Opgave uit het boek

Question 1

Welk element zullen in de grondtoestand de volgende elektronenconfiguratie hebben?

[Kr] 4d¹⁰ 5s² 5p⁴

Answer 1

Telluur (Te)

Question 2

Welk element zullen in de grondtoestand de volgende elektronenconfiguratie hebben?

[Ar] 4s² 3d³

Answer 2

Vanadium (V)

Question 3

Welk element zullen in de grondtoestand de volgende elektronenconfiguratie hebben?

[He] 2s² 2p²

Answer 3

Koolstof (C)

Question 4

Welk element zullen in de grondtoestand de volgende elektronenconfiguratie hebben?

[Xe] 6s² 4f ⁷

Answer 4

Europium (Eu)

Question 5

Voor een elektron in een atoom wordt de kwantumtoestand gegeven door de set van vier kwantumgetallen: {n, l, ml , ms}. Geef voor de volgende sets aan of het een kwantumtoestand weergeeft of niet. Als de set niet voldoet als kwantumtoestand, geef dan aan waarom niet.

a {4, 2, –1, ½}

b {5, 0, –1, ½}

c {4, 4, –1, ½}

Answer 5

a toegestaan

b niet toegestaan want als l = 0, dan moet ml ook 0 zijn

c niet toegestaan want l kan niet even groot zijn als n.

Question 6

Rangschik de volgende deeltjes naar toenemende ionstraal: S^2–, Cl^–, P^3–

Answer 6

Cl^– < S^2– < P^3– want Cl heeft de hoogste kernlading. De Cl-kern zal dus de elektronenwolk het dichtst naar zich toe trekken, waardoor de straal kleiner wordt

Question 7

Geef de reactievergelijking voor de volgende vervalreactie

β+-verval van ⁸₅B

Answer 7

⁸₅B > ⁸₄Be + ⁰₁e

Question 8

Geef de reactievergelijking voor de volgende vervalreactie

β–-verval van ⁶³₂₈Ni

Answer 8

⁶³₂₈Ni > ⁶³₂₉Cu + ⁰_-1e

Question 9

Geef de reactievergelijking voor de volgende vervalreactie:

α-verval van ¹⁸⁵₇₉Au

Answer 9

¹⁸⁵₇₉Au > ¹⁸¹₇₇Ir + ⁴₂He

Question 10

Voorspel welk deeltje de grootste straal heeft:

Na of K

Answer 10

K, want K bevindt zich in een hogere periode dan Na

Question 11

Voorspel welk deeltje de grootste straal heeft:

Rb⁺ of Kr

Answer 11

Kr, want Kr heeft een lagere kernlading dan Rb

Question 12

Voorspel voor welk deeltje de grootste straal heeft:

Cl^– of Ar

Answer 12

Cl^–

Question 13

Voorspel voor welk deeltje de grootste straal heeft:

Cs of Cs⁺

Answer 13

Cs, want Cs heeft een ‘extra’ orbitaal nodig

Question 14

Welke straling komt vrij bij de volgende reactie:

¹²⁸Sn tot ¹²⁸Sb

Answer 14

β–-straling want: ¹²⁸₅₀Sn > ¹²⁸₅₁Sb + ⁰_-1e

Question 15

Welke straling komt vrij bij de volgende reactie:

²²⁸Th tot ²²⁴Ra

Answer 15

α-straling want: ²²⁸₉₀Th > ²²⁴₈₈Ra + ⁴₂He

Question 16

Welke straling komt vrij bij de volgende reactie:

¹⁴⁰La tot ¹⁴⁰Ba

Answer 16

β+-straling want: ¹⁴⁰₅₇La > ¹⁴⁰₅₆Ba + ⁰₁e

Question 17

Noem de drie regels van Fajans.

Answer 17

Het covalente bindingskarakter neemt toe

a met afnemende straal en toenemende lading van het positieve ion;

b met toenemende lading en toenemende straal van het negatieve ion;

c voor positieve ionen die geen edelgasconfiguratie hebben, zoals overgangsmetalen, in vergelijking met andere positieve ionen, zoals alkali- en aardalkalimetalen.

