Hoofdstuk 1

Hoofdstuk 1 Mengen, scheiden en reageren

Inleiding

1.1 Stel dat je 6 keer per jaar naar de kapper gaat.
Stel dat er per keer 5 cm van je haar wordt afgeknipt.

1.2 Je haar groeit dan per jaar 30 cm.
Een jaar duurt 365 • 24 • 60 • 60 seconden (31 536 000 sec.).
Per seconde groeit je haar dus 30 cm / 31 536 000 s = 9,5 • 10–7 cm.

1.3 Het antwoord van opdracht 2 deel je door 3,6 • 10–8. Het aantal cm haargroei per seconde gedeeld door het aantal cm per aminozuurmolecuul levert je het aantal gekoppelde aminozuren per seconde. Dus in ons voorbeeld: 9,5 • 10–7 cm / 3,6 • 10–8 cm = 26.

1.4 Aantal keren per jaar naar de kapper: 6.
Aantal cm dat per keer wordt afgeknipt: 5 cm.
Aantal seconden in een jaar: 365 • 24 • 60 • 60 sec.
Gemiddelde lengte aminozuurmolecuul: 3,6 • 10–8 cm.
Minst nauwkeurig is het aantal cm per knipbeurt want dat heb je niet opgemeten maar geschat.

1.5 Er kunnen verschillen in de uitkomst zijn door:
- verschil in nauwkeurigheid;
- verschil in haargroeisnelheid.

1.6 a 9,10939 • 10–31 kg
b In 1 gram zitten 6 • 1023 elektronen, dus in 3 • 102 gram zitten

3 • 102 • 6 • 1023 elektronen = 1,8 • 1026 elektronen.
c In één gram ijzer zitten 2,8 • 1023 elektronen. Een elektron weegt 9,1 • 10–31 kg dus de elektronen wegen 2,8 • 1023 • 9,1 • 10–31 kg = (2,8 • 9,1) • 10(23–31) kg = 2,5 • 10–7 kg.
d In één gram ijzer zitten 2,8 • 1023 elektronen. Een mg is een duizendste gram, dus in één mg ijzer zitten 2,8 • 1023 / 103 = 2,8 • 10(23–3) = 2,8 • 1020 elektronen.
In 2,0 mg ijzer zitten dus 2,0 • 2,8 • 1020 = 5,6 • 1020 elektronen.

1.7 J K–1 ; g L–1 ; m3 s–1 ; km h–1 ; N m–2 ; g cm–3

1.1 Mengsels en zuivere stoffen

1.8 a In een oplossing zijn losse moleculen van de opgeloste stof verdeeld over het oplosmiddel.
b Een suspensie bestaat uit kleine, zwevende korreltjes vaste stof in een vloeistof. Elk korreltje bestaat uit veel moleculen.
c Een emulsie bestaat uit zwevende kleine druppeltjes van een vloeistof in een andere vloeistof. Elk druppeltje bestaat uit veel moleculen.
d Een emulgator is een stof die ervoor zorgt dat de druppeltjes in een emulsie niet samenvloeien. Anders zal de emulsie ontmengen.
e Residu: letterlijk ‘dat wat achterblijft’. Bijvoorbeeld wat er na filtratie op het filter achterblijft of wat na destillatie in de destillatiekolf achterblijft.
f Rendement: de werkelijk verkregen hoeveelheid gedeeld door de maximaal mogelijke hoeveelheid (maal honderd procent).

1.9 a/b
N.B. In BINAS tabel 59A (58 A) wordt de term sublimatie ook gebruikt voor de overgang van
de vaste naar de gasvormige toestand.

1.10
Scheidingsmethode Scheiding berust op verschil in
indampen kookpunt
destillatie kookpunt
bezinken dichtheid
afschenken dichtheid
filtratie deeltjesgrootte
membraanscheiding deeltjesgrootte
hyperfiltratie deeltjesgrootte
adsorptie adhesie
extractie oplosbaarheid
uitkristalliseren oplosbaarheid
centrifugeren gesloten: dichtheid
open: deeltjesgrootte

1.11 a Beide zijn troebel (niet helder).
Beide zijn mengsels.
Beide zijn niet moleculair verdeeld: de zwevende vaste deeltjes of druppels bestaan uit groepen aan elkaar gebonden moleculen.
b Een suspensie is een vast-vloeistofmengsel, een emulsie een
vloeistof-vloeistofmengsel. Een emulsie kun je stabiliseren met een emulgator, een suspensie niet.
c Een oplossing is helder, een suspensie en een emulsie zijn troebel.

1.12 Eerst door grof filter om het grove vuil te verwijderen.
Daarna door zand/kiezelbed filtreren om het fijne vuil te verwijderen.
Beluchten (cascade).
UV straling om bacteriën te doden.

1.13 a Je moet dan erg veel water gebruiken waardoor de koffie slap wordt.
b De thee wordt dan erg bitter door een hoog looizuurgehalte (tannine).

1.14 Maximaal kun je 27,5 g keukenzout winnen. In de praktijk win je 25,4 g keukenzout. Het rendement van de scheiding is dus • 100% = 92,4%.

1.15 a Voor de overgang van vast naar gas heb je warmte nodig (eerst smelten en dan koken). De wet van behoud van energie geldt: als je van gas naar vast gaat, moet er dus warmte vrijkomen. Je verwacht dus een exotherm effect.
b Je hebt evenveel warmte nodig om een stof van vast via vloeistof naar gas te brengen als vrijkomt als je dat gas direct naar vast brengt.

1.16 Doordat cacaopoeder veel fijner is dan gemalen koffie, slibben de poriën van het filter dicht.

1.17 a 1 Op het blad aanwezige zand komt in het water, het zand zakt naar de bodem, de spinazie drijft: bezinken.
2 Het scheppen met gespreide vingers is een soort filtratie.
b 1 Bezinken berust op het verschil in dichtheid.
2 Filtreren berust op het verschil in deeltjesgrootte.

