H6 Rekenen met concentraties

Rekenen met concentraties

bron: mhhe.com
bron: mhhe.com

Na dit hoofdstuk kun je:

- werken met de chemische concentratie aanduiding: het begrip molariteit
- de molariteit van zowel ‘gewone’ oplossingen als zoutoplossingen uitrekenen
- rekenen aan neerslagreacties
- je eigen isotone dorstlesser maken aan de hand van een aantal voorgeschreven ingrediënten

6.1 De chemische concentratie aanduiding

Molariteit

Er zijn verschillende manieren om van een oplossing de concentratie of het gehalte aan te geven. Op producten kun je aanduidingen vinden als massa- en volumeprocent, maar ook het aantal gram per 100 mL of per 100 g product. Zo bevat bier 5,0 volume% alcohol en zit er in volle melk 4,0 gram eiwit per 100 g. In de chemie werken we liever met een andere concentratie aanduiding: de molariteit (M) oftewel het aantal mol per liter (mol L-1). Bekijk de afbeeldingen hieronder.

bron: sonnykim123.blogspot.com
bron: sonnykim123.blogspot.com

Voorbeeld 1

De oplosbaarheid van zuurstof in water van 293 K is 1,38.10-3 mol L-1 (zie Binas-tabel 44). We zeggen ook wel dat de oplossing 1,38.10-3 molair is. De zuurstofconcentratie noteren we dan als [O2(aq)] = 1,38.10-3 M. De hoofdletter ’M’ wordt dus niet alleen gebruikt voor molecuulmassa (u) en molmassa (g mol-1), maar ook voor molariteit (mol L-1). Let dus goed op waarvoor de ‘M’ staat.

Maak van elk type opgaven (er zijn drie soorten) in de opgavengenerator minimaal drie opgaven.

Oefening: Even oefenen

Start

Van gram en volume naar molariteit

van volume en molariteit naar gram

van gram en molariteit naar volume

Voorbeeld 2

De oplosbaarheid van bariumnitraat in water van 298 K is 102 gram per liter. Om de molariteit uit te rekenen moet je van gram naar mol: 102 g ÷ 261,3 g mol-1 = 0,390 mol. De molariteit van de oplossing is dus 0,390 M. Voor de concentratie van de ionen heb je de oplosvergelijking nodig:

Uit één deeltje bariumnitraat ontstaan dus één bariumion en twee nitraationen. De concentratie van de nitraationen is dus twee keer zo groot. Voor de concentraties van de ionen geldt dan:

Oefening: Even oefenen

Start

Oefen weer met de opgavengenerator. De opgeloste stoffen zijn nu in ionen gesplitst. Maak van elk type opgaven minimaal drie sommen.

van gram en volume naar molariteit

van volume en molariteit naar gram

van gram en molariteit naar volume

6.2 Rekenen aan oplossingen

Wat is ook al weer een neerslagreactie?

Bekijk de volgende simulatie.

Kies er twee

Rekenen aan reacties in oplossing

Een van de problemen bij het rekenen met oplossingen is de molverhouding waarin stoffen reageren. Bij neerslagreacties zijn we gewend om de tribune-ionen weg te laten. Als we een aluminiumsulfaat-oplossing laten reageren met een natriumfosfaat-oplossing dan krijgen we:

Hieruit leid je af dat de molverhouding tussen de aluminiumionen en de fosfaationen 1 : 1 is.

Als je echter gaat kijken naar de molverhouding tussen de stoffen aluminiumsulfaat en natriumfosfaat, reageert er feitelijk 0,5 mol Al2(SO4)3 met 1 mol Na3PO4. Om 1 mol Al3+(aq) te krijgen moet je namelijk 0,5 mol Al2(SO4)3 oplossen en om 1 mol PO43-(aq) te krijgen moet je 1 mol Na3PO4 oplossen. De molverhouding tussen aluminiumsulfaat en natriumfosfaat is dus 1 : 2. Het mag eigelijk niet, maar voor het rekenen aan een neerslagreactie is het gemakkelijker om de reactievergelijking in vaste stof notaties weer te geven. Dan krijg je namelijk dit:

Zoals je ziet is hier de molverhouding wel eenvousig af te leiden.