Question 18

Teken de Lewisformules en bepaal de geometrie (met hoeken) van:

SCl₂

Answer 18

SCl₂: aantal valentie-elektronen: 6 + 14 = 20

Vier groepen om zwavel: een verstoorde tetraëder. De ClSCl-hoek is net als in H₂O ongeveer 104°

Question 19

Teken de Lewisformules en bepaal de geometrie (met hoeken) van

WCl₄

Answer 19

WCl₄: aantal valentie-elektronen: 6 + 28 = 34 Vijf groepen om wolfraam: een trigonale bipiramide met het vrije elektronenpaar equatoriaal. De hoeken zijn daardoor iets kleiner dan 90° en 120°

Question 20

Teken de Lewisformules en bepaal de geometrie (met hoeken) van

NOCl

Answer 20

NOCl: aantal valentie-elektronen: 5 + 6 + 7 = 18 Drie groepen om stikstof: een vlakke driehoek. De ONCl-hoek is kleiner dan 120° als gevolg van de afstotende werking van het vrije elektronenpaar

Question 21

Teken de Lewisformules en bepaal de geometrie (met hoeken) van

ClO^-₂

Answer 21

ClO⁻₂ : aantal valentie-elektronen 7 + 12 + 1 = 20 Vier groepen om chloor: een verstoorde tetraëder. De formele lading op zuurstof is 1–. De OClO-hoek is evenwel een stuk kleiner dan de tetraëderhoek, namelijk 105°, als gevolg van de afstotende werking van de vrije elektronenparen.

Question 22

Teken de Lewisformule van ozon (O3). Ga na of mesomerie kan optreden. Zo ja, geef de grensstructuren.

Answer 22

Zuurstof bevindt zich in de tweede periode van het periodiek systeem en moet volledig beantwoorden aan de octetregel. De laatste structuur is dus fout.

Question 23

CO is een neutraal ligand, CN^– is een negatief geladen ion. Beide reageren via koolstof met het metaalatoom of ion. Teken de Lewisformules.

Answer 23

Question 24

Een weerballon is gevuld met heliumgas bij 20 °C en 1 atmosfeer. Het volume van de ballon is 250 L. Als de ballon is opgestegen naar een luchtlaag waar de temperatuur –30 °C is, is het volume toegenomen tot 800 L. Bereken de luchtdruk in die luchtlaag.

Answer 24

Question 25

We hebben argon van 600 atmosfeer en 100 K.

Welke fasen zijn bij deze omstandigheden aanwezig

Answer 25

Uit het fasediagram blijkt dat 100 K, 600 atmosfeer op de smeltlijn ligt. Argon is dus zowel in de vaste als in de vloeibare fase aanwezig.

Question 26

We hebben argon van 600 atmosfeer en 100 K

Wat gebeurt er als de argon wordt verhit (de druk blijft gelijk)?

Answer 26

De argon zal bij een toename van de temperatuur bij constante druk helemaal vloeibaar worden.

Question 27

We hebben argon van 600 atmosfeer en 100 K

Beschrijf een procedure om alle argon in gas om te zetten zonder de temperatuur te veranderen.

Answer 27

Om alle argon gasvormig te maken bij dezelfde temperatuur moet de druk worden verlaagd tot beneden de dampdruklijn.

Question 28

Leg uit welke twee soorten legeringen er zijn. Geef van elke soort een paar voorbeelden.

Answer 28

Er zijn twee soorten legeringen:

– de substitionele legering: hierin is een deel van de metaalatomen in het rooster vervangen door atomen van een ander metaal. Een voorbeeld van een dergelijke legering is brons, een mengsel van koper en tin (zie BINAS, tabel 9);

– de interstitiële legering: hierin is het metaal gemengd met een stof waarvan de deeltjes zo klein zijn, dat ze in de ruimtes tussen de metaalatomen passen. Een voorbeeld hiervan is staal, waarbij de koolstofatomen tussen de ijzeratomen gaan zitten.

Question 29

IJzer kristalliseert uit in een bcc-structuur. De ionstraal van ijzer in deze structuur is 124 pm.

Leg uit hoeveel ionen ijzer er per eenheidscel zijn.

Answer 29

In de bcc-structuur bevinden zich in de eenheidscel in totaal 2 roosterpunten, dus 2 ijzerionen (namelijk 8 × 1/8 (de hoekpunten) + 1(in het midden van de kubus)).

Question 30

IJzer kristalliseert uit in een bcc-structuur. De ionstraal van ijzer in deze structuur is 124 pm.

Wat is het coördinatiegetal van ijzer in deze structuur?

Answer 30

De omringing in de bcc-structuur is 8. Elke bol in de bcc-structuur wordt door 8 andere omringd. Het coördinatiegetal is dus 8.