1.18 a Destillatie is gebaseerd op een verschil in kookpunt van de componenten van het mengsel.
b De scheidingsmethode is een extractie. De essence wordt door de olie opgelost.
c De essence lost goed op in de alcohol en het vet niet. Zodoende houd je een oplossing over, waaruit de alcohol voorzichtig wordt afgedestilleerd.
d Voor een liter jasmijnolie zijn acht miljoen bloemen nodig. Met 6 miljoen bloemen kun je dus 6/8 liter jasmijn olie krijgen. Dat is 0,75 liter jasmijnolie.
De dichtheid van jasmijnolie is 0,68 kg L–1 . Dichtheid = massa/volume.
De gegevens invullen levert 0,68 kg L-1 = massa/0,75 L
De massa is dan 0,68 kg L-1 • 0,75 L= 0,51 kg = 5,1 • 102 gram jasmijn olie.
e Eén jasmijnbloem bevat 1 • 10–4 g olie. In 6 miljoen bloemen zit dus theoretisch
6 • 106 • 1 • 10-4 g = 6 • 102 g olie.
In de praktijk (opgave d) blijkt er maar 5,1 • 102 g uit 6 miljoen bloemen te komen. Het rendement van de scheiding is • 100% = 85%.
f Je kunt het een scheidingsmethode noemen want je scheidt de essence van de schil.

1.2 / 1.3 Verbindingen en elementen / Behoudswetten

1.19 a Thermolyse is ontleding van een verbinding met behulp van warmte.
b Elektrolyse is ontleding van een verbinding met behulp van elektrische stroom.
c Fotolyse is de ontleding van een verbinding met behulp van licht.
d Niet-ontleedbare stoffen noem je vaak elementen. Niet-ontleedbare stoffen bestaan uit één atoomsoort. Ook H2, N2, O2, F2, Cl2, Br2 en I2 zijn niet-ontleedbare stoffen.
e Een verbinding is een stof die is opgebouwd uit twee of meer atoomsoorten.
f Een reagens is een stof waarmee je een andere stof kunt aantonen.

1.20 a Voor een fotolyse is energie nodig in de vorm van licht. Het is een endotherme reactie.
b Niet-ontleedbare stoffen bestaan uit één atoomsoort. Verbindingen bestaan uit twee of meer atoomsoorten.
c De stof moet in de vloeibare of opgeloste toestand stroom geleiden.

1.21 a. Ja, een fotolyse verloopt alleen in het licht. Kranten die in zonlicht liggen, worden geel.
b Twee kranten een poos bewaren, één in het licht, de andere in het donker. Kijk of de laatste wél wit blijft.
c In de herfst is er minder licht dan in de zomer. Dan zouden de bladeren eerder in de zomer geel worden.
1.22 a 2 Al + 3 S  Al2S3
b 4 K + O2  2 K2O
c H2SO4 + Fe  FeSO4 + H2
d SiO2 + 3 C  SiC+ 2 CO
e C3H8 + 5 O2  3 CO2+ 4 H2O
f 2 Al + 6 HCl  2 AICI3 + 3 H2
g C3H6O + 4 O2  3 CO2 + 3H2O
h 2 C4H10 + 13 O2  8 CO2 + 10 H2O
i Fe2O3 + 3 CO  2 Fe + 3 CO2

1.23 a aluminium + zuurstof  aluminiumoxide
4 Al + 3 O2  2 Al2O3
b butaan + water  koolstofmono-oxide + waterstof
C4H10 + 4 H2O  4 CO + 9 H2
c nitroglycerine  koolstofdioxide + water + stikstof + zuurstof
4 C3H5N3O9  12 CO2 + 10 H2O + 6 N2 + O2
d ijzer + broom  ijzer(III)bromide
2 Fe + 3 Br2  2 FeBr3
e aluminiumsulfide + zuurstof  aluminiumoxide + zwaveldioxide
2 Al2S3 + 9 O2  2Al2O3 + 6 SO2

1.24 Nee, de rijst is verkoold, dit is een ontledingsreactie. Een van de ontledingsproducten is koolstof, de zwarte laag. De andere ontledingsproducten zijn onder deze omstandigheden gas of dampvormig.

1.25 a Zie de figuur rechts.
b Planten halen ook adem (nemen zuurstof uit de lucht op) en verbranden ook glucose (C6H12O6) voor hun energievoorziening. Overdag overheerst de fotosynthese, bij dit proces produceert de plant meer zuurstof dan hij verbruikt.

1.26 Mensen en dieren nemen zuurstof uit de lucht op en verbranden daarna koolhydraten tot CO2 en H2O. De plant maakt uit CO2 en H2O weer koolhydraten en zuurstof, enzovoort.

1.27 a 2 AgBr  2 Ag + Br2
b Cl2 +2 NaOH  NaClO + NaCI + H2O
c 2 NaHCO3 + C4H6O4  Na2C4H4O4 + 2 H2O + 2 CO2
d C4H8S + 7 O2  4 CO2+ 4 H2O + SO2
e N2 + 3 H2  2 NH3

1.4 / 1.5 Significante cijfers/ Massa, volume en dichtheid

1.28 a 17,43 heeft vier significante cijfers.
0,104 heeft drie significante cijfers.
25,00 heeft vier significante cijfers.
Bij vermenigvuldigen en delen moet het antwoord staan in hetzelfde aantal significante cijfers als de meetwaarde met het minste aantal significante cijfers. Het antwoord moet dus in drie significante cijfers staan (0,0725).
b 0,10 (0,10 – 0,00 035). Bij aftrekken geldt de decimaalregel. 0,10 heeft 2 decimalen en 0,00 035 heeft 5 decimalen. Het antwoord 0,09 965 rond je af op 2 decimalen, dus 0,10.
c Nee, die zijn absoluut nauwkeurig.

1.29 a Massa delen door volume.
b Dichtheid vermenigvuldigen met volume.
c Massa delen door dichtheid.

