Aan het einde van dit hoofdstuk weet je:...
- Hoe je moet rekenen met massaverhoudingen;
- Verschil tussen massaverhoudingen;
- Vaststellen van massaverhoudingen.
Rekenen met een gegeven massa
In een reactie reageren stoffen met elkaar. Het is wel zo handig om niet teveel van de ene of andere stof te gebruiken. Er blijft dan immers na de reactie een beginstof en dat is zonde van de inkoop. In de industrie is dat zelfs van groot belang voor de kostenbeheersing. Met behulp van de massaverhouding van een reactie kun je berekenen, hoeveel van de ene stof met hoeveel van de andere stof reageert. Omdat het een massaverhouding is, zegt dat iets over de massa van de ene stof t.o.v. de massa van de andere stof. Er zijn ook andere verhoudingen mogelijk (zoals de molecuulverhouding of de volumeverhouding), maar daar gaan we nog niet erg veel op in. We hebben het voorlopig alleen over massa’s.
Bekijk het volgende voorbeeld eens:
koolstof + zuurstof → koolstofdioxide
C(s) + O2(g) → CO2(g)
Men heeft uit onderzoek gevonden, dat de massaverhouding koolstof : zuurstof ofwel C(s) O2(g) gelijk is aan 3 : 8 (“drie staat tot acht”). Let op de volgorde van de getallen: het eerste getal (3) hoort bij de eerste stof (koolstof) en het tweede getal (8) bij de tweede stof (zuurstof).
Samenvattend:
koolstof + zuurstof → koolstofdioxide
C(s) + O2(g) → CO2(g)
massaverh. 3 : 8 (→ 11)
Een massaverhouding heeft geen eenheden nodig. Of je nu 3 g koolstof met 8 g zuurstof laat reageren, of alles duizend keer zo groot doet, dat maakt niet uit. Ga maar na: 3000 g koolstof met 8000 g zuurstof is gewoon 3 kg koolstof met 8 kg zuurstof. Als je bij een massaverhouding voor beide getallen bij het rekenen maar dezelfde eenheid gebruikt. Dat mag g (gram) zijn, maar ook kilogram (kg) of ton (een ton is 1000 kg) of u. Je kunt bij een reactie vaak ook andere massaverhoudingen opschrijven. De massa van het koolstofdioxide in bovenstaande reactie is eenvoudig te achterhalen (totale massa voor reactie = totale massa na reactie, volgens de wet van massabehoud (Lavoisier)).
De massaverhouding koolstof : koolstofdioxide is 3 : 11.
De massaverhouding zuurstof : koolstofdioxide is 8 : 11
De massaverhouding koolstof : zuurstof : koolstofdioxide is 3 : 8 : 11. Blijf op de volgorde letten!
Als je een massaverhouding kent, kun je via kruislings vermenigvuldigen een onbekende massa berekenen.
Film
Een film waarin een aantal voorbeeldsommen worden gemaakt.
https://www.youtube.com/watch?v=7e85ETj7yRg&fmt=22
Zelf massaverhoudingen vaststellen
In klas 3 heb je berekeningen uitgevoerd met gegeven massaverhoudingen. Het is natuurlijk ook geen doen om van alle talloze bestaande reacties de massaverhouding te kennen. Toch is het redelijk eenvoudig om zélf de massaverhouding van een reactie vast te stellen. Dat kan met behulp van de kloppende reactievergelijking en met molecuulmassa’s. Neem als voorbeeld opnieuw de reactie tussen koolstof en zuurstof uit de vorige paragraaf. De kloppende (!) reactievergelijking van die reactie luidt:
C(s) + O2(g) → CO2(g)
In woorden betekent dat: één atoom C reageert met één molecuul tot één molecuul CO2. In het echt zullen dat miljarden en miljarden van al die atomen en moleculen zijn, maar het idee is dat de molecuulverhouding 1 : 1 is. Omdat je van elk van de reagerende partijen de massa kunt berekenen (zie twee paragrafen terug), kun je ook een massaverhouding vaststellen:
- één C-atoom heeft een massa van 12,01 u
- één molecuul O2 heeft een massa van 32,00 u (let op: 2×O, dus 2×16,00 u).
Dit levert het volgende schema op:
In de kleinste gehele getallen (deel alles door 4) komt dat neer op een massaverhouding koolstof: zuurstof = 3 : 8.
Oefenen
Wil je oefenen met dit onderdeel? Klik dan op de onderstaande link.
https://sites.google.com/site/scheikundeketel/home/klas-3-scheikunde/rekenen-met-massaverhoudingen
Toets rekenen met massa`s
Bronnen
