Microstructuren
Praktijk In den beginne
1 Hij toonde in 1923 aan dat de waargenomen 'nevels' in werkelijkheid verafgelegen sterrenstelsels waren. De omvang van het heelal bleek hierdoor veel groter dan vooraf werd aangenomen. Ook ontdekte hij een verband tussen de roodverschuiving en de afstand van verre sterrenstelsel tot de aarde. Hiermee maakte hij het aannemelijk dat het heelal uitdijt.
2 a E — energie, Am verschil in massa, c = lichtsnelheid b u; 1,66, 10 27 - 9,13-10 31 kg.
c De massa die 'verdwijnt' is 2 9,13- 10 -30 kg. c = 2,99792458- 108 m.s
- 10-30 (2,99792458 • 10 8 )? 13 Joule.
3 Het bestaan van neutrino's en positronen heeft geen invloed op de reactiviteit of materiaaleigenschappen van stoffen.
4 a Een kern van een elektronen bevattend atoom is positief geladen door de aanwezigheid van protonen. Als de kern van een positronen bevattend atoom ook alleen uit protonen (en neutronen) zou bestaan, blijft er een netto positieve lading over. Dat kan niet. De kern van een positronen bevattend atoom moet dus negatief geladen deeltjes bevatten in plaats van protonen. b Deze deeltjes heten antiprotonen.
5 a 26 b ferrum
c magnetisme
Het nieuwe element zal een atoomnummer hebben dat één hoger ligt dan het atoomnummer van ijzer. Dat is cobalt, een element met atoomnummer 27 en dus ook 27 protonen in de kern. Het aantal neutronen in de kern van het isotoop dat ontstaat is 32.
7 De bliksem, want dit is ook een elektrische ontlading.
8 a CH4, NH3, Eb, H20 b H2 is overbodig. H-atomen bevinden zich ook in de moleculen van andere gassen.
c Cystei'ne kan niet gevormd worden. Dit aminozuur bevat een zwavelatoom. Zwavelatomen zijn niet aanwezig in de oeratmosfeer van Urey en Miller.
d De oeratmosfeer bevat volgens de nieuwste inzichten vooral CO, C02 en N2, Gecombineerd met waterdamp, H20, bevat deze samenstelling ook alle atoomsoorten (O, H, C en N) die nodig zijn voor de vorming van aminozuren.
9 a Bij hogere temperatuur bewegen de deeltjes sneller, waardoor er meer en hardere botsingen kunnen optreden en de reactiesnelheid vergroot wordt.
b — Door de concentratie van de reagerende stofièn te verhogen, zal dc reactiesnelheid verhoogd worden.
In het Miller-Urey„experiment is dit mogelijk door de concentratie van de gassen te verhogen. — Door het toevoegen van een katalysator kan een reactiesnelheid verhoogd worden. Een katalysator versnelt over het algemeen een bepaald soort reactie. In het Miller-Urey-experiment was geen sprake van een specifieke reactie en dus is het lastig een katalysator toe te voegen die alle reacties in het experiment kan versnellen.
— Een fijnere verdelingsgraad zal ook leiden tot een versnelde reactie. In het Miller-Urey-experiment reageerden onder andere gassen met elkaar. De verdelingsgraad van gassen is al maximaal, dus dit zal geen invloed hebben op de reactiesnelheid-
10 Voor de ontdekking van deuterium: een waterstofatoom met een proton en een neutron in de kern; de meest voorkomende vorm van waterstof is de isotoop met slechts één proton in de kern en geen neutron.
+11 a massa u; massa H -3,016050 u.
b massa 1 1-1+ = 1,007825 0,00054858 1,007276 u;
- 2,014102 -0,00054858 = 2,01 3553 u;
u.
u. Dit komt overeen met 0,005876 1,66054 10 27 -9,757 - 10 30 kg .
d EE 9,757 30 . (2,99792458. 108 ) 2 = 7,882-10-12 Joule.
2865 e Om deze hoeveelheid energie op te wekken Zijn= 3,635- 1029 deuteriumkernen nodig. Deze 7,882, 10
hebben een gezamenlijke massa van 3,635 • 1029 • 2,014102 - 1,66054. 10 -27 = 1,22-103 gram.
onderzoeksopdracht
12 a Volgens het atoommodel van Bohr bevinden elektronen zich in specifieke schillen rand de kern. Door energie op te nemen, kan een elektron van een lagere schil naar een hogere schil gaan. Dat wordt een aangeslagen toestand genoemd. Wanneer het elektron weer terugvalt naar een lagere baan, zal hij de opgenomen energie uitzenden in de vorrn van licht. Omdat de afstand tussen de verschillende banen precies vaststaat, zal een elektron alleen licht van specifieke golflengten opnemen en uitzenden. Deze golflengten zijn voor elke atoomsoort anders, omdat de afstanden tussen de verschillende elektronenschillen bij elk atoom anders zijn.