1.30 a - Iedereen gebruikt dezelfde eenheden.
- De eenheden zijn constant van grootte.
- Vaste omrekeningsfactoren.
- De eenheden zijn controleerbaar.
- Internationale uitwisseling (handel, wetenschap) wordt eenvoudiger.
b 1 pond = 20 shillings = 20 • 12 pence = 240 pence.
2 pennies per pound is dus 2 / 240 • 100% = 0,83%.
c 1 mijl = 1 609 m, dus 30 mijl = 30 • 1 609 m = 30 • 1,609 km. Per kilometer wordt
L = 0,094 L benzine verbruikt (De auto verbruikt dan 1 liter op 11 km).
d 1 inch = 2,54 • 10–2 m = 2,54 cm.
1 square inch = (2,54 cm)2
1 pound per square inch = 0,45 kg / (2,54 cm2) = 7,0 • 10–2 kg cm–2
Om pounds per square inch om te rekenen naar kg cm–2 moet je vermenigvuldigen met 1 / 7,0 • 10-2 (= 14).

1.31 a 18,2 mL = 1,82 • 10–2 L
b 22 μg = 2,2 • 10–2 mg
c 2,3 dm3 = 2,3 L
d 4,5 • 10–4 L = 4,5 •10–1 mL
e 8 mg = 8 • 10–3 g
f 12,44 L = 1,244 • 104 mL
g 2,99 • 104 g = 2,99 • 107 mg
h 1,2 • 105 kg = 1,2 • 102 ton
i 7,44 μg = 7,44 • 10–6 g
j 88 g = 8,8 • 10–2 kg

1.32 a kg m–3 = kg/m3. 1 m3 = 1000 dm3, dus kg/m3 = kg/1000 dm3.
Je moet dus delen door 1000.
b 2,70 kg dm–3 = 2,70 kg/dm3. 1 kg = 1000 g, dus 2,70 • 1000 g/dm3. 1 dm3 = 1000 cm3.
Dus 2,70 • 1000 g / 1000 cm3 = 2,70 g cm–3.

1.33
a Aantal signifi-cante cijfers b Als product van getal tus-sen 1 en 10 en macht van 10 c Afronding op twee significante cijfers
omtrek aarde 5 4,0077 • 104 4,0 • 104
kookpunt aceton 4 5,623 • 101 5,6 • 101
oplosbaarheid gips 2 6,4 • 10–1 6,4 • 10–1
lichtsnelheid 8 2,9979246 • 105 3,0 • 105
dichtheid waterstof 2 9,0 • 10–2 9,0 • 10–2
massa van 1 euro 3 7,49 7,5

1.34 a 108,6 km in 54,0 minuten komt neer op 108,6 km / 54,0 min = 2,011 km min–1. Dat is
2,011 • 60 = 121 km uur–1 . Drie significante cijfers want 60 min is geen meetwaarde maar een telwaarde.
b • 20,95 = 1,0475 dm3. Je antwoord moet in drie significante cijfers staan, dus 1,05 dm3 zuurstof.
c 6 • 7,65 g = 45,9 g. 6 is een telwaarde (aantal knikkers).
Het antwoord heeft drie significante cijfers.
1.35 a Breedte 21,0 cm, lengte 29,7 cm. De oppervlakte is dus
21,0 cm • 29,7 cm = 6,24 • 102 cm2.
b 6,24 • 102 cm2 = 6,24 • 10–2 m2. Dus één A4-tje weegt
80 g m-2 • 6,24 • 10–2 m2 = 5,0 g.
1.36 13,5 kg dm–3 = 13,5 g cm–3. De massa is dus 13,5 g cm-3 • 0,030 cm3 = 0,41 g.

1.37 a Inhoud = lengte • breedte • hoogte = (0,85 cm)3 = 0,61 cm3.
b In BINAS tabel 10 staat de dichtheid van vurenhout. Deze is 0,58 • 103 kg m–3.
Dat is gelijk aan 0,58 g cm–3. De massa is dan 0,61 cm3 • 0,58 g cm-3 = 0,35 g. Afronden moet pas aan het einde van de berekening.

1.38 Het volume van het lokaal is V m3. De massa is dan V • 1,204 kg.
De massa is dan V • 1,204 kg.
Als de ruimte waarin je zit 3,0 m is, 5,0 m breed en 10 m lang, dan is de inhoud
3,0 m • 5,0 m • 10 m = 1,5 • 102 m3.
De massa van de lucht in dat volume is dan 1,5 • 102 m3 • 1,204 kg m-3 = 1,8 • 102 kg.

1.6 Gehalten

1.39 a Deel het massa- (volume-)deel door het totaal en vermenigvuldig met 100%
b Deel de totale hoeveelheid door 100 en vermenigvuldig vervolgens met het percentage.

1.40 Het ven bevat 3,2 • 104 m2 • 1,0 m = 3,2 •104 m3 water.
Eén m3 water weegt 0,998 • 103 kg = 0,998 ton (BINAS tabel 11).
Het water in het ven weegt 0,998 • 3,2 • 104 ton = 3,19 • 104 ton
Water en alcohol samen wegen (3,19 • 104 + 1,3) ton = 3,19 • 104 ton.
Het massapercentage alcohol is dus • 100% = 4,1 • 10–3 %.

1.41 Argumenten:
0,0041% is erg weinig, niet ernstig.
Ethanol wordt door veel mensen gedronken, niet ernstig.
Deze ethanol hoort niet in dit meer, de natuur is geen vuilnisbelt, ernstig.
Je weet niet of de planten en dieren in het ven tegen deze concentratie van deze stof kunnen, ernstig.

1.42 a alcohol (ethylalcohol)
b bier, wijn, gedestilleerd; dranken
spiritus: reinigingsmiddel
jodiumtinctuur: oplosmiddel van het ontsmettingsmiddel
c Verslavingsgevaar. Negatieve invloed op waarnemingsvermogen, reactiesnelheid en stemming. Alcohol belemmert bij grotere hoeveelheden de coördinatie tussen de hersens en het bewegingsapparaat.
Bij langdurig gebruik van grote hoeveelheden kans op orgaanbeschadigingen, bijvoorbeeld van de lever.
1.43 200 μg = 200 • 10–6 gram. Dit is de massa per 1,00 gram totaal. Het massa-ppm is dan • 106 = 200 massa-ppm.

