werkwijze bij het rekenen aan een chemische reactie 1 Gegevens herleiden naar molhoeveelheden 2 De chemische reactievergelijking aanvullen en interpreteren in mol = theoretische hoeveelheden 3 Uit de reactievergelijking de werkelijke molhoeveelheden van de gevraagde stoffen berekenen 4 De berekende stofhoeveelheden herleiden naar de gevraagde grootheid Natuurwetenschappen Gezondheid en voeding

3.2 Concrete stoichiometrische berekeningen 3.2.1 Uitgewerkt voorbeeld Opgave Bereken hoeveel gram CO2 je produceert afkomstig van de vertering van een wafel met een massa = 50 gram die 24% glucose bevat. De chemische reactie die in je lichaam plaatsvindt is C6H12O6 + O2 → CO2 + H2O Gegeven: 50 gram wafel met 24% glucose Gevraagd: Hoeveel gram CO2 wordt geproduceerd bij de vertering van de glucose in die wafel? Oplossing: 1 Gegevens herleiden naar molhoeveelheden 2 De chemische reactievergelijking aanvullen en interpreteren in mol = Theoretische Hoeveelheden 1 C6H12O6 + 6 O2 ! 6 CO2 + 6 H2O TH 1*1 mol C6H12O6 + 6*1 mol O2  6*1 mol CO2 + 6*1 mol H2O Natuurwetenschappen Gezondheid en voeding

4 De berekende stofhoeveelheden herleiden naar de gevraagde grootheid 3 Uit de reactievergelijking de Werkelijke molhoeveelHeden van de gevraagde stoffen berekenen WH 0,067 mol C6H12O6  6 * 0,067 mol CO2 4 De berekende stofhoeveelheden herleiden naar de gevraagde grootheid Massa koolstofdioxide: Antwoord: Bij de vertering van 12 gram glucose ontstaat 18 gram koolstofdioxide Natuurwetenschappen Gezondheid en voeding

3.2.1 Berekeningen bij chemische processen Practicum: Bepaling van het gehalte calciumcarbonaat in maagtabletten Natuurwetenschappen Gezondheid en voeding

3.2.3 Opgaven Opgave 1 1 CH3CH2OH + 3 O2 ! 2 CO2 + 3 H2O De verbranding van drankalcohol gebeurt volgens de reactie: CH3CH2OH + O2  CO2 + H2O Bereken hoeveel gram O2 nodig is voor de verbranding van 23 gram ethanol. Gegeven: 23 gram ethanol Gevraagd: Hoeveel gram O2 is nodig voor de verbranding van 23 gram ethanol Oplossing: 1 Gegevens herleiden naar molhoeveelheden 2 De chemische reactievergelijking aanvullen en interpreteren in mol = Theoretische Hoeveelheden 1 CH3CH2OH + 3 O2 ! 2 CO2 + 3 H2O TH 1*1 mol CH3CH2OH + 3*1 mol O2  2*1 mol CO2 + 3*1 mol H2O 3 Uit de reactievergelijking de Werkelijke molhoeveelHeden van de gevraagde stoffen berekenen WH 0,50 mol C6H12O6  3 * 0,50 mol CO2 Natuurwetenschappen Gezondheid en voeding

4 De berekende stofhoeveelheden herleiden naar de gevraagde grootheid Opgave 1 – vervolg 4 De berekende stofhoeveelheden herleiden naar de gevraagde grootheid Massa dizuurstof: Antwoord: Voor de verbranding van 23 gram ethanol is 48 gram dizuurstof nodig Natuurwetenschappen Gezondheid en voeding

TH 1*1 mol CH2=CH2 + 1*1 mol Br2  1*1 mol CH2=CH2 Opgave 2 Alkenen kunnen worden geïdentificeerd door een additiereactie met dibroom volgens de reactie: CH2=CH2 + Br2  BrCH2–CH2Br bruin ontkleurd Indien 7 gram dibroom wordt ontkleurd, bereken dan hoeveel gram etheen aanwezig was. Gegeven: 7 gram dibroom Gevraagd: Hoeveel gram etheen was initieel aanwezig indien 7 gram dibroom wordt ontkleurd. Oplossing: 1 Gegevens herleiden naar molhoeveelheden 2 De chemische reactievergelijking aanvullen en interpreteren in mol = Theoretische Hoeveelheden 1 CH2=CH2 + 1 Br2 ! 1 CH2=CH2 TH 1*1 mol CH2=CH2 + 1*1 mol Br2  1*1 mol CH2=CH2 3 Uit de reactievergelijking de Werkelijke molhoeveelHeden van de gevraagde stoffen berekenen WH 0,04 mol Br2  1 * 0,04 mol CH2=CH2 Natuurwetenschappen Gezondheid en voeding