b In het model van Rutherford bevinden de elektronen zich in een wolk en niet in afzonderlijke banen. In dit geval zouden de elektronen elke willekeurige hoeveelheid energie kunnen opnemen. De spectraallijnen duiden er juist op dat er slechts enkele energieovergangen mogelijk zijn.
c In het emissiespectrum van waterstof zijn de balmer golflengtes uit Binas tabel 20 zichtbaar: 656, 486,
434, 410, 397 nm.
d De balmer golflengtes bevinden zich in het zichtbare gebied en zijn dus zichtbaar te maken in een spectrum. De paschen golflengtes bevinden zich in het infrarood en de lyman golflengtes in het ultraviolette
gebied.
e Wanneer een ster van de aarde af beweegt, worden de golven van het licht als het ware uitgerekt. De golflengtes van de spectraallijnen die de aarde bereiken, zijn daardoor net iets hoger dan die bij het spectrum van een atoomsoolt horen, Hogere golflengtes horen bij roder licht, vandaar dat men spreekt over roodverschuiving. Het tegenovergestelde gebeurt wanneer een ster naar de aarde toe beweegt. De lichtgolven worden in elkaar gedrukt en het licht bestaat uit kortere golflengtes dan vervvacht. Dit fenomeen heet blauwverschuiving. Het effèct is vergelijkbaar met het geluidseffect van een langsrijdende sirene. Wanneer de sirene aan komt rijden is het geluid hoger dan wanneer de sirene van ons af beweegt.
Praktijk Marie Curie, grondlegger van de nucleaire geneeskunde
1 Radium en polonium staan in andere groepen. Er geldt dat de elementen die in eenzelfde groep staan, in het periodiek systeem ook dezelfde chemische eigenschappen hebben (mits het allemaal metalen of allemaal niet-metalen zijn).
2 In het periodiek systeem heeft helium atoomnummer 2. Het atoomnummer is gelijk aan het aantal protonen in de kern. Het relatieve atoomgewicht is 4,0 u. Blijkbaar bevat helium meestal vier kerndeeltjes (zowel protonen als neutronen hebben een massa van 1,0 u). Een heliumkern bestaat dus uit twee protonen en twee neutronen.
3 Nee7 in de kem bevinden zich protonen en neutronen. De elektronen bevinden zich in de schil, dus niet in de kern.
4 Het element zendt twee protonen uit. Het nieuwe element zal dus een atoomnummer hebben dat twee lager is dan dat van radium. 88 2 86. Element met atoomnummer 86 is radon.
5 Tijdens de jeugd van Marie werd Polen bezet door Rusland, Oostenrijk en Pruisen, Na een mislukte opstand in 1863 werden de Polen in toenemende mate onderdrukt. Op scholen mocht geen Pools meer gesproken worden. Veel Polen vluchtten naar het buitenland.
6 Wilhelm Rôntgen voor de ontdekking van X-straling ofwel rôntgenstraling. De laatste winnaar verandert elkjaar. Kijk daarvoor op de website www.nobelprize.org.
7 De actiniden zijn een serie van veertien elementen met een atoomnummer van 90 tot en met 103. Alle actiniden zijn radioactief en vervallen spontaan naar lagere elementen (uiteindelijk naar lood). De transurane elementen met atoomnummers 93 en hoger kunnen alleen kunstmatig door kemreacties geproduceerd worden.
8 Het element neemt twee protonen op om curium te vormen. Het heeft dus een atoomnummer dat twee lager is dan curium: plutonium.
9 CH 6 12 O6
10 C6FH1105
11 Een OH-groep aan het tweede koolstofatoom van glucose is vervangen door een radioactief F-atoom.
12 acht protonen, tien neutronen , negen elektronen
13 Het nieuwe deeltje bestaat uit acht protonen, dus het atoomnummer is 8, Uit het periodiek systeem kan worden afgeleid dat het nieuw gevormde element zuurstof is.
14 Het aantal protonen, met een positieve lading, is één minder dan het aantal elektronen, met een negaticvc lading. Het gevormde deeltje heeft een overschot van één elektron en heeft dus een negatieve lading.
15 Uit vraag 13 kan worden afgeleid dat C6FHl 105 vervalt tot C6H1106-. Als er een H+-deeltje aan bindt, ontstaat er C6H1206, glucose.
16 Het hart en de hersenen hebben een hoge stofwisseling en nemen relatief veel suiker op. Daardoor zullen hart en hersenen oplichten bij een PET/CT-scan.
17 Zij moeten nuchter zijn, mogen geen suiker, melk of zoetjes nemen, moeten veel drinken van tevoren (anders lichten de nieren op) en moeten gemakkelijk zittende kleding dragen. Een scan duurt een halfuur tot 45 minuten. Tijdens de scan moeten patiënten stilliggen.