1.44 a Rond 11% af tot 10%.
10% van 120 mL = 12 mL.
b • 120 mL = 13 mL
c De schatting ligt dicht genoeg in de buurt van de berekende waarde.
d Zie BINAS tabel 11. 1 m3 alcohol weegt 0,80 • 103 kg.
Dan weegt 1 mL (= 1 cm3) alcohol 0,80 g.
Het glas wijn bevat dan 13 mL • 0,80 g/mL = 10 g.
Een glas wijn van 120 mL (alc. 11%) bevat dan 120 mL • • 0,80 g/mL = 11 g.
De rekenmachine geeft 10,56 maar het antwoord moet in twee significantie cijfers.
1.45 a Koffie + suiker wegen bij elkaar ongeveer 150 g. Twee klontjes suiker wegen ongeveer 7,5 g.
Dus het massapercentage is ongeveer • 100% = 5%.
b - massa twee klontjes suiker berekenen.
- massa koffie + twee klontjes suiker berekenen.
- (massa twee klontjes) delen door (massa koffie + twee klontjes) en vermenigvuldigen met 100%.
c Twee klontjes suiker wegen 2 • 3,70 g = 7,40 g.
145 mL koffie + 2 klontjes suiker wegen samen 145 g + 7,40 g = 152,4 g.
Het massapercentage suiker is dus • 100% = 4,87% (drie significante cijfers).
d De schatting en het berekende percentage komen in orde grootte goed overeen.

1.46 a Volgens BINAS tabel 82 A (74) bevat honing 80 g suiker per 100 g (80%).
Volgens dezelfde tabel bevat bruin brood 45 g suiker per 100 g (45%).
In het brood zit vooral zetmeel dat bij afbraak pas in suikers wordt omgezet.
b 80% van 7,0 g honing is 5,6 g. 45% van 35 g brood is bijna 16 g.
Dus totaal ruim 20 g koolhydraten.
c - Aantal gram koolhydraten in honing berekenen.
- Aantal gram koolhydraten in brood berekenen.
- Totale massa berekenen door de uitkomsten van de eerste twee stappen op te tellen.
d De honing bevat 7,0 g • = 5,6 g koolhydraten.
De boterham bevat 35 g • = 15,75 g koolhydraten = 16 g.
Totaal 5,6 g + 16 g = 22 g koolhydraten (geen cijfer achter de komma).

1.47 a botulinetoxine A
b 1,0 / 0,0005 = 2000. Botulinetoxine A is 2000 maal zo giftig als dioxine.
c 900 / 0,0005 = 1,8 • 106. Botulinetoxine is dus 1,8 miljoen keer zo gevaarlijk als aldicarb.
d De LD50 dosis is 4 • 106 μg per kg en dat is 8 • 105 μg per rat van 200 g.
8 • 105 μg = 0,8 g (één significant cijfer).
f Bij een acute vergiftiging zijn de symptomen direct merkbaar; bij een chronische vergiftiging pas na relatief lange tijd.
g De LD50 waarde van nicotine is 1 000 μg per kg. Een persoon van 65 kg kan dus
65 • 103 μg inhaleren (binnen korte tijd). Dat is 65 mg.
Eén sigaret levert 50% van 0,7 mg en dat is 0,35 mg. De roker moet dus in korte tijd
65 / 0,35 = 1,9 • 102 (is ongeveer 200) sigaretten roken om de LD50 waarde te bereiken.
Het gevaar van het roken is niet de acute vergiftiging, maar de chronische vergiftiging.
h De helft van de nicotine komt terecht in de lucht. De niet roker krijgt daardoor ook nicotine binnen en heeft ook kans op chronische vergiftigingsverschijnselen.

Afsluiting

1.48 Centrifugeren in plaats van bezinken, gebaseerd op verschil in dichtheid.
Centrifugeren in plaats van filtreren, gebaseerd op verschil in deeltjesgrootte.
In het laatste geval is de wand van de centrifuge(buis) voorzien van gaatjes (zoals in een wasmachine), in het eerste geval niet.

1.49 a Extractie; filtratie; indampen (vriesdrogen)
b Verschil in oplosbaarheid; deeltjesgrootte; ‘kookpunt’
c Vervluchtigen

1.50 Het rendement is • 100% = 31%.

1.51 Mee eens / argument: koolstofdioxide en water worden weer opgenomen door planten en zijn ook uit plantenresten ontstaan.
Niet mee eens / argument: verbranden van steenkool en aardolie zorgen voor veel snellere productie van koolstofdioxide en water dan via natuurlijke processen, waardoor de kringloop op korte termijn wordt ontregeld.

1.52 In 100 mL bier zit 5,0 mL alcohol.
Die alcohol heeft een massa van 5,0 mL • 0,80 g mL-1 = 4,0 g.
Het bier heeft een massa van 100 gram.
Het massapercentage alcohol is dus • 100% = 4,0%.

1.53 a 2 H2O2  O2+ 2 H2O
b TiCI4 + O2  TiO2 + 2 Cl2
c 2 CO2 + 2 Li2O2  2 Li2CO3 + O2
1.54 Zie BINAS tabel 11. 1 liter zeewater heeft een massa van 1,024 • 103 g. Daarvan is 3,0% zout.
Dus 1 liter zeewater bevat 1,024 • 103 g • = 30,7 g zout.
Dus 12,0 liter bevat 12,0 L • 30,7 g L-1 = 3,7 • 102 g zout (twee significante cijfers).

1.55 a De totale hoeveelheid marsepein weegt 100 g + 100 g + 15 g = 215 g.
De hoeveelheid suiker daarin was 100 g. Het massapercentage suiker is dus
• 100% = 46,5% (drie significante cijfers).
b De massa van de sinaasappelschil is verwaarloosbaar ten opzichte van de rest. Die hoeveelheid zal immers de uitkomst niet veel doen veranderen.

