Wetenschappelijk onderzoek naar chemische formules

Presentatie over: "Wetenschappelijk onderzoek naar chemische formules"— Transcript van de presentatie:

1 Wetenschappelijk onderzoek naar chemische formules

2 Wetenschappelijk onderzoek
Stand van zaken: Onderzoek naar chemische reacties Hoeveelheid betrokken stoffen (één  meer) ENKELVOUDIGE STOFFEN Welke stoffen reageren ELEMENTENTHEORIE Elementenanalyse KOMMAFORMULES

3 Wetenschappelijk onderzoek
Wetenschap levert kennis en inzicht (regelmatigheden) op ZUIVER (interesse, nieuwsgierigheid) TOEGEPAST (toepasbaar in maatschappij)

4 Wetenschappelijk onderzoek

5 Wetenschappelijk onderzoek
Waarneming Zelfde kommaformules Kwantitatieve gegevens verzamelen Massaverhoudingen en volumeverhoudingen bepalen = regelmaat van Gay-Lussac Hypothese: Gasvormige stoffen reageren in volumeverhoudingen van gehele getallen V = m / d Verifiëren

6 Reacties met gassen Ho + Clo  H,Cl No + Oo  N,O N,O + Oo  N,O
No + Ho  N,H H,O  Ho + Oo = 1 : 1 : 2 = 2 : 1 : 2 = 1 : 3 : 2 = 2 : 2 : 1 Regelmaat van Gay-Lussac blijkt te kloppen

7 Wetenschappelijk onderzoek

8 Reacties met gassen Ho + Clo  H,Cl No + Oo  N,O N,O + Oo  N,O
No + Ho  N,H H,O  Ho + Oo = 1 : 1 : 2 = 2 : 1 : 2 = 1 : 3 : 2 = 2 : 2 : 1 Regelmaat van Gay-Lussac blijkt te kloppen Wet van Gay-Lussac

9 Formules Hoe kunnen we de wet van Gay-Lussac gebruiken voor chemische formules? Letten op de hoeveelheid element per liter gasvormige stof

10 Formules Voorbeeld reactie: de vorming van waterstofchloride
Ho + Clo  H,Cl Volumeverhouding 1 : 1 : 2 1 Ho + 1 Clo  2 H,Cl 1 portie element H 0,08 gram / L 0,04 gram / L 2 porties element H

11 Formules Door in porties te redeneren kunnen we chemische formules aanpassen met kwantitatieve gegevens (=aantal porties element / L) H2 en H1Cl1 en index 1 wordt vaak niet vermeld H2 en HCl

12 zegt iets over de hoeveelheid element
Formules De hoeveelheid element v/e stof veranderd nooit. Dus: H2 is altijd H2 INDEX zegt iets over de hoeveelheid element

13 Formules Consequentie: uit 1 L H2 kan nooit 3 L nieuw gas ontstaan.

14 Formules Nog een keer: 1 N2o + 3 H2o  2 N,H 2 N1H3

15 Formules Naamgeving Triviaal (bijv: chloroform)
Kan geen formule afleiden m.b.v. naam Systematisch (= volgens systeem / afspraak) Bij verbinding van 2 niet-metaal elementen Nummerieke voorvoegsels (mono, di, tri,…) Mono vooraan wordt weggelaten

16 Formules Hoe dan het (gas)volume te bepalen van vloeistoffen / vaste stoffen. (bijv. alcohol en jood) “LITER”MASSA LITERMASSA gassen vloeistoffen / vaste stoffen Pa * Va = Pb * Vb Ta Tb MASSA BEPALEN + 1,27 gram VERDAMPEN en OMREKENEN

17 Formules Hoe dan als je stoffen niet kunt verdampen? (Bijvoorbeeld suiker, thermolyse) Toevalligheid: v.p.v. Oplossen van 1 liter gas in 1 liter water levert een v.p.v. van -0,75 °C. V.P.V = -0,75.Volume Volume = V.P.V / -0,75

18 Formules Toepassing: Het oplossen van 14,1 gram suiker levert een V.P.V van -0,75. Volume = -0,75 / -0,75 = 1,0 L Dus “liter”massa suiker is 14,1 g/L.

19 Formules Hoe nu naar de formule van suiker? C,H,O + 24 O  24 O 11 O
C,H,O + O2  CO2 + H2O 10 g 11,1 g 15,4 g 5,7 g 10 / 14,1 11,1 / 1,31 15,4 / 1,80 5,7 / 0,73 0,71 8,5 8,5 7,8 C,H,O + 24 O  24 O 11 O 12 C 22 H C12H22O11

20 De mol Alles afleiden met gassen of omrekenen naar gassen met “liter”massa. Omzeilen: andere terminologie Vergroten elementporties (g/L) naar (g / 24,5 L) of (g/mol)

21 De mol Cl O Waarom 24,5 liter? Deze hoeveelheid is de elementmassa N H
(Zie TUE tabel 7 of BINAS) Element Kleinste portie (g/ L) (g / mol) Cl 1,45 35,5 O 0,655 16 N 0,57 14 H 0,0408 1

22 De mol MOL vast, vloeibaar, gas gassen 24,5 liter gas x gram stof
(bij 25 °C) x gram stof Molmassa Elementmassa Molvolume Molair volume

23 De mol Porties (=mol) oplossen.
1 mol stof oplossen in 1 liter = 1 molair 1 molair = 1 M.

24 Reactievergelijking Reactieschema zonder kwantitatief elementbehoud:
NO + O2  N2O4 dus: 2 NO + 1 O2  1 N2O4 Index = hoeveelheid element per mol Coëfficiënt: hoeveelheid mol stof

25 Chemisch rekenen Zelf molverhouding afleiden uit reactieschema is kloppend maken. Dus: Ken je chemische formules! Uit de molverhouding kan men de massaverhouding bepalen en daarmee rekenen = chemisch rekenen!

26 Chemisch rekenen Bijv: Hoeveel gram CO2 ontstaat bij de verbranding van 100 gram methaan? C1H4 + O2  CO2 + H2O 1 C1H O2  1 CO H2O 16 gram 64 gram 44 gram 36 gram 100 gr x gram X = (100 * 44) / 16 X = 275 gram

27 Chemisch rekenen Bijv. Hoeveel ijzeroxide is nodig bij de productie van 1 ton ijzer? Fe2O3 + C  Fe + CO2 2 Fe2O3 + 3 C  4 Fe + 3 CO2 1422 kg 1000 kg x 159,8 / 55,9 x (2/4) 8,9 kmol 17,9 kmol