Question 31

IJzer kristalliseert uit in een bcc-structuur. De ionstraal van ijzer in deze structuur is 124 pm.

Bereken de lengte van de zijde van de eenheidscel.

Answer 31

Voor de bcc-eenheidscel geldt: 3a² = (4r)² (zie paragraaf 5.2).

Hieruit volgt: a = 4r /√3

Invullen levert: a = 286 pm

Question 32

Wat voor soort stoffen zijn de volgende vier stoffen?

BaCl₂, SiC, Co en CO

Answer 32

BaCl₂ is een zout, SiC een netwerkstof, Co een metaal en CO een moleculaire stof.

Question 33

BaCl₂, SiC, Co en CO

Bariumchloride heeft een smeltpunt van 963 °C en Co smelt bij 1495 °C.

Rangschik de vier stoffen uit onderdeel a naar toenemend smeltpunt.

Answer 33

CO < BaCl₂ < Co < SiC

Question 34

Bereken in welk rooster de volgende zouten zullen uitkristalliseren:

AgCl

Answer 34

Beide zouten kristalliseren uit in een natriumchloridestructuur. Gebruik om dit te berekenen tabel 40A van BINAS en zoek de ionstralen op.

Bereken dan de straalverhouding.

AgCl 126/181 = 0,70

Question 35

Bereken in welk rooster de volgende zouten zullen uitkristalliseren:

LiH

Answer 35

Beide zouten kristalliseren uit in een natriumchloridestructuur. Gebruik om dit te berekenen tabel 40A van BINAS en zoek de ionstralen op.

Bereken dan de straalverhouding.

LiH 68/154 = 0,44.

Question 36

In onderstaand figuur staat een eenvoudig (behang)patroon

Leg uit of er in dit patroon sprake is van een translatierooster.

Zijn er symmetrie-elementen?

Answer 36

Er is sprake van een translatierooster omdat een motiefje (een groepje van drie visjes) steeds regelmatig wordt herhaald. Het patroon is opgebouwd door het motiefje steeds over een bepaalde afstand te verschuiven (te transleren) in twee richtingen.

Er zijn geen symmetrie-elementen in het patroon te vinden.

Question 37

In onderstaand figuur staat een eenvoudig (behang)patroon

Teken een mogelijke eenheidscel.

Answer 37

De eenheidscel kunnen we op verschillende manieren tekenen. In ieder geval moet er in de eenheidscel één heel motiefje voorkomen. De eenheidscel is primitief (er komt geen extra roosterpunt in voor).

Question 38

In de volgende figuur ziet u het behangpatroon ‘Franse lelie’.

Leg uit waarom dit een translatierooster is (aangenomen dat het patroon in het platte vlak oneindig wordt uitgebreid).

Answer 38

Ook bij de ‘Franse lelie’ is sprake van een zich herhalend motiefje. Let hierbij wel op wat het motiefje eigenlijk is! Omdat de ene lelie ingekleurd is en de andere niet, is het motiefje groter dan één lelie. Als we goed kijken is het steeds een blokje van vier lelies, waaruit het patroon is opgebouwd. Door dit blokje steeds naar twee richtingen te verschuiven wordt het patroon gevormd. Een translatierooster dus.

Question 39

Geef de symmetrie-elementen aan in dit patroon.

Teken de eenheidscel. Is de eenheidscel primitief of gecenterd? Leg uit.

Answer 39

Er zijn verticale spiegel- en glijspiegellijnen te zien in het patroon. c De eenheidscel zal nu gekozen worden evenwijdig aan de verticale (glij)spiegelelementen. Ingetekend zijn twee mogelijkheden: de eerste is zo klein mogelijk (en levert een primitieve eenheidscel op, er komt geen extra roosterpunt in voor) en de tweede is rechthoekig (de eenheidscel evenwijdig en loodrecht op de aanwezige spiegelelementen). De tweede eenheidscel is gecenterd; er zit een extra roosterpunt in de eenheidscel). Voor beide keuzen is iets te zeggen.

Question 40

Geef de symmetrie-elementen aan in dit patroon.

Teken de eenheidscel.

Is de eenheidscel primitief of gecenterd? Leg uit.

Answer 40

Het patroon ‘Bloem’ heeft horizontale en verticale spiegellijnen, die loodrecht op elkaar staan. Op de snijpunten van deze spiegellijnen bevinden zich 4-tallige draaipunten. Er zijn ook nog vele 2-tallig draaipunten.

