Verdunningen berekenen

Presentatie over: "Verdunningen berekenen"— Transcript van de presentatie:

1 Verdunningen berekenen
Hfst 3.12 en 11.3

2 3.10 % composition en empirische formules
* %composition (relatieve atoommassa) = relatieve massa van een element binnen een molecuul * Empirische formule = formule, die de verhouding weergeeft van het aantal atomen binnen een molecuul (bijv. glucose = CH2O) * Molecuulformule = formule die het daadwerkelijke aantal atomen binnen een molecuul weergeeft (bijv. glucose = C6H12O6) I II I Een molecuul bevat 84,1% C en 15,9% H. Doe alsof het om 100 g gaat. Dan heb je 84,1 g C en 15,9 g H Bereken m.b.v. de molmassa van deze elementen het aantal molen: 7,00 mol C en 15,8 mol H Bepaal de coëfficiënten door te delen door het kleinste getal C1H2.26 De empirische formule is het eerste veelvoud dat uit gehele getallen bestaat: C4H9 (MM = 57.1 amu). Is dat ook de molecuulmassa?? De molecuulmassa blijkt amu te zijn, dus de molecuulformule = C8H18

3 3.12 Bepaling empirische formules: Element analyse
Bepaling van de molecuulmassa via massa spectrometrie Naftaleen, C10H8 Verdamping van het sample en injectie als verdund gas Ionizatie van de moleculen (gedeeltelijke defragmentatie) Versnelling d.m.v. een electrisch veld Afbuiging met magneet (zo ingesteld dat ionen via spleet detector bereiken) Afbuiging / detectiepositie hangt af van: lading ionen (vnml. 1+) sterkte magneetveld (bekend) MM ionen (te bepalen, 7 sign. cijfers)

4 De concentratie van / in oplossingen Hfst. 11. 3
Meestal hebben we het over een geconcentreerde – of juist verdunde oplossing. De exacte hoeveelheid kan op verschillende manieren worden weergegeven: 1: M = Molariteit 2: Molfractie 3: massa % 4: Molaliteit (m)

5 M = molariteit en m = molaliteit
1: M = Molariteit = mol verbinding per volume eenheid oplossing nadeel: afhankelijk van de temperatuur 4: m = Molaliteit = mol verbinding per kg oplosmiddel onafhankelijk van de temperatuur De dichtheid van een oplossing is nodig. D = dichtheid = massa (g) / volume (l).

6 Molfractie aantal molen verbinding
De molfractie = totaal aantal molen verbinding + oplosmiddel De molfractie = dimensieloos en onafhankelijk van de temperatuur. De molfractie wordt vooral gebruikt voor gasmengsels. Vb: 1,00 mol CH3OH in 5,00 mol water 1 De Molfractie = = 0.167 (5 + 1) = 6

7 Massa % massa van het molecuul (of atoom of ion)
Het Massa % = x 100% totale massa van de oplossing Het massa % = onafh. van de temperatuur Het massa % wordt vooral gebruikt voor kleine hoeveelheden ppm = part per million ( 1/ 106) ppb = part per billion ( 1/ 109) Vb: g glucose in g water 10.0 Het massa % = x 100% g = 9.09 %

8 Massa % Vb. 11.2: Er is een 5,75% LiCl oplossing aanwezig.
Als er 1,60 g LiCl in de oplossing zit, hoe groot is dan het volume van de oplossing? 1: Doe alsof je 100 g LiCl hebt om uit rekenen hoeveel g LiCl (5,75%) daar in zit. 2: Gebruik die gegevens om het volume vast te stellen van het volume dat bij 1,6 g LiCl hoort. In 100 g oplossing zit 5,75 g LiCl. Omdat je de dichtheid niet weet mag je rekenen met dichtheid = g oplossing is gelijk aan 100 mL oplossing. 5,75g/ 100 ml = 1,60 g/ ? Ml ? mL= Ml 27,8 mL