4 De berekende stofhoeveelheden herleiden naar de gevraagde grootheid Opgave 2 – vervolg 4 De berekende stofhoeveelheden herleiden naar de gevraagde grootheid Massa dizuurstof: Antwoord: 7 gram dibroom wordt ontkleurd door ongeveer 1 gram etheen Natuurwetenschappen Gezondheid en voeding

TH 1 * 1 mol C6H12O6  2 * 1 mol CH3CH2OH + 2 * 1 mol CO2 Opgave 3 Wijn bevat meestal 12 V% alcohol. Dit betekent dat in 100 ml wijn gemiddeld 9,6 g ethanol CH3CH2OH aanwezig is. Bereken hoeveel gram glucose nodig was voor de alcoholproductie van 1 fles wijn met volume 70 cl. Reactie: … C6H12O6  CH3CH2OH + CO2 Gegeven: 9,6 gram ethanol in 100 ml wijn. Gevraagd: Hoeveel gram glucose voor de alcoholproductie van 1 fles wijn met volume 70 cl. Oplossing: 1 Gegevens herleiden naar molhoeveelheden 2 De chemische reactievergelijking aanvullen en interpreteren in mol = Theoretische Hoeveelheden 1 C6H12O6  2 CH3CH2OH + 2 CO2 TH 1 * 1 mol C6H12O6  2 * 1 mol CH3CH2OH + 2 * 1 mol CO2 3 Uit de reactievergelijking de Werkelijke molhoeveelHeden van de gevraagde stoffen berekenen WH 1 * 0,21 mol C6H12O6  2 * 0,21 mol CH3CH2OH 1 * 0,21 mol CH3CH2OH  ½ * 0,21 mol C6H12O6 Natuurwetenschappen Gezondheid en voeding

4 De berekende stofhoeveelheden herleiden naar de gevraagde grootheid Opgave 3 – vervolg 4 De berekende stofhoeveelheden herleiden naar de gevraagde grootheid Massa glucose nodig voor 100 ml wijn: Massa glucose nodig voor 700 ml (70 cl) wijn: Antwoord: Er is 133 gram glucose nodig voor de alcoholproductie van 1 fles wijn met volume 70 cl en 12 V% alcohol Natuurwetenschappen Gezondheid en voeding

Opgave 4 Op onderstaande afbeelding duidt het getal 100 op het feit dat elk tablet 100 mg aspirine bevat. Vereenvoudigd gebeurt de bereiding van aspirine of acetylsalicylzuur C6H4(OCOCH3)COOH volgens de reactie C6H4(OH)COOH + CH3COOH ! C6H4(OCOCH3)COOH + H2O Bereken hoeveel gram hydroxybenzoëzuur C6H4(OH)COOH men nodig heeft om de inhoud van onderstaande verpakking te bereiden Gegeven: 100 mg aspirine in één tablet ! 6 * 100 mg = 6,00 g aspirine voor 60 tabletten . Gevraagd: Hoeveel gram hydroxybenzoëzuur nodig voor 60 tabletten aspirine Oplossing: 1 Gegevens herleiden naar molhoeveelheden Natuurwetenschappen Gezondheid en voeding

4 De berekende stofhoeveelheden herleiden naar de gevraagde grootheid Opgave 4 – vervolg 2 De chemische reactievergelijking aanvullen en interpreteren in mol = Theoretische Hoeveelheden 1 C6H4(OH)COOH + 1 CH3COOH ! 1 C6H4(OCOCH3)COOH + 1 H2O TH 1 *1 mol C6H4(OH)COOH + 1 *1 mol CH3COOH ! 1 *1 mol C6H4(OCOCH3)COOH + 1 *1 mol H2O 3 Uit de reactievergelijking de Werkelijke molhoeveelHeden van de gevraagde stoffen berekenen WH 0,0333 mol C6H4(OCOCH3)COOH  1 * 0,0333 mol C6H4(OH)COOH 4 De berekende stofhoeveelheden herleiden naar de gevraagde grootheid Massa hydroxybenzoëzuur Antwoord: Men heeft 4,6 gram hydroxybenzoëzuur nodig om 60 tabletten met 100 mg aspirine te bereiden Natuurwetenschappen Gezondheid en voeding