Er zijn meer manieren om een eenheidscel te tekenen, maar de zijden van de eenheidscel moeten in ieder geval evenwijdig zijn aan de spiegellijnen. Voor de hand ligt één ‘tegel’ als eenheidscel te nemen.

De eenheidscel is primitief.

Question 41

Geef de symmetrie-elementen aan in dit patroon.

Teken de eenheidscel.

Is de eenheidscel primitief of gecenterd? Leg uit.

Answer 41

Zowel horizontaal als verticaal spiegel- en glijspiegellijnen. Op de snijpunten 4-tallige draaipunten. Er zijn ook 2-tallige draaipunten.

Zijden van de eenheidscel zijn evenwijdig aan de (glij)spiegellijnen.

Eenheidscel is gecenterd.

Question 42

Geef de symmetrie-elementen aan in dit patroon.

Teken de eenheidscel.

Is de eenheidscel primitief of gecenterd? Leg uit.

Answer 42

Zowel horizontaal als verticaal spiegel- en glijspiegellijnen. Op de snijpunten 4-tallige draaipunten. Er zijn ook 2-tallige draaipunten.

Zijden van de eenheidscel zijn evenwijdig aan de (glij)spiegellijnen.

Eenheidscel is gecenterd.

Question 43

Wat verstaan we onder een ‘effectieve botsing’?

Answer 43

Een botsing tussen twee deeltjes die tot reactie leidt.

Question 44

Leg uit hoe het komt dat chemische reacties zo gevoelig zijn voor temperatuurveranderingen.

Answer 44

Als de temperatuur toeneemt, neemt de snelheid en de kinetische energie van de deeltjes toe. Dit heeft twee gevolgen:

1 de deeltjes botsen vaker, dus meer kans op reactie;

2 de botsingen zijn krachtiger, dus een groter percentage van de deeltjes heeft voldoende energie om te kunnen reageren.

Question 45

Answer 45

Question 46

Bereken de gemiddelde reactiesnelheid van de ontleding van N₂O₅ in het eerste tijdsinterval in beide proeven.

Answer 46

Question 47

Bereken de gemiddelde reactiesnelheden in de vier tijdsintervallen (0-4000 s, 4000-8000 s, enz.) bij 308 K. Zet deze uit in een diagram als functie van de tijd.

Answer 47

Question 48

Wat is een katalysator?

Answer 48

Een stof die een reactie versnelt en daarbij niet wordt verbruikt: de katalysator wordt weer teruggevormd.

Question 49

Leg uit wat de werking is van een katalysator bij een chemische reactie

Answer 49

Met katalysator verloopt de reactie via een ander mechanisme (op een andere manier) dan zonder katalysator. De activeringsenergie met katalysator is lager dan zonder, dus hebben bij een gegeven temperatuur meer deeltjes voldoende energie bij botsingen om te kunnen reageren. Daardoor loopt de reactie sneller

Question 50

Beïnvloedt een katalysator de snelheid van de moleculen?

Answer 50

Nee. De kinetische energie en daarmee de gemiddelde snelheid van de moleculen wordt alleen bepaald door de temperatuur.

Question 51

Levert een katalysator energie?

Answer 51

Nee. De katalysator is na de reactie onveranderd. Als hij energie zou hebben geleverd, zou hij na de reactie of kouder moeten zijn, of een andere chemische gedaante moeten hebben. Een batterij bijvoorbeeld heeft na stroomlevering een andere chemische samenstelling dan ervoor.

Question 52

Noem een voorbeeld van een katalytische reactie in je lichaam en in het milieu.

Answer 52

In je lichaam verloopt de verbranding van glucose bij 37 oC. Zonder katalysator brandt glucose pas bij een paar honderd graden en treden er vuurverschijnselen op. Glucose is onbeperkt houdbaar in lucht bij 37 oC. In het milieu katalyseren de ionen in zout water het roesten van ijzer.