+18 c = 2,99792458-108 ml massa elektron = 0,000 910 939• 10 27 kg b De massa die 'verdwijnt' is 2 • 9,13-10-31 = 1,83.10 30 kg. c = 2,99792458-108 mus
_13_ 6,626 07 10-34 2,997 9-108 6,62607
c • 10 • ; dus = • 10-34 . 2,9979-108 • 10-12 m. 2 0,8x10 13 d Positronannihilatie veroorzaakt zachte gammastraling.
onderzoeksopdracht
19 a a-verval: Bij het verval verliest het atoom een alfadeeltje. Een alfadeeltje bestaat uit twee neutronen en twee protonen.
P+•verval: Bij het verval wordt een proton omgezet in een neutron. Hierbij wordt een positron en een neutrino uitgestoten,
Y-verval: De kerndeeltjes herschikken zich, Hierbij komt energie vrij in de vorm van elektromagnetische gammastraling. Er worden geen kerndeeltjes uitgestoten.
p--verval: Bij het verval wordt een neutron omgezet in een proton. Hierbij wordt een elektron en een antineutrino uitgestoten.
b In de volgende afbeelding is de vervalreeks van Uranium-238 weergegeven. Door een combinatie van (1en P-verval ontstaat Po-210 en niet Po-209.
Theorie
1 Atoombouw
1 a Het atoomnummer van neon is 10. Neon heeft dus 10 protonen.
b Het atoomnummer van zilver is 47. Een zilveratoom heeft dus altijd 47 protonen en (als het geen lading heeft) ook 47 elektronen.
c Het atoomnummer van zuurstof is 8, het massagetal van 0-18 is 18, Het aantal neutronen is gelijk aan het massagetal minus het atoomnummer: 1 8 — 8 = 10.
d Het aantal protonen is gelijk aan het atoomnummer. Elk element heeft een uniek atoomnummer.
Atoomnummer 23 is van vanadium, V.
e Omdat het aantal neutronen in een kern kan variëren, bestaan er van de meeste elementen meerdere isotopen met verschillende massagetallen. Verschillende elementen kunnen dus ook atomen hebben met hetzelfde massagetal. Opzoeken in Binas tabel 25A wijst uit dat van zilver en cadmium (Ag en Cd) isotopen bestaan met massagetal 109.
2 Het massagetal is een telwaarde. Het geeft aan hoeveel neutronen en protonen bij elkaar opgeteld, zich in de kern bevinden. Omdat het aantal protonen in een atoom vastligt, kun je uit het massagetal eenvoudig afleiden hoeveel neutronen een isotoop bevat. Zo bevat 35 Cl twee neutronen minder dan 37CI.
De atoommassa is een meetwaarde. Het geeft de nauwkeurig gemeten massa van een atoom weer. De atoommassa van 35 Cl is 34,96885 u. De atoommassa van 3I CI is 36,965 90 u. Omdat de massa van een proton en een neutron beide ongeveer één unit bedraagt, ligt de atoommassa altijd in de buurt van het massagetal.
De relatieve atoommassa is het gewogen gemiddelde van de atoommassa's van de isotopen zoals ze voorkomen in de natuur. De relatieve atoommassa van chloor is 35,45 u (Binas tabel 99). Van chloor komt de isotoop 35CI blijkbaar vaker voor dan de isotoop 3 ICI.
3 a 82-36-46 b 31 - 14 = 17 c N-15 en ) N
d Het atoomnummer van een element is altijd hetzelfde. Om aan te geven met welk isotoop men van doen heeft: volstaat daarom het massagetal.
e C-14 heeft een kern met daarin zes protonen en acht neutronen, Om de kern bevindt zich een elektronenwolk met daarin zes elektronen.
78,8 23,98505 +10,1 25,98260
4= 24,3 u, 100
Dit komt overeen met de waarde in Binas tabel 99 (24,31 u).
5 De relatieve atoommassa van gallium is 69,72. De isotoop 69Ga komt 60,4% voor. Dat betekent dat de andere isotoop 100 60,4 = 39,6% voorkomt. De massa van deze isotoop is de onbekende, x. Invullen in de
60,4 - x
formule geeft:69,72; 4163+39,6. 6972; dus x = 70,93.
De massa van de andere isotoop, 71 Ga, is 70,93 unit.
+6 a Een positief geladen bol met negen negatieve elektronen erin als krenten in een oliebol.
b Een kleine positief geladen kern met daaromheen negen elektronen, cirkelend in een grote wolk.
0
atoommodel van Rutherford c Deeltjes die op een goudatoom botsen, worden allemaal een beetje afgebogen.
rood
d Deeltjes die in de elektronenwolk terechtkomen, worden niet of nauwelijks afgebogen, deze bevat immers nauwelijks massa. Deeltjes die op de zware kern botsen, worden sterk afgebogen of ketsen zelf helemaal terug.
e Niels Bohr introduceerde elektronenschillen waarin elektronen zich in een vaste baan om de kem bewegen. Het aantal elektronen dat in een bepaalde schil past, staat vast en wordt, naarmate de schil verder van de kern staat, groter.
f Een kleine positief geladen kern met daaromheen de elektronen in vaste banen cirkelend. Twee elektronen in de eerste schil en zeven in de tweede schil.