1.56 In ammonia zit 25 massa% ammoniak. Dat is dus in 12 g ammonia 12 g • = 3,0 g ammoniak. Dat is 3,0 • 103 mg ammoniak. Deze hoeveelheid ammoniak komt in 130 m3. Er zit dus = 23 mg m–3 in de ruimte. De MAC-waarde is 18 mg m3, de MAC waarde wordt dus overschreden.


versie 2007

Hoofdstuk 1 Mengen, scheiden en reageren

Inleiding
1.1 Stel dat je 6 keer per jaar naar de kapper gaat.
Stel dat er per keer 5 cm van je haar wordt afgeknipt.
1.2 Je haar groeit dan per jaar 30 cm.
Een jaar duurt 365 • 24 • 60 • 60 seconden (31 536 000 sec.).
Per seconde groeit je haar dus 30 cm / 31 536 000 s = 9,5 • 10–7 cm.
1.3 Het antwoord van opdracht 2 deel je door 3,6 • 10–8. Het aantal cm haargroei per seconde gedeeld door het aantal cm per aminozuurmolecuul levert je het aantal gekoppelde aminozuren per seconde. Dus in ons voorbeeld: 9,5 • 10–7 cm / 3,6 • 10–8 cm = 26.
1.4 Aantal keren per jaar naar de kapper: 6.
Aantal cm dat per keer wordt afgeknipt: 5 cm.
Aantal seconden in een jaar: 365 • 24 • 60 • 60 sec.
Gemiddelde lengte aminozuurmolecuul: 3,6 • 10–8 cm.
Minst nauwkeurig is het aantal cm per knipbeurt want dat heb je niet opgemeten maar geschat.
1.5 Er kunnen verschillen in de uitkomst zijn door:
- verschil in nauwkeurigheid;
- verschil in haargroeisnelheid.
1.6 a 9,10939 • 10–31 kg
b In 1 gram zitten 6 • 1023 elektronen, dus in 3 • 102 gram zitten
3 • 102 • 6 • 1023 elektronen = 1,8 • 1026 elektronen.
c In één gram ijzer zitten 2,8 • 1023 elektronen. Een elektron weegt 9,1 • 10–31 kg dus de elektronen wegen 2,8 • 1023 • 9,1 • 10–31 kg = (2,8 • 9,1) • 10(23–31) kg = 2,5 • 10–7 kg.
d In één gram ijzer zitten 2,8 • 1023 elektronen. Een mg is een duizendste gram, dus in één mg ijzer zitten 2,8 • 1023 / 103 = 2,8 • 10(23–3) = 2,8 • 1020 elektronen.
In 2,0 mg ijzer zitten dus 2,0 • 2,8 • 1020 = 5,6 • 1020 elektronen.
1.7 J K–1 ; g L–1 ; m3 s–1 ; km h–1 ; N m–2 ; g cm–3

1.1 Mengsels en zuivere stoffen

1.8 a In een oplossing zijn losse moleculen van de opgeloste stof verdeeld over het oplosmiddel.
b Een suspensie bestaat uit kleine, zwevende korreltjes vaste stof in een vloeistof. Elk korreltje bestaat uit veel moleculen.
c Een emulsie bestaat uit zwevende kleine druppeltjes van een vloeistof in een andere vloeistof. Elk druppeltje bestaat uit veel moleculen.
d Een emulgator is een stof die ervoor zorgt dat de druppeltjes in een emulsie niet samenvloeien. Anders zal de emulsie ontmengen.
e Residu: letterlijk ‘dat wat achterblijft’. Bijvoorbeeld wat er na filtratie op het filter achterblijft of wat na destillatie in de destillatiekolf achterblijft.
f Rendement: de werkelijk verkregen hoeveelheid gedeeld door de maximaal mogelijke hoeveelheid (maal honderd procent).
1.9 a/b
N.B. In BINAS tabel 59A (58 A) wordt de term sublimatie ook gebruikt voor de overgang van
de vaste naar de gasvormige toestand.
1.10
Scheidingsmethode Scheiding berust op verschil in
indampen kookpunt
destillatie kookpunt
bezinken dichtheid
afschenken dichtheid
filtratie deeltjesgrootte
membraanscheiding deeltjesgrootte
hyperfiltratie deeltjesgrootte
adsorptie adhesie
extractie oplosbaarheid
uitkristalliseren oplosbaarheid
centrifugeren gesloten: dichtheid
open: deeltjesgrootte
1.11 a Beide zijn troebel (niet helder).
Beide zijn mengsels.
Beide zijn niet moleculair verdeeld: de zwevende vaste deeltjes of druppels bestaan uit groepen aan elkaar gebonden moleculen.
b Een suspensie is een vast-vloeistofmengsel, een emulsie een
vloeistof-vloeistofmengsel. Een emulsie kun je stabiliseren met een emulgator, een suspensie niet.
c Een oplossing is helder, een suspensie en een emulsie zijn troebel.
1.12 Eerst door grof filter om het grove vuil te verwijderen.
Daarna door zand/kiezelbed filtreren om het fijne vuil te verwijderen.
Beluchten (cascade).
UV straling om bacteriën te doden.
1.13 a Je moet dan erg veel water gebruiken waardoor de koffie slap wordt.
b De thee wordt dan erg bitter door een hoog looizuurgehalte (tannine).
1.14 Maximaal kun je 27,5 g keukenzout winnen. In de praktijk win je 25,4 g keukenzout. Het rendement van de scheiding is dus • 100% = 92,4%.
1.15 a Voor de overgang van vast naar gas heb je warmte nodig (eerst smelten en dan koken). De wet van behoud van energie geldt: als je van gas naar vast gaat, moet er dus warmte vrijkomen. Je verwacht dus een exotherm effect.
b Je hebt evenveel warmte nodig om een stof van vast via vloeistof naar gas te brengen als vrijkomt als je dat gas direct naar vast brengt.
1.16 Doordat cacaopoeder veel fijner is dan gemalen koffie, slibben de poriën van het filter dicht.
1.17 a 1 Op het blad aanwezige zand komt in het water, het zand zakt naar de bodem, de
spinazie drijft: bezinken.
2 Het scheppen met gespreide vingers is een soort filtratie.
b 1 Bezinken berust op het verschil in dichtheid.
2 Filtreren berust op het verschil in deeltjesgrootte.
1.18 a Destillatie is gebaseerd op een verschil in kookpunt van de componenten van het mengsel.
b De scheidingsmethode is een extractie. De essence wordt door de olie opgelost.
c De essence lost goed op in de alcohol en het vet niet. Zodoende houd je een oplossing over, waaruit de alcohol voorzichtig wordt afgedestilleerd.
d Voor een liter jasmijnolie zijn acht miljoen bloemen nodig. Met 6 miljoen bloemen kun je dus 6/8 liter jasmijn olie krijgen. Dat is 0,75 liter jasmijnolie.
De dichtheid van jasmijnolie is 0,68 kg L–1 . Dichtheid = massa/volume.
De gegevens invullen levert 0,68 kg L-1 = massa/0,75 L
De massa is dan 0,68 kg L-1 • 0,75 L= 0,51 kg = 5,1 • 102 gram jasmijn olie.
e Eén jasmijnbloem bevat 1 • 10–4 g olie. In 6 miljoen bloemen zit dus theoretisch
6 • 106 • 1 • 10-4 g = 6 • 102 g olie.
In de praktijk (opgave d) blijkt er maar 5,1 • 102 g uit 6 miljoen bloemen te komen. Het rendement van de scheiding is • 100% = 85%.
f Je kunt het een scheidingsmethode noemen want je scheidt de essence van de schil.