Question 53

In een vat heeft zich het volgende evenwicht ingesteld:

De reactie naar rechts is exotherm. Formuleer de evenwichtsvoorwaarde

Answer 53

Question 54

Wat gebeurt er met de ligging van het evenwicht als we de volgende veranderingen in het systeem aanbrengen (de overige condities houden we steeds constant):

1 fosfortrichloride (PCl3) toevoegen

2 de temperatuur verhogen

3 het gasmengsel samenpersen

4 het volume van het reactievat vergroten

5 argon bij constant volume toevoegen

6 een katalysator toevoegen

Answer 54

Het principe van Le Chatelier passen we toe:

1 Die reactie zal optreden die de toegevoegde PCl3 omzet in PCl5: het evenwicht verschuift naar rechts.

2 Bij verhoging van de temperatuur verschuift een evenwicht naar de endotherme kant, dat is in dit geval de reactie naar links.

3 Bij samenpersen (volumeverkleining) verschuift een evenwicht zodanig dat er in de nieuwe evenwichtstoestand minder moleculen zijn. We zeggen: het evenwicht verschuift naar de kant van de minste deeltjes. In dit geval zal de reactie naar rechts tijdelijk de overhand krijgen: uit twee moleculen ontstaat één molecuul.

4 Bij vergroten van het volume gebeurt het omgekeerde als bij verkleinen (samenpersen): het evenwicht verschuift naar links.

5 Geen invloed op het evenwicht. Argon is een edelgas en reageert nergens mee. Het volume blijft constant, dus de concentraties veranderen niet.

6 Geen invloed op het evenwicht. Een katalysator versnelt heen- en teruggaande reactie in gelijke mate. Het evenwicht stelt zich sneller in, maar de verhoudingen van de hoeveelheden van de drie stoffen in de evenwichtstoestand zijn hetzelfde als wanneer geen katalysator aanwezig was.

Question 55

Answer 55

Uit deze meting en de beginhoeveelheden kunnen we de evenwichtsconcentraties berekenen. In het vat is 0,20 mol NH3 ontstaan; er is dus N2 en H2 verdwenen. Deze verdwenen hoeveelheden berekenen we met de bovenstaande stoichiometrische vergelijking:

n(N₂) = 1/2 × n(NH₃) = 1/2 × 0,20 = 0,10 mol

n(H₂) = 3/2 × n(NH₃) = 3/2 × 0,20 = 0,30 mol

Question 56

Wat verstaan we onder de oplosbaarheid s van een zout in water?

Answer 56

De oplosbaarheid s is de maximale hoeveelheid zout die per liter water bij een bepaalde temperatuur kan oplossen. De oplosbaarheid is dus gelijk aan de molariteit van het zout in de verzadigde oplossing, als er evenwicht is tussen het vaste zout en de ionen in oplossing: s = c_verz mol L^–1

Question 57

Bereken het oplosbaarheidsproduct van lood(II)chloride (PbCl₂).

De oplosbaarheid van PbCl₂ bij 298 K is: s = 1,6 × 10–2 mol L^–1.

Answer 57

Question 58

Leg uit waarom regen van nature al enigszins zuur is.

Answer 58

Regen is van nature al enigszins zuur doordat CO2 uit de lucht in regenwater oplost en daar het zwakke koolzuur vormt:

Question 59

Het oplossen van CO2(g) in regenwater is een evenwichtsproces, mits geen andere reacties van het gas in water plaatsvinden:

(Bij evenwicht is de concentratie van een matig of slecht oplosbaar gas in een oplossing evenredig aan de partiële dampdruk p van dat gas.) Bereken de concentratie CO2(aq) in natuurlijk regenwater van 25 °C als gegeven is dat de evenwichtsconstante voor dit proces 0,04 mol L–1 atm–1 is en de partiële dampdruk van CO2 in de atmosfeer 360 ppmv, dat is 3,6 × 10–4 atm, bedraagt.

Answer 59

Question 60

Bereken met het antwoord uit de vorige vraag de pH van natuurlijk regenwater als gegeven is dat K_z(CO₂ + H₂O) = 4,5 × 10^–7

Answer 60

Question 61

De afgelopen jaren bevatte het regenwater dat in ons land viel gemiddeld 8 × 10^–5 mol H₃O+ per liter. Bereken de pH van dit regenwater.

Answer 61

pH = –log (8 × 10^–5) = 4,1

Question 62

Hoewel CO2 in veel hogere concentraties in de atmosfeer voorkomt dan SO2, draagt SO2 meer bij aan de zuurgraad van regen. Bedenk hiervoor een verklaring.