+7 a Omdat een watermolecuul met het 180-isotoop zwaarder is, kost het meer energie om het los te maken uit het water.
b 18 0 : 16 0 = 0,2039 : 99,759 ; Door beide getallen door het kleinste getal te delen, krijg je een verhouding in
de vorm van I : . 18 0,2039 99,759 - 1 :489 _ 0,2039 0,2039 c massaverhouding I : 416 betekent dat wanneer er 1000 1 180 aanwezig is er 416 000 u — 1 0 aanwezig
is. 455 000 160 komt overeen met 416000 — 26010 atomen 160. 1000 uEl 18 0 komt overeen met
15,994
1000 atomen 18 0. De getalsverhouding 18 0 : 16 0 is dus 55,56 26010 -1:468 = 55,56
17,999 55,56 55,56
d Antwoorden van 7b en 7c invullen in de formule geeft
5 180- 100 - (—2—-1); 1/468 6180 100 • ( 2,137, 10 33dus ò 18 0 4,49. .
I /489 2,045- 10
e Uit de grafiek valt afte lezen dat de 6 18 0 -waarden schommelen tussen de 2,8 en de 5,1. Het betreffende fossiel stamt dus uit een tijd waarin de 6 18 0 -waarde relatief hoog was. Uit de formule blijkt dat de 6 18 0 waarde stijgt naarmate de hoeveelheid 18 0 in het monster toeneemt. In de tekst staat uitgelegd dat de hoeveelheid 18 0 in het zeewater relatief hoog is in koude periodes. Het fossiel stamt dus uit een ijstijd.
2 Periodiek systeem
8 Ni, Pd, Pt, Ds b Na, Mg, A1, Si, P, S, Cl, Ar c aardalkalimetalen d groep 18 e periode I
9 In de groepen 13 tot en met 17 staan zowel metalen als niet-metalen. De eigenschappen van deze elementen komen dus niet allemaal overeen.
10 a De relatieve atoommassa van Te is groter dan die van I. Het element zou dus na I moeten komen, De eigenschappen van Te en I zijn echter zodanig dat I na Te geplaatst zou moeten worden.
b Toen de bouw van het atoom opgehelderd was, konden de elementen op volgorde van atoomnummer gezet worden in plaats van op massa. Nu werd duidelijk dat de relatieve atoommassa van Te wel degelijk 127,8 u bedraagt, en dat deze hoger is dan die van I ten gevolge van het voorkomen van zwaardere isotopen.
II Men moest op zoek naar een element dat gasvormig is bij kamertemperatuur, weinig reactief is en een massa heeft van rond de 20 u.
12 a twee b In periode 7 staat vooraan in de eerste kolom de elektronenconfiguratie van de eerste vier volle schillen. De vierde schil bevat 32 elektronen.
c De zwaarste atomen hebben 32 elektronen in de vijfde schil. L)at is evenveel als er maximaal in schil vier kunnen. Schil vijf wordt dus bij geen van de bestaande elementen helemaal gevuld. Uit Binas tabel 99 kan dus niet worden afgeleid hoeveel elektronen er maximaal in schil vijf kunnen (het zijn er overigens 50).
13 a Voor het nieuwe element levert berkelium 97 protonen en calcium 20 protonen. Het atoomnummer van het nieuwe element is dus 97 + 20 — 117.
b Het nieuwe element komt in groep 17 bij de halogenen terecht. Het zal dus gemakkelijk reageren met metalen en daarbij een eenwaardig negatief geladen deeltje vormen. Jood en astaat zijn vast bij kamertemperatuur. Het nieuwe element dus waarschijnlijk ook.
relatieve atoommassa atoomnummer
+14 a percentage neutronen — • 100 relatieveatoommassa
K: 51,4%
cs: 58,6%
b Het percentage stijgt over het algemeen naarmate dc atomen zwaarder worden.
c De kern van een atoom bestaat uit positieve protonen en neutrale neutronen. Als de neutronen afwezig zouden zijn, zouden de protonen direct tegen elkaar zitten, Deeltjes met gelijke lading stoten elkaar af. Een kern die uit alleen protonen bestaat, is dus instabiel. De neutronen zijn nodig om de positieve ladingen van elkaar af te schermen. Hoe zwaarder een element, hoe meer positieve lading zich in de kern bevindt en hoe instabieler de kern wordt. De instabiliteit wordt niet veroorzaakt door de extra neutronen die de zwaardere kernen bevatten, maar deze kunnen dat ook niet voorkomen. De instabiliteit bestaat dus ondanks de neutronen. Het is overigens niet zo simpel dat de aanwezigheid van een extra neutron de kern altijd stabieler maakt. Van veel atoomsoorten bestaan isotopen die weliswaar een hoger massagetal hebben, maar toch een lagere halveringstijd.
