Rekenen aan reacties

Benodigde voorkennis: dichtheid, molaire massa en molverhouding.

Bij het rekenen aan reacties kun je onderstaand stappenplan gebruiken:

Stap 1: Ga na van welke stof een hoeveelheid is gegeven is,over welke stof iets gevraagd wordt en noteer de bijbehorende reactievergelijkingen.

Stap 2: Bereken het aantal mol van de gegeven stof.

Stap 3: Bereken met behulp van molverhoudingen het aantal mol van de gevraagde stof.

Stap 4. Bereken het aantal mol van de gevraagde stof om naar de goede eenheid.

Stap 5. Kijk naar het aantal significante cijfers en beantwoord de vraag.

Opgave 1 

Er ontleedt \(5,0 \ \mathrm{g}\) waterstofperoxide in waterstof en zuurstof. Bereken hoeveel gram zuurstof ontstaat.

Reactievergelijking

\(\mathrm{H_2O_2 \rightarrow H_2 + O_2}\)

Antwoord

\(4,7 \ \mathrm{gram \ O_2}\)

Opgave 2

Ammoniak (\(\mathrm{NH_3}\)) ontleedt in zijn elementen.

Bereken hoeveel gram stikstof en hoeveel gram waterstof er kan ontstaan uit \(3,0 \ \mathrm{kg}\) ammoniak.

Reactievergelijking

\(\mathrm{ 2 \ NH_3 \rightarrow N_2 + 3 \ H_2 }\)

Antwoord

\(2,5\cdot 10^3 \ \mathrm{gram \ N_2}\) en \(5,3\cdot 10^2 \ \mathrm{gram \ H_2}\)

Opgave 3

Als glucose (\(\mathrm{C_6H_{12}O_6}\)) vergist, wordt er koolstofdioxide en alcohol (\(\mathrm{C_2H_6O}\)) gevormd.

Er wordt \(3,500 \ \mathrm{kg}\) glucose vergist. Bereken hoeveel kg alcohol hierbij wordt gevormd.

Reactievergelijking

\(\mathrm{ C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2 \ CO_2 + 2 \ C_2H_6O }\)

Uitwerking

Gegeven: \( 3,500 \ \mathrm{kg}=3500\ \mathrm{gram \ C_6H_{12}O_6}\)
Gevraagd: \(? \ \mathrm{kg \ C_2H_6O}\)
Reactie: \(\mathrm{ C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2 \ CO_2 + 2 \ C_2H_6O }\)

Molaire massa \( \mathrm{C_6H_{12}O_6}\): \(180,16 \ \mathrm{gram \ mol^{-1}}\)
\(\mathrm{molaire \ massa = \frac{gram}{mol}}\)
\( 180,16 = \frac{3500}{\mathrm{mol}}\)
\(\frac{3500}{180,16}= 19,4… \ \mathrm{mol \ C_6H_{12}O_6}\)

Molverhouding gegeven : gevraagd, \(\mathrm{ C_6H_{12}O_6 : C_2H_6O = 1: 2 }\), dus \(\frac{19,4…}{1}\cdot 2= 38,8… \ \mathrm{mol \ C_2H_6O}\)

Molaire massa \(\mathrm{ C_2H_6O}\): \(2 \cdot 12,01+6\cdot 1,008+16,00=46,068\ \mathrm{gram \ mol^{-1}}\)
\(\mathrm{molaire \ massa = \frac{gram}{mol}}\)
\( 46,068 = \frac{\mathrm{gram}}{38,8…}\)
\( 46,068 \cdot 38,8… =1789,9…\ \mathrm{g}=1,7… \ \mathrm{kg \ C_2H_6O}\)

Dus \( 1,790\ \mathrm{kg \ C_2H_6O}\)

Opgave 4

Bereken hoeveel gram \(\mathrm{CO_2}\) er vrijkomt bij de volledige verbranding van \(200 \ \mathrm{g}\) hexaan (\(\mathrm{C_6H_{14}}\)).

Reactievergelijking

\(\mathrm{2 \ C_6H_{14} + 19 \ O_2 \rightarrow 12 \ CO_2+ 14 \ H_2O }\)

Uitwerking

Gegeven: \( 200\ \mathrm{gram \ C_6H_{14}}\)
Gevraagd: \( ?\ \mathrm{gram \ CO_2}\)
Reactie: \(\mathrm{2 \ C_6H_{14} + 19 \ O_2 \rightarrow 12 \ CO_2+ 14 \ H_2O }\)

Molaire massa \(\mathrm{C_6H_{14}}\): \(6 \cdot 12,01+14 \cdot 1,008=86,172 \ \mathrm{gram \ mol^{-1}}\)
\(\mathrm{molaire \ massa = \frac{gram}{mol}}\)
\( 86,172 = \frac{200}{\mathrm{mol}}\)
\(\frac{200}{86,172}= 2,3… \ \mathrm{mol \ C_6H_{14}}\)

Molverhouding gegeven : gevraagd, \(\mathrm{ C_6H_{14} : CO_2 = 2 : 12 }\), dus \(\frac{2,3..}{2}\cdot 12=13,9… \ \mathrm{mol \ CO_2}\)

Molaire massa \(\mathrm{CO_2}\): \( 44,010\ \mathrm{gram \ mol^{-1}}\)
\(\mathrm{molaire \ massa = \frac{gram}{mol}}\)
\( 44,010 = \frac{\mathrm{gram}}{13,9…}\)
\( 44,010 \cdot 13,9 =612,8… \ \mathrm{gram \ CO_2}\)

Dus \( 613\ \mathrm{gram \ CO_2}\)

Opgave 5

Koolstofdisulfide is een vloeistof. Voor de bereiding hiervan is methaan en zwavel nodig. Er ontstaat ook diwaterstofsulfide.

Bereken hoeveel \(\mathrm{kg}\) zwavel er nodig is voor de bereiding van \(230 \ \mathrm{L}\) koolstofdisulfide.

 

Reactievergelijking

\(\mathrm{ CH_4+ 4 \ S \rightarrow CS_2 + 2 \ H_2S }\)

Antwoord

\(488 \ \mathrm{kg \ S}\)