Answer 62

SO₂ draagt meer bij aan de zuurgraad van regen. Ten eerste omdat SO₂ aanzienlijk beter oplost in water dan CO₂ (zie BINAS-tabel 44). De evenwichtsconstante voor het oplossen van SO₂ in regenwater zal veel groter zijn dan die voor het oplossen van CO₂ in water. Ten tweede omdat de Kz(SO₂ + H₂O) = 1,4 × 10^–2 veel groter is dan de Kz(CO₂ + H₂O) = 4,5 × 10^–7 (zie BINAS-tabel 49). Bij gelijke molariteit bevat een oplossing van SO₂ in water veel meer H₃O+-ionen dan een oplossing van CO₂ in water.

Question 63

Wat zijn voor de verzuring van het milieu de belangrijkste primair geëmitteerde gassen?

Answer 63

De belangrijkste primair geëmitteerde gassen zijn zwaveldioxide (SO₂), stikstofoxiden (NO en NO₂, tezamen aangeduid als NO_x) en ammoniak (NH₃).

Question 64

Onder zure regen verstaan we de totale depositie van bestanddelen die de bodem en het oppervlaktewater direct of indirect verzuren. Verzurende depositie bestaat uit verschillende stoffen. De totale belasting drukken we uit in potentieel zuur.

Waarom gebruikt men het begrip potentieel zuur?

Answer 64

Het begrip potentieel zuur gebruikt men omdat NH₃ een potentieel verzurende stof is. Ammoniak speelt in het milieu een dubbelrol.

Enerzijds is ammoniakgas basisch en kan het in de lucht de zure componenten, zwavelzuur en salpeterzuur, die bijdragen aan de zure depositie, neutraliseren. Hierbij ontstaan ammoniumzouten. Anderzijds worden ammoniak en ammonium, eenmaal neergeslagen in de bodem, door bacteriën omgezet in salpeterzuur, dat juist weer bijdraagt aan de verzuring.

Question 65

Zure depositie heeft in gebieden met een kalkhoudende (CaCO3) bodem relatief weinig invloed op de pH van het grondwater. In publicaties komen we in dit verband vaak het begrip bufferende werking van de bodem tegen. Leg met behulp van een reactievergelijking uit wat men hiermee bedoelt.

Answer 65

De bufferende werking is zoiets als de neutraliserende werking van de bodem: de mogelijkheid om een (kleine) hoeveelheid zuur te neutraliseren. De H₃O⁺-ionen worden geneutraliseerd door het kalksteen. De grond wordt hierdoor niet noemenswaardig zuurder, ook al schommelt de aangevoerde hoeveelheid zure stoffen nogal. Kalksteen heeft hier de functie van buffer. De vergelijking voor de reactie tussen kalksteen en oxoniumionen luidt

Question 66

Leg uit dat aluminiumionen in water een bijdrage kunnen leveren aan de zuurgraad van water.

Answer 66

Al3+ is een sterk Lewis-zuur, dat na hydratatie als protonzuur kan optreden en zo een bijdrage kan leveren aan de zuurgraad van water.

Dus hoe meer aluminiumionen er vrij komen, hoe problematischer het wordt.

Question 67

De waarde van K_w neemt toe bij toenemende temperatuur.

Wat volgt hieruit voor het energie-effect van de autoprotolyse van water?

Answer 67

Als K_w toeneemt bij hogere T nemen [H₃O⁺] en [OH^–] toe. Steeds blijft gelden [H₃O⁺] = [OH^–]. Het waterevenwicht verschuift dus bij hogere temperatuur naar de kant van de ionen. Bij temperatuurverhoging verschuift een evenwicht naar de endotherme kant. De reactie naar rechts, de auto-ionisatie, is dus endotherm.

Question 68

Leg uit of de pH van kokend water hoger of lager is dan die van water bij 298 K.

Answer 68

In kokend water is [H³O⁺] hoger dan bij 298 K, dus de pH is lager. De oplossing is nog steeds neutraal, want ook [OH^–] is hoger: [H³O⁺] = [OH^–].

Question 69

Wat bedoelen we met ‘ijzerhoudend’ water?

Answer 69

Water dat ijzerionen bevat.

Question 70

Leg uit hoe het komt dat ijzerhoudend water altijd zuur is.

Answer 70

IJzerionen zijn een voorbeeld van een positief geladen Lewiszuur. In water ontstaat een gehydrateerd metaalion. Gehydrateerde ijzerionen, gedragen zich als zuur (zie BINAS-tabel 49)

Question 71

Bereken de pH van 0,020 M zoutzuur

Answer 71

HCl is een sterk eenwaardig zuur:

HCl(g) + H₂O(l) ► H₃O⁺ + Cl^-(aq)

De [H₃O⁺] is dus gelijk aan de molariteit van het zuur: [H₃O⁺] = 0,020 mol L^–1 pH = –log 0,020 = 1,70.