15 Het juiste antwoord is antwoord A.
Het aantal elektronen in een deeltje kun je uitrekenen door het atoomgetal te nemen, het aantal elektronen in een neutraal atoom, en dat te corrigeren voor de lading door elektronen toe te voegen of weg te nemen. Wanneer calcium een lading 2+ heeft is het aantal elektronen 20 — 2 = 18. Dit is gelijk aan het aantal elektronen van argon.
+16 a De achttien bestaande groepen plus de veertien lanthaniden: 18 + 14 = 32.
b Alle lanthaniden hebben twee elektronen in de buitenste schil.
c Omdat de eigenschappen van de lanthaniden weinig verschillen, zijn ze ook lastig van elkaar te scheiden. Ze gedragen zich vrijwel hetzelfde onder verschillende omstandigheden en zijn even reactief.
e 8,2' 107 jaar
f Dc leeftijd van de aarde is 4,65' 109 jaar. De halveringstijd van 44pu past daar 65 • I (P — 57 kccr in.
8,2- 107
— 18 . Er is dus nog maar •IO • de beginhoeveelheid van 244Pu over. Dit getal is zo klein dat het inderdaad aannemelijk is dat er van de oorspronkelijke voorraad 2 Pu niets meer over is.
3 Metalen
17 a Fe, ijzer
b De andere bestanddelen zijn koolstof en chroom, De rol van koolstof is bekend: maakt het materiaal sterker. Chroom zorgt er dus voor dat het materiaal minder snel roest.
c Koolstof maakt het materiaal sterker/minder vervormbaar.
d De naam zegt het al: door te gieten.
18 a Als de warmtegeleidingscoëficient groot is, is de soortelijke weerstand klein.
b Beide eigenschappen houden verband met bewegende elektronen. Als de elektronen zich gemakkelijk door het materiaal bewegen, is de elektrische weerstand klein en wordt de warmte gemakkelijk verspreid. c zilver d Het is veel te kostbaar. Koper geleidt bijna even goed en is een stuk goedkoper.
e Goud corrodeert niet (in tegenstelling tot koper en zilver). De duurzaamheid van elektronica wordt hierdoor zozeer vergroot dat het loont het dure goud te gebruiken.
19 a alle valentie-elektronen: 2 b Wanneer een neutraal atoom twee negatieve ladingen afgeeft, heeft het een lading over van 2+, c 3 en 3+ d Een niet-metaal komt juist elektronen tekort voor de edelgasconfiguratie. Een halogeen of zuurstof zou de elektronen kunnen opnemen.
e De edelmetalen, bijvoorbeeld goud en platina.
+20 a 2 C(s) -+ 2 + 3 C02(g) b Nee, er ontstaat geen vloeibaar ijzer. Het smeltpunt van ijzer is 1181 K (1538 o c) (Binas tabel 8). In de oven is de temperatuur niet hoog genoeg om ijzer te smelten.
c Het houtskool is de brandstof die de oven warm stookt en is als reagens nodig om het ijzeroxide om te zetten in ijzer.
d Er is veel brandstof nodig om het ijzer zo heet te maken dat het bewerkt kan worden. Door de wolf uit de hete oven te halen, hoeft hij niet opnieuw verhit te worden en spaart men kostbare brandstof uit. e De koolstof reageert met zuurstof uit de lucht. Hierbij ontstaat C02.
f De aanwezigheid van koolstof maakt het ijzer bros. Het kan dan niet gesmeed worden (en gietijzer kende men nog niet in de Romeinse tijd).
g IJzer is een onedel metaal. De ijzeren voorwerpen uit dc Romeinse tijd, die in de vochtige bodem terecht zijn gekomen, zijn allang allemaal weggeroest.
21 a Brons bestaat voor 90 massa% uit koper en 10 massa% uit tin.
b 125 kg brons levert maximaal • 125 = 1 12,5 kg koper. Dit brengt 1 12,5 - 5,86 = 659,25 euro op. c Tm smelt bij een veel lagere temperatuur dan koper. De metalen kunnen dus van elkaar gescheiden worden door het brons te verhitten tot een temperatuur boven die van het smeltpunt van tin, maar onder die van het smeltpunt van koper. Deze scheidingsmethode heet 'uitsmelten'.
d De zware bronzen beelden moeten eerst van de sokkel worden geslepen en vervoerd naar een loods. Om de beelden tot koper te verwerken, moeten ze vaak eerst nog in stukken gezaagd worden om in de smeltoven te passen. Het smelten kost flink wat energie. Al met al betekent het twee dagen hard werkeil voor een paar honderd euro. Als je dan bedenkt dat de marktwaarde van de beelden vaak het veelvoudige is, lijkt bronsdiefstal een vrij zinloze bezigheid.
