Formules

Wetenschappelijk onderzoek naar chemische formules

Wetenschappelijk onderzoek

Stand van zaken: Onderzoek naar chemische reacties

Hoeveelheid betrokken stoffen (één meer) ENKELVOUDIGE STOFFEN

Welke stoffen reageren ELEMENTENTHEORIE

Elementenanalyse KOMMAFORMULES

Wetenschappelijk onderzoek

Wetenschap levert kennis en inzicht (regelmatigheden) op

ZUIVER(interesse, nieuwsgierigheid)

TOEGEPAST(toepasbaar inmaatschappij)

Wetenschappelijk onderzoek

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

Ver

ifië

ren

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

= 1 : 1 : 2

= 2 : 1 : 2

= 1 : 3 : 2

= 2 : 2 : 1

Regelmaat van Gay-Lussac blijkt te kloppen

Wetenschappelijk onderzoek

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

= 1 : 1 : 2

= 2 : 1 : 2

= 1 : 3 : 2

= 2 : 2 : 1

Regelmaat van Gay-Lussac blijkt te kloppen

Wet van Gay-Lussac

Formules

Hoe kunnen we de wet van Gay-Lussac gebruiken voor chemische formules?

Letten op de hoeveelheid element per liter gasvormige stof

Formules

Voorbeeld reactie: de vorming van waterstofchloride Ho + Clo H,Cl Volumeverhouding 1 : 1 : 2 1 Ho + 1 Clo 2 H,Cl

0,08 gram / L 0,04 gram / L

1 portie element H

2 porties element H

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

Formules

De hoeveelheid element v/e stof veranderd nooit. Dus:

H2 is altijd H2

INDEX

zegt iets over de hoeveelheid

element

Formules

Consequentie:

uit 1 L H2 kan nooit 3 L nieuw gas ontstaan.

Formules

Nog een keer: 1 N2

o + 3 H2o 2 N,H

2 N1H3

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

vloeistoffen /

vaste stoffen

Formules

Hoe dan het (gas)volume te bepalen van vloeistoffen / vaste stoffen. (bijv. alcohol en jood)

LITERMASSA

MASSA BEPALEN +

1,27 gram

VERDAMPEN en

OMREKENEN

Pa * Va = Pb * Vb Ta Tb

gassen

“LITER”MASSA

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

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.

Formules

Hoe nu naar de formule van suiker? 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 7,81 12 12 11

C,H,O + 24 O 24 O 11 O12 C 22 H

C12H22O11

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)

De mol

Waarom 24,5 liter? Deze hoeveelheid

is de elementmassa

(Zie TUE tabel 7 of BINAS)

Element Kleinste portie

(g/ L)

Kleinste portie

(g / mol)

Cl 1,45 35,5

O 0,655 16

N 0,57 14

H 0,0408 1

De mol

MOL

24,5 liter gas(bij 25 °C)

x gram stof

gass

envast, vloeibaar, gas

MolmassaElementmassaMolvolume

Molair volume

De mol

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

Reactievergelijking

Reactieschema zonder kwantitatief elementbehoud:

NO + O2 N2O4

dus: 2 NO + 1 O2 1 N2O4

Index = hoeveelheid

element per mol

Coëfficiënt: hoeveelheid

mol stof

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!

Chemisch rekenen

Bijv: Hoeveel gram CO2 ontstaat bij de verbranding van 100 gram methaan?

C1H4 + O2 CO2 + H2O1 C1H4 + 2 O2 1 CO2 + 2 H2O

16 gram 64 gram 44 gram 36 gram100 gr x gram

X = (100 * 44) / 16 X = 275 gram

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

17,9 kmol8,9 kmol

1422 kg 1000 kg

/ 55,9

x (2/4)

x 15

9,8