Question 72

Ozon (O₃) is bij kamertemperatuur een blauw gas met een kenmerkende geur (kookpunt: –112 ^oC). Het ontstaat in de hoge luchtlagen onder invloed van UV-straling.

Geef de reactievergelijking van de vorming van ozon uit zuurstof.

Answer 72

3 O₂ → 2 O₃

Question 73

Leg uit of dit een redoxreactie is.

Ozon in lucht kan worden aangetoond met een kaliumjodide-oplossing. Als je ozonhoudende lucht door een kaliumjodideoplossing laat borrelen, wordt een geelbruine kleur zichtbaar. Met stijfsel (zetmeel) is de reactie gevoeliger, omdat al bij zeer lage joodconcentraties een blauwe kleur ontstaat van een jood-zetmeelcomplex

Answer 73

Het is geen redoxreactie, want er veranderen geen oxidatiegetallen. Het oxidatiegetal van zuurstof is nul in beide molecuulsoorten.

Question 74

Wat wordt bedoeld met verschillende geladen versies?

Answer 74

Deeltjes waarin V met verschillende oxidatiegetallen voorkomt.

Question 75

Ga na of de volgende reacties redoxreacties zijn. Zo ja, geef de oxidator en de reductor aan.

MgO + CO₂ → MgCO₃

Answer 75

Mg²⁺, O^2–, C⁴⁺

De oxidatiegetallen blijven gelijk: geen redoxreactie

Question 76

Ga na of de volgende reacties redoxreacties zijn. Zo ja, geef de oxidator en de reductor aan.

SO₂ + 2 H₂S → 3 S + 2 H₂O

Answer 76

Zwavel is na de reactie in elementaire vorm, ervoor niet, dus is het een redoxreactie.

In SO₂: S⁴⁺ + 4 e‒ → S⁰ ⇒ S is OX

In H₂S: S^2‒ → S⁰ + 2 e‒ ⇒ S is RED

Question 77

Ga na of de volgende reacties redoxreacties zijn. Zo ja, geef de oxidator en de reductor aan.

2 H₂O₂ → 2 H₂O + O₂

Answer 77

Zuurstof is na de reactie in elementaire vorm, ervoor niet, dus is het een redoxreactie. Van de O-atomen in H₂O₂ gaat de helft van 1– naar 0, de andere helft van 1– naar 2–. Een deel is dus oxidator en het andere deel reductor.

Question 78

Beredeneer of de volgende deeltjes als oxidator of reductor kunnen reageren. Geef de formule van het geconjugeerde deeltje. Zijn er ook deeltjes bij die beide functies kunnen hebben?

_O2

Answer 78

O₂ neemt alleen elektronen op ⇒ oxidator; geconjugeerde reductor: O₂– (O₂ kan alleen in reactie met fluor elektronen afstaan, dit komt vrijwel niet voor).

Question 79

Beredeneer of de volgende deeltjes als oxidator of reductor kunnen reageren. Geef de formule van het geconjugeerde deeltje. Zijn er ook deeltjes bij die beide functies kunnen hebben?

Sn²⁺

Answer 79

Sn²⁺ kan zowel elektronen afstaan ⇒ reductor; geconjugeerde oxidator: Sn⁴⁺ als elektronen opnemen ⇒ oxidator; geconjugeerde reductor: Sn

Question 80

Beredeneer of de volgende deeltjes als oxidator of reductor kunnen reageren. Geef de formule van het geconjugeerde deeltje. Zijn er ook deeltjes bij die beide functies kunnen hebben?

Br^-

Answer 80

Br^– kan alleen elektronen afstaan ⇒ reductor; geconjugeerde oxidator: Br₂

Question 81

Bereken de arbeid tegen atmosferische druk (de standaarddruk) als een stof 1 cm³ uitzet (1 atm = 1,0 × 105 N m^–2).

Answer 81

ΔV = V2 – V1 = 1 cm³ = 10–6 m³ w = –pΔV = –1,0 × 10⁵ × 10^–6 = –0,1 J

Er wordt arbeid door het system verricht (expansie).