4 Moleculen
22 a 1 b 2 C 3 d 4 e f 5
g o
23
24 a twee b zes c vler
25 H20 b MCI
26 a difosfortrioxide b diwaterstofsulfide
(mono)stikstofdioxide
27 a cso b NO
C PC13
28 a massa CH4 = 4- 15008 + 12,01 = 16,04 u
b massa C5H12= 12 . 72,15 u
c massa N = d massa C5H12 - 12 1,008+5 72,15 u
De hoogte van het kookpunt van een moleculaire stof is amankelijk van de sterkte van de vanderwaalsbinding. Deze neemt toe wanneer de massa van de deeltjes groter wordt. Het deeltje met de kleinste massa is a (CH4). Deze stof heeft het laagste kookpunt, Dan volgt b (N2). Deeltjes b en d hebben een gelijke massa. Doordat deeltje b een langgerekte structuur heeft, zullen de deeltjes een groter contactoppervlak hebben en dus een sterkere vanderwaalskracht dan deeltje d. De juiste volgorde is: a, c, d,
b.
29 a Verdampen is een faseovergang. De moleculen blijven intact. Alleen de vanderwaalsbindingen worden verbroken, b Ontleden is een chemische reactie. Hierbij worden atoombindingen verbroken.
c Oplossen is geen chemische reactie maar een faseovergang. Alleen de vanderwaalsbindingen tussen de joodmoleculen worden verbroken.
2 H20(l)
[2 (s) 12 (ethanol)
30 a een
d Aantal elektronen dat zuurstof moet opnemen: twee. De lading van het ontstane deeltje is dan 2-.
e Een atoomsoort dat de edelgasconfiguratie bereikt door elektronen af te staan: een metaal.
31 Door de bijzondere huidstructuur kan de gekko een heel groot contactoppervlak creëren door de kleine huidsttucturen in alle mogelijke gaatjes en spleetjes van het materiaal waarover hij loopt te stoppen. De zwakke vanderwaalskracht wordt door dit grote oppervlak toch groot genoeg om het gewicht van de gekko te dragen. Een kat heeft door zijn kleine poten met kussentjes juist een heel klein contactoppervlak.
5 Zouten
32 KBr b caC12 c MgS04 d Na3P04
Ab (C 03 ) 3 f Na20
33 a zinkhydroxide b ijzer(ll)sulfaat c natriumacetaat d kwik(l)oxide
34 F2(g) CaF2(s) b 4 02(g) 2 A1203(s•)
c 2 NaCl(l) 2 Na(l)
35 a De sterkte van de ionbinding wordt onder andere bepaald door de lading van de betrokken ionen. De lading van het positieve ion wordt steeds groter. De ionbinding wordt hierdoor steeds sterker en het smelten kookpunt dus steeds hoger.
b Waarschijnlijk ontleden de zouten al voordat ze verdampen.
c Blijkbaar is het rooster zo opgebouwd dat er een relatief grote afstand tussen de ionen zit. De elektrostatische aantrekkingskracht tussen de ionen wordt daardoor verlaagd. Als gevolg hiervan is de ionbinding zwakker en het smeltpunt van de stof relatief laag.
+36 a Een hoekpunt grenst aan acht eenheidscellen. Binnen de eenheidscel bevindt zich dus een achtste deel van het ion, b Een rib grenst aan vier cellen. Een ion op een rib bevindt zich voor een vierde deel in de eenheidscel. Een vlak grenst aan twee cellen. Een ion op een vlak bevindt zich voor een half deel in de eenheidscel, c Afbeelding 23 links: van de witte ionen bevindt zich er één in de cel en er bevinden zich er acht op een hoekpunt. Het aantal witte ionen in de cel bedraagt I + 8 L 2 . Er bevinden zich vier blauwe ionen in de eenheidscel. De verhouding wit staat tot blauw is dus 2:4, oftewel I
Afbeelding 23 rechts: er bevindt zich één witte bol in de cel en er bevinden zich er vier op de ribben. Het aantal witte ionen in de cel bedraagt I + 4 L = 2. Van de blauwe ionen bevinden zich er acht op de hoekpunten en er bevindt zich er één in de cel. Het aantal blauwe ionen in de eenheidscel bedraagt
= 2 . De verhouding wit staat tot blauw is dus 2:2, oftewel 1:1 .
+37 Zuurstof heeft een covalentie van 2. .ln een molecuul gaat het twee atoombindingen aan om de edelgasconfiguratie te bereiken. Het dubbelgebonden zuurstofatoom voldoet dus aan de edelgasconfiguratie. De twee enkelgebonden zuurstofatomen komen op basis van de atoombinding alleen nog een elektron tekort voor de edelgasconfiguratie. Omdat ze echter ook nog een lading van I- bevatten, en dus een extra elektron hebben boven op de eigen en gedeelde elektronen, voldoen ze toch nog aan de edelgasconfiguratie.
