Chemisch rekenen Hfst 3.4 t/m 3.7

Een chemische reactie verloopt vaak niet voor 100% De opbrengst (de Yield = de hoeveelheid product(en) is dan lager dan je berekend hebt = lager dan 100%. De opbrengst kan worden uitgedrukt in: gevonden hoeveelheid product(en) (g) % yield = x 100% theoretische opbrengst product (en) (g) 3.4 De opbrengst (=Yield) van een reactie.

– C 4 H 8 (g) + CH 4 O (l) → C 5 H 12 O (l) 26,3 g isobutyleen + CH 4 O → 32,8 g opbrengst Wat is de yield (in %)??? 1 mol C 4 H 8 levert 1 mol C 5 H 12 O op. Hoeveel g product kan er maximal gevormd worden? 26,3 g = 26,3/ molecuulmassa C 4 H 8 (56,0 g/mol) = 26,3g/56,0g/mol = 0,470 mol 0,470 mol C 5 H 12 O = 0,470 x molaire massa C 5 H 12 O = 0,470 mol x 88,0 g/mol= 41,4 g C 5 H 12 O. Er is echter 32,8 g gemaakt = 32,8g/41,4g x 100% = 79,2 % opbrengst. 3.4 Vb. berekening % yield

Bereken het aantal grammen product als de yield (%) bekend is. 2 C 2 H 6 O (l) C 4 H 10 O (l) + H 2 O 20,0 g ethyl alcohol ? diethyl ether (74,0 g/mol) (46,9 g/ mol) 87% Yield Hoeveel g diethyl ether wordt er gevormd?

Bij een reactie met meerdere reactanten kan het voorkomen dat niet alles van de reactanten wordt gebruikt. 1 van de reactanten is beperkend (limiting) en bepaalt dan ook de hoeveelheid eindproduct. De andere reactant(en) is dan in overmaat aanwezig. – Vb: bij de productie van ethyleenglycol (C 2 H 6 O 2 ) wordt naast een hoeveelheid ethyleenoxide C 2 H 4 0 een overmaat aan water gebruikt. Water kost bijna niets, vandaar dat ze het in ruime hoeveelheden toevoegen. – p. 86 vb Reacties met beperkende hoeveelheden reactanten

Rekenen met limiterende hoeveelheden reactanten K 2 PtCl 4aq + 2 NH 3 (aq) → Pt(NH 3 ) 2 Cl 2s + 2 KCL aq Kalium tetra chloorplatinaat Cisplatina 10 g K 2 PtCl 4aq reageert met 10 g NH 3. (415,3 g/mol) (17,0 g/mol) – a) Welke reactant is de limiterende reactant? – b) Hoeveel g wordt er van de reactant die in overmaat aanwezig is gebruikt en hoeveel blijft er over? – c) Hoeveel gram Pt(NH 3 ) 2 Cl 2s (cisplatina) wordt er gemaakt??? (mw = 300,1 g/mol)

3.6 Molariteit De meeste reacties vinden in oplossing of in water plaats je moet dan weten hoeveel mol van een verbinding in een bepaald volume is opgenomen. Daarvoor wordt de M = Molariteit gebruikt. aantal mol verbinding M = liter oplossing Het gaat om het eindvolume!!! en niet om de hoeveelheid solvent (= oplosmiddel) dat is gebruikt

aantal mol verbinding (mol) liter oplossing (L) Molariteit M (mol/L) = aantal mol verbinding (mol) Molariteit M (mol/L) Volume (L) = aantal mol verbinding (mol) = Molariteit M (mol/L) × liter oplossing (L) 3.7 rekenen met de Molariteit Als het volume en de molariteit M bekend zijn, kan het aantal molen uitgerekend worden Als de molariteit M en het aantal molen bekend zijn, kan het bijbehorende volume uitgerekend worden Als het aantal molen en het volume bekend zijn, kan de molariteit M uitgerekend worden

Molariteit Vb: 2,355 g zwavelzuur (H 2 SO 4 ) is afgewogen en opgenomen in een eindvolme van 50,0 ml Wat is de molariteit van deze opl. ??? Molecuulmassa H 2 SO 4 = 98,1 amu Molmassa = massa van 1 mol = H 2 SO 4 = 98,1 g 2,355g H 2 SO 4 = 2,355g/98,1 g/mol = 0,0240 mol H 2 SO 4 in 50 ml. M (molariteit) = aantal mol/l dus 0,0240mol/50 ml x 1000 ml = 0,480 M

3.7 Verdunningen Op het lab worden (sommige) oplossingen vaak bewaard als sterk geconcentreerde opl. (stock opl.) (bv. omdat ze dan minder ruimte innemen, langer houdbaar zijn, …) Voor gebruik moet deze oplossing dan verdund worden. De bijbehorende molariteit (of het volume) kan dan als volgt uitgerekend worden: De geconcentreerde oplossing + oplosmiddel = verdunde oplossing aantal mol verbinding (mol) [constant] = Molariteit M (mol/L) × liter oplossing (L) Mi × Vi = Mf × Vf Mf = Mi × Vi/Vf (i = initial, f = final) 50,0 mL 2,00 M zwavelzuur wordt verdund tot 200,0 mL. Wat is de eindconcentratie? Mf = Mi × Vi/Vf = 2,00 M × 50,0 ml/200,0 ml = 0,500 M zwavelzuur VB

Zelfstudie Zelfstudie: Hfst 3 van Chemistry Mc Murry-Fay (§ 4 t/m 7) op blz. 89 t/m 97. Problem 7 t/m 17 Extra opgaven 5 en 8 (zie volgende dia)

Extra opgaven 5 en 8 Opgave 5 De reactie-opbrengst (yield) voor de reactie is 75% uitgaande van stikstofdioxide, er was 45 g NO 2 nodig in de reactie, waarbij uit gasvormig stikstofdioxide en water (vloeibaar), salpeterzuur (in waterig milieu) en (gasvormig) stikstofmonoxide ontstaat. A.Maak een kloppende reactievergelijking B.Bereken hoeveel gram HNO 3 wordt gevormd Opgave 8 A. Éé n molecuul van het antibioticum penicilline G heeft een massa van 5,342 * g. Wat is de molmassa van penicilline G. B.Hemoglobine is een zuurstof transporterend eiwit dat voorkomt in rode bloedcellen. Hemoglobine heeft vier ijzeratomen per molecuul eiwit. Dit komt overeen met 0,340% (m/m) ijzer. Bereken de molmassa van hemoglobine. C. Als vuistregel wordt de gemiddelde molmassa van een aminozuur op 100 g/mol gesteld. Bereken het aantal aminozuren waaruit hemoglobine is opgebouwd.