1.2 / 1.3 Verbindingen en elementen / Behoudswetten

1.19 a Thermolyse is ontleding van een verbinding met behulp van warmte.
b Elektrolyse is ontleding van een verbinding met behulp van elektrische stroom.
c Fotolyse is de ontleding van een verbinding met behulp van licht.
d Niet-ontleedbare stoffen noem je vaak elementen. Niet-ontleedbare stoffen bestaan uit één atoomsoort. Ook H2, N2, O2, F2, Cl2, Br2 en I2 zijn niet-ontleedbare stoffen.
e Een verbinding is een stof die is opgebouwd uit twee of meer atoomsoorten.
f Een reagens is een stof waarmee je een andere stof kunt aantonen.
1.20 a Voor een fotolyse is energie nodig in de vorm van licht. Het is een endotherme reactie.
b Niet-ontleedbare stoffen bestaan uit één atoomsoort. Verbindingen bestaan uit twee of meer atoomsoorten.
c De stof moet in de vloeibare of opgeloste toestand stroom geleiden.
1.21 a. Ja, een fotolyse verloopt alleen in het licht. Kranten die in zonlicht liggen, worden geel.
b Twee kranten een poos bewaren, één in het licht, de andere in het donker. Kijk of de laatste wél wit blijft.
c In de herfst is er minder licht dan in de zomer. Dan zouden de bladeren eerder in de zomer geel worden.
1.22 a 2 Al + 3 S  Al2S3
b 4 K + O2  2 K2O
c H2SO4 + Fe  FeSO4 + H2
d SiO2 + 3 C  SiC+ 2 CO
e C3H8 + 5 O2  3 CO2+ 4 H2O
f 2 Al + 6 HCl  2 AICI3 + 3 H2
g C3H6O + 4 O2  3 CO2 + 3H2O
h 2 C4H10 + 13 O2  8 CO2 + 10 H2O
i Fe2O3 + 3 CO  2 Fe + 3 CO2
1.23 a aluminium + zuurstof  aluminiumoxide
4 Al + 3 O2  2 Al2O3
b butaan + water  koolstofmono-oxide + waterstof
C4H10 + 4 H2O  4 CO + 9 H2
c nitroglycerine  koolstofdioxide + water + stikstof + zuurstof
4 C3H5N3O9  12 CO2 + 10 H2O + 6 N2 + O2
d ijzer + broom  ijzer(III)bromide
2 Fe + 3 Br2  2 FeBr3
e aluminiumsulfide + zuurstof  aluminiumoxide + zwaveldioxide
2 Al2S3 + 9 O2  2Al2O3 + 6 SO2
1.24 Nee, de rijst is verkoold, dit is een ontledingsreactie. Een van de ontledingsproducten is koolstof, de zwarte laag. De andere ontledingsproducten zijn onder deze omstandigheden gas of dampvormig.
1.25 a Zie de figuur rechts.
b Planten halen ook adem (nemen zuurstof uit de lucht op) en verbranden ook glucose (C6H12O6) voor hun energievoorziening. Overdag overheerst de fotosynthese, bij dit proces produceert de plant meer zuurstof dan hij verbruikt.
1.26 Mensen en dieren nemen zuurstof uit de lucht op en verbranden daarna koolhydraten tot CO2 en H2O. De plant maakt uit CO2 en H2O weer koolhydraten en zuurstof, enzovoort.
1.27 a 2 AgBr  2 Ag + Br2
b Cl2 +2 NaOH  NaClO + NaCI + H2O
c 2 NaHCO3 + C4H6O4  Na2C4H4O4 + 2 H2O + 2 CO2
d C4H8S + 7 O2  4 CO2+ 4 H2O + SO2
e N2 + 3 H2  2 NH3