Werkdocument opdracht 15 - rekenen aan oplossingen

Maak opdracht 15 in je werkdocument.

Open bestand werkdocument 15

Oefening: Even oefenen

Start

6.3 een webexperiment

Een van de leuke dingen van het vak scheikunde is natuurlijk dat je experimenten uitvoert. Voor dit vak heb je je hersens en je handen nodig. De moderne techniek stelt ons tegenwoordig in staat een echt scheikunde experiment online uit te voeren. Zo'n experiment, waarbij je vanaf elke plek op de wereld een onderzoek doet met behulp van een op afstand bestuurbare experimenteeropstelling heet een 'webexperiment'. Het gaat hier niet om een online animatie of simulatie die een scheikundig experiment moet voorstellen. In een webexperiment heb je met stoffen te maken die echt met elkaar reageren. Maar die stoffen bevinden zich in een meetopstelling in de Vrije Universiteit in Amsterdam.

 

In de experimenteeropstelling bevindt zich een zogenaamde microreactor. Hieronder zie je een plaatje van de microreactor die in werkelijkheid ongeveer 50 mm lang is. De kanaaltjes in de microreactor hebben een diameter van 0,3 mm.

Inlet 1, 2 en 3 zorgen voor de toevoer van oplossingen van stoffen die met elkaar moeten reageren. De 'outlet' is de uitgang van de microreactor. Daar komt methyloranje uit. Dat druppelt in een erlenmeyer.

In de experimenteeropstelling zijn drie webcams opgenomen die laten zien wat er gebeurt tijdens het webexperiment.

Klik hier voor de webcams: http://www.chem.vu.nl/en/voor-het-vwo/scheikunde-experiment/index.asp

 

Werkdocument opdracht 16 - webexperiment synthese van methyloranje

Open bestand werkdocument 16

De docent of PAL-student zal jullie het webexperiment demonstreren. Tijdens, en na afloop van het webexperiment, moet je een paar vragen beantwoorden met behulp van berekeningen aan concentraties. Die vragen hebben eigenlijk te maken met deze onderzoeksvraag: heeft de temperatuur invloed op de reactie waarbij methyloranje gevormd wordt? Komt er bijvoorbeeld meer methyloranje uit als ik de temperatuur verhoog? De praktische uitvoering en bijbehorende opdrachten staan in je werkdocument.

Open je werkdocument en verwerk hierin de resultaten en je conclusie(s). Upload vervolgens naar je postbus voor eventuele feedback van docent of PAL-student.


Wil je meer van dit webexperiment weten, lees dan de handleiding (Engelstalig). Misschien vind je dit webexperiment wel zo leuk dat je er in overleg met je docent een praktische opdracht van kunt maken (en wie weet later wel een profielwerkstuk). In dat geval moet je de onderzoeksvraag goed formuleren, bijvoorbeeld zo: 'Wat is het verband tussen de temperatuur tijdens de reactie en de opbrengst (het aantal g per minuut) van het methyloranje?'