9 Massa % Vb 11.3: Gebruik de dichtheid om van massa% om te rekenen naar M . De dichtheid van een 25% H2SO4 oplossing bedraagt 1,1783 g/ml (bij 25 °C). Wat is de Molariteit van deze oplossing??? 1: Doe alsof je 100 g oplossing hebt en bereken daarin de hoeveelheid H2SO4 in g. = 25 g 2: Bereken vervolgens hoeveel mol H2SO4 dat is (mm = 98,01 g/ mol) = 0,255 mol 3: Gebruik daarna de dichtheid om uit te rekenen hoeveel ml oplossing 100g oplossing is. = 84,86 ml 4: Dan heb je het aantal mol H2SO4 in een bepaalde hoeveelheid ml en kan je uitrekenen hoeveel mol dat per L is en dan heb je de M.  = 0,255 mol/ 84,86 mL x 1000mL = 3,00M

10 samenvatting Solute = opgeloste stof Solvent = oplosmiddel
Solution = oplossing (opgeloste stof in oplosmiddel) Figure: Table 11.2 Title: Caption: 10

11 Gebruik van dichtheid om massa %, molfractie en m te berekenen
Vb 11.6: 0,750 M H2SO4 in water met een dichtheid van 1,046 g/ml. MM = 98,1 g/mol. Aantal mol H2SO4 = 0,750 mol in 1 liter water. Aantal g H2SO4 = 0,750 mol x 98,1 g/mol = 73,57 g H2SO4 1 liter oplossing weegt 1046 g.. Aantal g H2O : 1046 – 73,57 g = 972,43 g. = Aantal mol H2O : 972,43/18 g/mol = 54,02 mol water. Bereken de molfractie = aantal mol H2SO4 / aantal mol H2SO4 + aantal mol oplosmiddel (= water). Molfractie = 0.750/(54,02 + 0,750) = 0,0137. Massa % = massa H2SO4 / massa H2SO4 + massa water. = 73,57 g/1046 g x 100% = 7,033% m= aantal mol H2SO4 / kg water. 0,750 mol/ 972 g water x 1000 g water= 0,771 m

12 Zelfstudie Zelfstudie: Hfst 3 van Chemistry Mc Murry-Fay (§ 12 )
Hfst 11 (§ 3) blz. 388 t/m 393 Problem: 11.52, 11.58, 11.66 Extra opgaven nr: 4, 6 en 7 zie de volgende dia. Z

13 A. Bepaal de molariteit van cesiumchloride.
Opgave 4 Cesiumchloride wordt gebruikt om een hoge dichtheid aan een oplossing te geven om celcomponenten te isoleren als zij gecentrifugeerd worden. Een 40% (m/m) oplossing van cesiumchloride heeft een dichtheid van 1,43 g/ml. A. Bepaal de molariteit van cesiumchloride. Hoeveel mL van die geconcentreerde oplossing moet worden verdund tot 500 mL om een 0,100 M cesiumchloride oplossing te maken. Opgave 6 Men voegt samen 615 mL NaOH-oplossing (32% (m/m), dichtheid 1,35 g/mL), 930 mL NaOH-oplossing (12% (m/m), dichtheid 1,13 g/mL) en 405 mL water (dichtheid 1,00 g/mL). Het eindvolume bedraagt 1950 mL. Bereken de concentratie NaOH in mol/L, en in g/L. Bereken de dichtheid van de eindoplossing in kg/m3. C Bereken het Na-gehalte in ppm Opgave 7 250 g van een verdunde fosforzuuroplossing (H3PO4, 20,0% (m/m), dichtheid = 1,18 g/mL) wil men concentreren tot 5,00 mol H3PO4 per liter. Hoeveel mL geconcentreerd fosforzuur (85,0 % (m/m), dichtheid = 1,69 g/mL) moet dan aan de 250 g verdunde oplossing worden toegevoegd.