Question 82

In een warmtemeter wordt 0,15 mol van stof A ontleed. De warmtemeter bevat 100 g water; de warmtecapaciteit van de warmtemeter is C = 6,7 J K^–1. De temperatuur van het water stijgt met 11,2 °C.

Bereken met deze gegevens de ontledingsenthalpie van stof A

Answer 82

q = m × c × ΔT + C_warmtemeter × ΔT.

q = 0,100 kg × 4,18 ×103 J kg^–1 K^–1 × 11,2 K + 6,7 J K^–1 × 11,2 K = 4,75 kJ.

ΔH_ontleding = –q/n = –4,75 kJ/0,15 mol = –31,7.. = –32 kJ mol^–1.

De reactie is exotherm (temperatuur stijgt), dus het systeem verliest warmte voordat het in de eindtoestand verkeert (298 K, p₀). De enthalpieverandering is dus een negatief getal.

Question 83

Leg uit hoe de entropie verandert in een systeem als daarin een van de volgende reacties optreedt:

CaO(s) + CO₂(g) → CaCO₂(s)

Answer 83

Een vaste fase + een gasfase reageren tot één vaste fase. Het aantal realiseringsmogelijkheden voor de deeltjes neemt af. In de begintoestand kunnen de CO₂-moleculen vrij bewegen door de ruimte en kunnen zich in alle standen ten opzichte van de calcium- en oxide-ionen bevinden. Na de reactie zijn de CO₂-moleculen in een vast rooster gebonden tot carbonaationen. De entropie van het systeem neemt af.

Question 84

Leg uit hoe de entropie verandert in een systeem als daarin een van de volgende reacties optreedt:

CO₂(g) + C(s) → 2 CO(g)

Answer 84

In deze reactie verdubbelt het aantal moleculen in de gasfase. De vaste fase verdwijnt. In het grafietkristal zijn de koolstofatomen geordend en hebben een vaste plaats. Na de reactie zitten deze C-atomen in CO-moleculen die zich onbelemmerd door de ruimte kunnen bewegen. Er zijn meer realiseringsmogelijkheden, dus de entropie van het systeem neemt toe.

Question 85

Leg uit hoe de entropie verandert in een systeem als daarin een van de volgende reacties optreedt:

I₂(g) → 2 I(g)

Answer 85

Bij de dissociatie van de joodmoleculen neemt het aantal deeltjes in de gasfase toe. Er zijn meer realiseringsmogelijkheden, dus de entropie van het systeem neemt toe.

Question 86

Leg uit hoe de entropie verandert in een systeem als daarin een van de volgende reacties optreedt:

NH₃(g) + HCl(g) → NH₄Cl(s)

Answer 86

Twee gassen reageren tot een vaste stof. Het aantal realiseringsmogelijkheden neemt af. De entropie van het systeem neemt af.

Question 87

Leg uit hoe de entropie verandert in een systeem als daarin een van de volgende reacties optreedt:

Ba ²⁺(aq) + SO₄^2- (aq) → BaSO₄ (s )

Answer 87

In de oplossing kunnen de ionen zich onafhankelijk van elkaar verplaatsen, in het kristal (vaste fase) niet. Het aantal realiseringsmogelijkheden neemt af. De entropie van het systeem neemt af.

Question 88

Leg uit hoe het komt dat de meeste endotherme reacties wel bij hoge temperatuur kunnen verlopen, maar niet bij standaardtemperatuur.

Answer 88

Dat volgt uit de formule ΔG = ΔH – TΔS. Als ΔH > 0 (endotherme reactie) en ΔS > 0, kan ΔG bij voldoende hoge T negatief worden, zodat de reactie kan verlopen. Bij standaardtemperatuur kan ΔG > 0 zijn.

Question 89

Wat kun je zeggen over de reactie-entropie van de heengaande reactie?

ICl₃(s) ⇔ ICl(l) + Cl₂ (g)

Answer 89

Het aantal moleculen neemt toe en er ontstaat een gas. De entropie neemt toe bij de heengaande reactie, ΔS > 0.

Question 90

Wat kun je zeggen over de reactie-entropie van de heengaande reactie?

N₂O₄ (g) ⇔ 2 NO₂ (g)

Answer 90

Het aantal moleculen neemt toe bij de heengaande reactie, ΔS > 0.

Question 91

Wat kun je zeggen over de reactie-entropie van de heengaande reactie?

H₂O (l) ⇔ H₂O (g)

Answer 91

Een vloeibare fase gaat over in een gasvormige, ΔS > 0.