38 Het juiste antwoord is antwoord B.
Element X heeft in de antwoorden steeds één of twee valentie-elektronen. Element X is dus een metaal (het element waterstof valt af omdat dat geen vaste stof is). Element Z, moet dus een niet-metaal zijn en de ontstane verbinding een zout met de formule X2Z. De negatieve landing van Z (8 — het aantal valentieelektronen) moet 2x zo groot zijn als de positieve lading van X (het aantal valentie„elektronen). Dat is het geval bij antwoord B en D. Antwoord D valt af omdat alle elementen met vier valentie-elektronen vast zijn.
6 Water
39 a Deze stof lost op in water, want kan met de NH2-groep waterstofbruggen vormen en heeft een klein hydrofoob gedeelte.
b Deze stof heeft geen OH- ofNH-groep, of dubbelgebonden O-atoom en zal dus niet oplossen in water. c Deze stof heeft maar liefst vier OH-groepen en drie dubbelgebonden O-atomen en zal dus ondanks het vrij grote koolstofskelet prima oplossen in water.
d Deze stof bevat weliswaar een OH-groep, maar het hydrofobe gedeelte is zo groot dat de oplosbaarheid in water toch slecht zal zijn.
40 a
b Doordat aan het zuurstofatoom van water twee waterstofatomen zijn gebonden en aan het O-atoom van ethanol maar één, kan water meer waterstofbruggen vormen dan ethanol. De waterstofbruggen dragen veel meer bij aan de hoogte van het kookpunt dan de vanderwaalsbindingen. Hierdoor is het kookpunt van water hoger dan dat van ethanol.
41
b Het isomeer kan geen waterstofbruggen vormen en zal daardoor een veel lager kookpunt hebben dan ethanol. De stoffen zijn van elkaar te scheiden met behulp van destillatie.
42 a Aceton heeft één waterstofontvangende groep en een klein hydrofoob gedeelte. Het lost daardoor goed op in water en andere hydrofiele stoffen. Omdat het echter met zichzelf geen waterstofbruggen kan vormen, hoeft bij het mengen alleen de zwakke vanderwaalsbinding verbroken te worden en mengt het ook goed met hydrofiele stoffen.
b De intermoleculaire la•achten in aceton Zijn zwak, Er kunnen immers geen waterstofbruggen gevormd worden tussen acetonmoleculen. Het kookpunt zal dus laag zijn.
+44 a De negatieve kant van de watermoleculen zullen aangetrokken worden door positieve ionen. Negatieve ionen zullen de positieve kant van watermoleculen aantrekken.
b In een oplossing van NaCl bevinden zich geladen deeltjes die vrij kunnen bewegen. De oplossing kan dus elektriciteit geleiden.
19,00
Cl 35,45
Br 2,7 79,90
1 2,2 126,9
2,0 210
+45 a
b Hoe zwaarder het halogeen, hoe meer elektronenschillen gevuld zijn en hoe groter de straal van het atoom. De elektronen worden door de positieve kern aangetrokken. Die aantrekkingskracht wordt kleiner naarmate de afstand tussen elektronen en kern groter worden. Hierdoor neemt de elektronegativiteit af naarmate de massa groter wordt. c zuurstof: 3,5; stikstof: 3,1.
d De elektronegativiteit van fluor is een stuk groter dan die van zuurstof en stikstof. De ladingsscheiding zal dus ook minimaal even groot zijn, Een HF-molecuul zal daardoor een sterke 6+ en 6- kant hebben.
Tussen het H•atoom van het ene molecuul en het F-atoom van het andere molecuul worden dus waterstofbruggen gevormd.
7 Rekenen aan reacties
a De verhoudingsformule van natriumbromide is NaBr. De molmassa bedraagt
22,99+ 102,89 g amor l b De verhoudingsformule van calciumcarbonaat is CaC03. De molmassa bedraagt
16,00 = 100,1 gcmor l
De molecuulformule van difosforpentaoxide is P205. De molmassa bedraagt 2 -30,79+5 - 16,00 - 141,9 gamor l .
d De molecuulformule van chloorgas is C12. De molmassa bedraagt
2 • 35,45 70,90 gnrnol-l
aantal gram
(m) aa ntal mol (n) aantal deeltjes
47
48 a Uit het schema blijkt dat wanneer je van aantal deeltjes naar aantal gram gaat, je eerst moet delen door het getal van Avogadro, NA, en dan vermenigvuldigen met de molmassa, M. De molmassa van Mn bedraagt 3,06A020
54,94 gr: mor i . 10 230,0279 g.
6, 022 .
b Uit het schema blijkt dat wanneer je van aantal gram naar aantal deeltjes gaat, je eerst moet delen door de molmassa, M, en dan vermenigvuldigen met het getal van Avogadro, NA. De molmassa van 12 bedraagt
2x126,9= 253,8. 6,022-1023 = 1021 12-moleculen,
253,8
49 a De molmassa van O bedraagt 16,00 g mor 1 . Invullen in de formule m-n . M; . g .
b De molmassa van 02 bedraagt 2 • 16,00 = 32,00 Irnorl .
c De molmassa van H20 bedraagt 2 1,008+ 18,02 g! mor i .
m -n - M; 3,3 g-
50 a De molmassa van Au bedraagt 197,0 gi—imol-l .
m — n • M; 16 = n • 197,0; n = —0,081 mol.