Open bestand handleiding

6.4 Een isotone dorstlesser

Isotone dorstlesser

Wie weleens sport, weet dat je er verschrikkelijke dorst van kunt krijgen. Je lichaam verliest vocht door zweten, en heeft aanvulling nodig om je lichaamstemperatuur op een gezond niveau te kunnen houden. Tijdens langdurig sportieve inspanningen moet er dus regelmatig worden gedronken. Laten we zeggen ongeveer op een grote bidon per uur voor een goede vochtvoorziening (750-1000 mL per uur en 500 mL in de winter). Behalve water verbruik je tijdens het sporten ook koolhydraten. Die kun je ook aanvullen, maar aan de opname van koolhydraten zit een maximum. Het lichaam neemt niet meer dan 60-80 g koolhydraten op per uur. In een zogenaamde isotone dorstlesser zit ongeveer 60 g per liter - de juiste verhouding water en koolhydraten die je tijdens het sporten nodig hebt. Bij het zweten verlies je ook mineralen; die wil je misschien ook aanvullen.
Overigens, nog afgezien van de koolhydraten en mineralen die je misschien mist, is veel zuiver water drinken tijdens het sporten überhaupt niet zo'n goed idee. Om de concentratie opgeloste stoffen in je lichaam in balans te houden, zul je vrij veel gaan plassen. En dat is nu juist weer niet de bedoeling! Water met een concentratie opgeloste stoffen (zouten en koolhydraten) die lijkt op de concentratie in je lichaam is dan beter. Zo'n concentratie noemen we isotoon.

AA Drink Isotone

Deze isotone dorstlesser is speciaal ontwikkeld voor tijdens het sporten. De samenstelling van AA Isotone is gelijk aan die van je lichaamsvloeistoffen, zodat het niet omgezet hoeft te worden in je maag en de stoffen onmiddellijk opgenomen worden in je bloedbaan. Aan AA Isotone zijn zes belangrijke mineralen toegevoegd: natrium, chloride, kalium, calcium, magnesium en fosfor. Je vult zo het verloren vocht en de mineralen onmiddellijk weer aan.

Samenstelling


AA Isotone bevat onder meer de volgende ingrediënten: water, suiker, glucose, voedingszuur (citroenzuur), citroensap, calciumlactaat, magnesiumlactaat, natriumcitraat, natriumchloride, kaliumcitraat, plantenextract (saffloor) en natriumfosfaat. Hieronder staan enkele gegevens over AA Isotone (bron:aa-drink.com).

Voedingswaarde per 100 mL
Energie 92 kJ ( 22 kcal)
Vetten 0 g
Eiwitten 0 g
Verzadigde vetzuren 0 g
Koolhydraten 5.7 g (waarvan suikers 5.4 g)
Voedingsvezel 0 g
Voedingzuur 3.0 g

Toegevoegde mineralen per 100 mL

Natrium 49 mg (1,96%)*
Calcium 12 mg (1,5 %)*
Chloride 36 mg (1,11%)*
Magnesium 8 mg ( 2,67 %)*
Kalium 10 mg (0,25 %)*
Fosfor 6 mg (0,75%)*
* (..%): aanbevolen dagelijkse hoeveelheid (ADH) per 100 ml
 

Werkdocument opdracht 17 - onderzoek: een isotone dorstlesser

Open bestand werkdocument 17

Voer opdracht 17 in je werkdocument uit: maak je eigen isotone dorstlesser.
 


 

  • Het arrangement H6 Rekenen met concentraties is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

    Auteur
    Bètapartners Je moet eerst inloggen om feedback aan de auteur te kunnen geven.
    Laatst gewijzigd
    2015-03-11 14:50:46
    Licentie
    CC Naamsvermelding-GelijkDelen 3.0 Nederland licentie

    Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding-GelijkDelen 3.0 Nederland licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding en publicatie onder dezelfde licentie vrij bent om:

    • het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
    • het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
    • voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.

    Meer informatie over de CC Naamsvermelding-GelijkDelen 3.0 Nederland licentie.

    Dit materiaal is achtereenvolgens ontwikkeld  en getest in een SURF-project  (2008-2011: e-klassen als voertuig voor aansluiting VO-HO) en een IIO-project (2011-2015: e-klassen&PAL-student).  In het SURF project zijn in samenwerking met vakdocenten van VO-scholen, universiteiten en hogescholen e-modules ontwikkeld voor Informatica, Wiskunde D en NLT.  In het IIO-project (Innovatie Impuls Onderwijs) zijn in zo’n samenwerking modules ontwikkeld voor de vakken Biologie, Natuurkunde en Scheikunde (bovenbouw havo/vwo).  Meer dan 40 scholen waren bij deze ontwikkeling betrokken.