1.4 / 1.5 Significante cijfers/ Massa, volume en dichtheid

1.28 a 17,43 heeft vier significante cijfers.
0,104 heeft drie significante cijfers.
25,00 heeft vier significante cijfers.
Bij vermenigvuldigen en delen moet het antwoord staan in hetzelfde aantal significante cijfers als de meetwaarde met het minste aantal significante cijfers. Het antwoord moet dus in drie significante cijfers staan (0,0725).
b 0,10 (0,10 – 0,00 035). Bij aftrekken geldt de decimaalregel. 0,10 heeft 2 decimalen en 0,00 035 heeft 5 decimalen. Het antwoord 0,09 965 rond je af op 2 decimalen, dus 0,10.
c Nee, die zijn absoluut nauwkeurig.
1.29 a Massa delen door volume.
b Dichtheid vermenigvuldigen met volume.
c Massa delen door dichtheid.
1.30 a - Iedereen gebruikt dezelfde eenheden.
- De eenheden zijn constant van grootte.
- Vaste omrekeningsfactoren.
- De eenheden zijn controleerbaar.
- Internationale uitwisseling (handel, wetenschap) wordt eenvoudiger.
b 1 pond = 20 shillings = 20 • 12 pence = 240 pence.
2 pennies per pound is dus 2 / 240 • 100% = 0,83%.
c 1 mijl = 1 609 m, dus 30 mijl = 30 • 1 609 m = 30 • 1,609 km. Per kilometer wordt
L = 0,094 L benzine verbruikt (De auto verbruikt dan 1 liter op 11 km).
d 1 inch = 2,54 • 10–2 m = 2,54 cm.
1 square inch = (2,54 cm)2
1 pound per square inch = 0,45 kg / (2,54 cm2) = 7,0 • 10–2 kg cm–2
Om pounds per square inch om te rekenen naar kg cm–2 moet je vermenigvuldigen met 1 / 7,0 • 10-2 (= 14).
1.31 a 18,2 mL = 1,82 • 10–2 L
b 22 μg = 2,2 • 10–2 mg
c 2,3 dm3 = 2,3 L
d 4,5 • 10–4 L = 4,5 •10–1 mL
e 8 mg = 8 • 10–3 g
f 12,44 L = 1,244 • 104 mL
g 2,99 • 104 g = 2,99 • 107 mg
h 1,2 • 105 kg = 1,2 • 102 ton
i 7,44 μg = 7,44 • 10–6 g
j 88 g = 8,8 • 10–2 kg
1.32 a kg m–3 = kg/m3. 1 m3 = 1000 dm3, dus kg/m3 = kg/1000 dm3.
Je moet dus delen door 1000.
b 2,70 kg dm–3 = 2,70 kg/dm3. 1 kg = 1000 g, dus 2,70 • 1000 g/dm3. 1 dm3 = 1000 cm3.
Dus 2,70 • 1000 g / 1000 cm3 = 2,70 g cm–3.
1.33
a Aantal signifi-cante cijfers b Als product van getal tus-sen 1 en 10 en macht van 10 c afronding op twee significante cijfers
omtrek aarde 5 4,0077 • 104 4,0 • 104
kookpunt aceton 4 5,623 • 101 5,6 • 101
oplosbaarheid gips 2 6,4 • 10–1 6,4 • 10–1
lichtsnelheid 8 2,9979246 • 105 3,0 • 105
dichtheid waterstof 2 9,0 • 10–2 9,0 • 10–2
massa van 1 euro 3 7,49 7,5
1.34 a 108,6 km in 54,0 minuten komt neer op 108,6 km / 54,0 min = 2,011 km min–1. Dat is
2,011 • 60 = 121 km uur–1 . Drie significante cijfers want 60 min is geen meetwaarde maar een telwaarde.
b • 20,95 = 1,0475 dm3. Je antwoord moet in drie significante cijfers staan, dus 1,05 dm3 zuurstof.
c 6 • 7,65 g = 45,9 g. 6 is een telwaarde (aantal knikkers).
Het antwoord heeft drie significante cijfers.
1.35 a Breedte 21,0 cm, lengte 29,7 cm. De oppervlakte is dus
21,0 cm • 29,7 cm = 6,24 • 102 cm2.
b 6,24 • 102 cm2 = 6,24 • 10–2 m2. Dus één A4-tje weegt
80 g m-2 • 6,24 • 10–2 m2 = 5,0 g.
1.36 13,5 kg dm–3 = 13,5 g cm–3. De massa is dus 13,5 g cm-3 • 0,030 cm3 = 0,41 g.
1.37 a Inhoud = lengte • breedte • hoogte = (0,85 cm)3 = 0,61 cm3.
b In BINAS tabel 10 staat de dichtheid van vurenhout. Deze is 0,58 • 103 kg m–3.
Dat is gelijk aan 0,58 g cm–3. De massa is dan 0,61 cm3 • 0,58 g cm-3 = 0,35 g. Afronden moet pas aan het einde van de berekening.
1.38 Het volume van het lokaal is V m3. De massa is dan V • 1,204 kg.
De massa is dan V • 1,204 kg.
Als de ruimte waarin je zit 3,0 m is, 5,0 m breed en 10 m lang, dan is de inhoud
3,0 m • 5,0 m • 10 m = 1,5 • 102 m3.
De massa van de lucht in dat volume is dan 1,5 • 102 m3 • 1,204 kg m-3 = 1,8 • 102 kg.