    Organisatie en begeleiding van uitvoering en ontwikkeling is gecoördineerd vanuit Bètapartners/Its Academy, een samenwerkingsverband tussen scholen en vervolgopleidingen. Zie ook www.itsacademy.nl

    De auteurs hebben bij de ontwikkeling van de module gebruik gemaakt van materiaal van derden en daarvoor toestemming verkregen. Bij het achterhalen en voldoen van de rechten op teksten, illustraties, en andere gegevens is de grootst mogelijke zorgvuldigheid betracht. Mochten er desondanks personen of instanties zijn die rechten menen te kunnen doen gelden op tekstgedeeltes, illustraties, enz. van een module, dan worden zij verzocht zich in verbinding te stellen met de programmamanager van de Its Academy (zie website). 

    Gebruiksvoorwaarden:  creative commons cc-by sa 3.0

    Handleidingen, toetsen en achtergrondmateriaal zijn voor docenten verkrijgbaar via de bètasteunpunten.

     

    Aanvullende informatie over dit lesmateriaal

    Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:

    Toelichting
    Deze les maakt onderdeel uit van de e-klas 'Wat bak jij er van?' voor VWO 4 voor het vak scheikunde.
    Leerniveau
    VWO 4;
    Leerinhoud en doelen
    Schaal, verhouding en hoeveelheid; Scheikunde;
    Eindgebruiker
    leerling/student
    Moeilijkheidsgraad
    gemiddeld
    Trefwoorden
    e-klassen rearrangeerbaar

    Bronnen

    Bron Type
    https://maken.wikiwijs.nl/userfiles/9ec9fc93e6a5966282d822cd1be2e5c7c258196f.swf
    https://maken.wikiwijs.nl/userfiles/9ec9fc93e6a5966282d822cd1be2e5c7c258196f.swf     		Video
    https://maken.wikiwijs.nl/userfiles/1aa9b2f11b2a25f67ad99bd8036f00881c3320d6.swf
    https://maken.wikiwijs.nl/userfiles/1aa9b2f11b2a25f67ad99bd8036f00881c3320d6.swf     		Video
    https://maken.wikiwijs.nl/userfiles/5786fa9f00bc3f58605923f44cd0ff7df1a2e6cd.swf
    https://maken.wikiwijs.nl/userfiles/5786fa9f00bc3f58605923f44cd0ff7df1a2e6cd.swf     		Video
    https://maken.wikiwijs.nl/userfiles/962c8356c86d94ebf1425a8c58c916a6bc7121aa.swf
    https://maken.wikiwijs.nl/userfiles/962c8356c86d94ebf1425a8c58c916a6bc7121aa.swf     		Video
    https://maken.wikiwijs.nl/userfiles/e755940cb629dd580851ce0a4b2a765bc3e0b91c.swf
    https://maken.wikiwijs.nl/userfiles/e755940cb629dd580851ce0a4b2a765bc3e0b91c.swf     		Video
    https://maken.wikiwijs.nl/userfiles/9aa9eb76300065fc79109fed5c12571ce5f1ed15.swf
    https://maken.wikiwijs.nl/userfiles/9aa9eb76300065fc79109fed5c12571ce5f1ed15.swf     		Video
    Kies er twee
    http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/animations/chang_7e_esp/crm3s2_3.swf     		Video

    Gebruikte Wikiwijs Arrangementen

    , Bètapartners. (2014).

    E-klas Wat bak jij ervan?

    https://maken.wikiwijs.nl/55223/E_klas_Wat_bak_jij_ervan__

    , Bètapartners. (z.d.).

    test

    https://maken.wikiwijs.nl/45635/test

  • Gebruik
    Weergave
  • Wikiwijs is een dienst van