1.6 Gehalten

1.39 a Deel het massa- (volume-)deel door het totaal en vermenigvuldig met 100%
b Deel de totale hoeveelheid door 100 en vermenigvuldig vervolgens met het percentage.
1.40 Het ven bevat 3,2 • 104 m2 • 1,0 m = 3,2 •104 m3 water.
Eén m3 water weegt 0,998 • 103 kg = 0,998 ton (BINAS tabel 11).
Het water in het ven weegt 0,998 • 3,2 • 104 ton = 3,19 • 104 ton
Water en alcohol samen wegen (3,19 • 104 + 1,3) ton = 3,19 • 104 ton.
Het massapercentage alcohol is dus • 100% = 4,1 • 10–3 %.
1.41 Argumenten:
0,0041% is erg weinig, niet ernstig.
Ethanol wordt door veel mensen gedronken, niet ernstig.
Deze ethanol hoort niet in dit meer, de natuur is geen vuilnisbelt, ernstig.
Je weet niet of de planten en dieren in het ven tegen deze concentratie van deze stof kunnen, ernstig.
1.42 a alcohol (ethylalcohol)
b bier, wijn, gedestilleerd; dranken
spiritus: reinigingsmiddel
jodiumtinctuur: oplosmiddel van het ontsmettingsmiddel
c Verslavingsgevaar. Negatieve invloed op waarnemingsvermogen, reactiesnelheid en stemming. Alcohol belemmert bij grotere hoeveelheden de coördinatie tussen de hersens en het bewegingsapparaat.
Bij langdurig gebruik van grote hoeveelheden kans op orgaanbeschadigingen, bijvoorbeeld van de lever.
1.43 200 μg = 200 • 10–6 gram. Dit is de massa per 1,00 gram totaal. Het massa-ppm is dan • 106 = 200 massa-ppm.
1.44 a Rond 11% af tot 10%.
10% van 120 mL = 12 mL.
b • 120 mL = 13 mL
c De schatting ligt dicht genoeg in de buurt van de berekende waarde.
d Zie BINAS tabel 11. 1 m3 alcohol weegt 0,80 • 103 kg.
Dan weegt 1 mL (= 1 cm3) alcohol 0,80 g.
Het glas wijn bevat dan 13 mL • 0,80 g/mL = 10 g.
Een glas wijn van 120 mL (alc. 11%) bevat dan 120 mL • • 0,80 g/mL = 11 g.
De rekenmachine geeft 10,56 maar het antwoord moet in twee significantie cijfers.
1.45 a Koffie + suiker wegen bij elkaar ongeveer 150 g. Twee klontjes suiker wegen ongeveer 7,5 g.
Dus het massapercentage is ongeveer • 100% = 5%.
b - massa twee klontjes suiker berekenen.
- massa koffie + twee klontjes suiker berekenen.
- (massa twee klontjes) delen door (massa koffie + twee klontjes) en vermenigvuldigen met 100%.
c Twee klontjes suiker wegen 2 • 3,70 g = 7,40 g.
145 mL koffie + 2 klontjes suiker wegen samen 145 g + 7,40 g = 152,4 g.
Het massapercentage suiker is dus • 100% = 4,87% (drie significante cijfers).
d De schatting en het berekende percentage komen in orde grootte goed overeen.
1.46 a Volgens BINAS tabel 82 A (74) bevat honing 80 g suiker per 100 g (80%).
Volgens dezelfde tabel bevat bruin brood 45 g suiker per 100 g (45%).
In het brood zit vooral zetmeel dat bij afbraak pas in suikers wordt omgezet.
b 80% van 7,0 g honing is 5,6 g. 45% van 35 g brood is bijna 16 g.
Dus totaal ruim 20 g koolhydraten.
c - Aantal gram koolhydraten in honing berekenen.
- Aantal gram koolhydraten in brood berekenen.
- Totale massa berekenen door de uitkomsten van de eerste twee stappen op te tellen.
d De honing bevat 7,0 g • = 5,6 g koolhydraten.
De boterham bevat 35 g • = 15,75 g koolhydraten = 16 g.
Totaal 5,6 g + 16 g = 22 g koolhydraten (geen cijfer achter de komma).
1.47 a botulinetoxine A
b 1,0 / 0,0005 = 2000. Botulinetoxine A is 2000 maal zo giftig als dioxine.
c 900 / 0,0005 = 1,8 • 106. Botulinetoxine is dus 1,8 miljoen keer zo gevaarlijk als aldicarb.
d De LD50 dosis is 4 • 106 μg per kg en dat is 8 • 105 μg per rat van 200 g.
8 • 105 μg = 0,8 g (één significant cijfer).
f Bij een acute vergiftiging zijn de symptomen direct merkbaar; bij een chronische vergiftiging pas na relatief lange tijd.
g De LD50 waarde van nicotine is 1 000 μg per kg. Een persoon van 65 kg kan dus
65 • 103 μg inhaleren (binnen korte tijd). Dat is 65 mg.
Eén sigaret levert 50% van 0,7 mg en dat is 0,35 mg. De roker moet dus in korte tijd
65 / 0,35 = 1,9 • 102 (is ongeveer 200) sigaretten roken om de LD50 waarde te bereiken.
Het gevaar van het roken is niet de acute vergiftiging, maar de chronische vergiftiging.
h De helft van de nicotine komt terecht in de lucht. De niet roker krijgt daardoor ook nicotine binnen en heeft ook kans op chronische vergiftigingsverschijnselen.

Afsluiting

1.48 Centrifugeren in plaats van bezinken, gebaseerd op verschil in dichtheid.
Centrifugeren in plaats van filtreren, gebaseerd op verschil in deeltjesgrootte.
In het laatste geval is de wand van de centrifuge(buis) voorzien van gaatjes (zoals in een wasmachine), in het eerste geval niet.
1.49 a Extractie; filtratie; indampen (vriesdrogen)
b Verschil in oplosbaarheid; deeltjesgrootte; ‘kookpunt’
c Vervluchtigen
1.50 Het rendement is • 100% = 31%.
1.51 Mee eens / argument: koolstofdioxide en water worden weer opgenomen door planten en zijn ook uit plantenresten ontstaan.
Niet mee eens / argument: verbranden van steenkool en aardolie zorgen voor veel snellere productie van koolstofdioxide en water dan via natuurlijke processen, waardoor de kringloop op korte termijn wordt ontregeld.
1.52 In 100 mL bier zit 5,0 mL alcohol.
Die alcohol heeft een massa van 5,0 mL • 0,80 g mL-1 = 4,0 g.
Het bier heeft een massa van 100 gram.
Het massapercentage alcohol is dus • 100% = 4,0%.
1.53 a 2 H2O2  O2+ 2 H2O
b TiCI4 + O2  TiO2 + 2 Cl2
c 2 CO2 + 2 Li2O2  2 Li2CO3 + O2
1.54 Zie BINAS tabel 11. 1 liter zeewater heeft een massa van 1,024 • 103 g. Daarvan is 3,0% zout.
Dus 1 liter zeewater bevat 1,024 • 103 g • = 30,7 g zout.
Dus 12,0 liter bevat 12,0 L • 30,7 g L-1 = 3,7 • 102 g zout (twee significante cijfers).
1.55 a De totale hoeveelheid marsepein weegt 100 g + 100 g + 15 g = 215 g.
De hoeveelheid suiker daarin was 100 g. Het massapercentage suiker is dus
• 100% = 46,5% (drie significante cijfers).
b De massa van de sinaasappelschil is verwaarloosbaar ten opzichte van de rest. Die hoeveelheid zal immers de uitkomst niet veel doen veranderen.
1.56 In ammonia zit 25 massa% ammoniak. Dat is dus in 12 g ammonia 12 g • = 3,0 g ammoniak. Dat is 3,0 • 103 mg ammoniak. Deze hoeveelheid ammoniak komt in 130 m3. Er zit dus = 23 mg m–3 in de ruimte. De MAC-waarde is 18 mg m3, de MAC waarde wordt dus overschreden.