197,0 b De molmassa van S02 bedraagt 64,08 gEmol-l
m 0,067 1,05- 10--3 mol.
M 64,08 c De molrnassa van bedraagt 3 24,31+2 • 30,97+8 262,87 g mor i , 774-103
28,2 mol.
262,87
51 a De molmassa van C12 bedraagt 2x 35,45 70,90 g mor i ; n = 1,2 = 0,0169 mol C12. Elk Clrmolecuul 70,9 bestaat uit twee chlooratomen. In 1,2 g chloor bevinden zich 2 0,0169 = 2,03 mol chlooratomen.
b De molmassa van HCI bedraagl +35,45 36,46 gtumor l , n 1,2 mol HCI. In elk 36,46 molecuul HCI bevindt zich één chlooratoom, In I g waterstofchloride bevinden zich 0,0329 mol CIatomen.
c De molmassa van FeC13 bedraagt 55,85+3 , 35,45 = 126,2 gamor l ; n — = 7,4040 -3 mol FeC13. In 162,2 elk molecuul FeC13 bevinden zich drie chlooratoom. In 1,2 g ijzer(lll)chloride bevinden zich
3 • 7,40-10-3 = 0, 0222 mol Cl-atomen.
52 a 5,976-10 27 gram
b 35% van 5,976' 1027 — 0,35 • 5,976 1027 = 2,09-10 2 / gram ijzer. De molmassa van Fe(s) bedraagt
55,85 mol l lg -l . In en op de aarde bevindt zich 2,09-1027 —3,75 • 10 25 mol ijzer.
55,85
c aantal deeltjes — n • NA; 3,75 • 1025 6,022-1023 = 2,26 1 049 Fe-atomen
d In Binas tabel 40A is de atoomstraat van ijzer te vinden: m. De diameter van een atoom is 2x de straal. 2 • 2,26 10 49 Fe-atomen op een rij overbruggen een afstand van
2 - 2,26-1049 • 126-10-12 -5,70-10 39 m.
e In een jaar bevinden zich 365,25 • 24 60 • 60 = 31,6-106 s; een lichtjaar komt overeen met een afstand van 3,00- 108 • 6 = 9,47 • 1 0 15 m. De dichtstbijzijnde ster, Proxina Centauri, bevindt zich op een afstand van 4,22 • 9,47 - 10 15 — 4,0-1016 m. Het ijzersnoer komt ver voorbij deze ster. Het reikt zelfs vele malen verder dan het verste sterrenstelsel ooit ontdekt, UDFy-38135539, dat zich op 12,9 miljard lichtjaar van de aarde bevindt.
+53 a Twee waterstofmoleculen reageren steeds met één zuurstofmolecuul. De massa van twee waterstofmoleculen bedraagt 4x1, 008 = 4, 032 u. De massa van één zuurstofatoom bedraagt
2 x 16500 = 32, 00 u. Waterstof en zuurstof reageren in de massaverhouding 41032 32,00 4,032 4,032 b 7,0 , g
c Uit de reactievergelijking blijkt dat twee mol 1--12 met één mol 02 reageert. Waterstof en zuurstof reageren in de molverhouding 2: I ,
d MH —2,016 g' Imol = 3,47 mol H2.
e Waterstof en zuurstof reageren in de molverhouding 2:1, Met 3,47 mol waterstofgas reageert = 1,74 2 mol zuurstof; Mo = 32,00 gnmol -l •, 1,74 • 32,00 — 55,6 g.
54 Het juiste antwoord is antwoord D.
89,5 1 ' 5 mol zuurstof. In de
100 gram van de verbinding bestaat uit—0,438 mol thallium en
204,4 16,00
0,656 verbinding bevindt zich = 1,5 x zoveel zuurstof als thallium. De lading van thallium is dus 1,5x zo 0,438
groot als van zuurstof: 1,5 • 2= 3.
55 Het juiste antwoord is antwoord A.
100 gram van de verbinding bestaat uit 3438 = 2,18 mol zuurstof. Uit de verhoudingsformule kan worden
16, oo
2 opgemaakt dat zich in 100 g • 2,18 0,87 mol X bevindt. 0,87 mol X heeft een massa van 5
100-34,8 65,2 g.
De molmassa van X is 65 ' = 74,9 u. Dit komt overeen met de molmassa van arseen.
0,87
56 Het juiste antwoord is antwoord B. • NA', 1,71 -10 22 • 6,022 • 1023 = 103 gcmor l
100
b
O—H-----O
22 c In 22 g bevindt zich — 1,1 mol 1)20. Uit de reactievergelijking volgt dat uit één mol 16,00+2 2,0141
D2() twee mol HDO gevormd wordt. Uit 22 g D20 wordt dus 2,2 mol HDO gevormd.
d molLŒ-l
e De concentratietoename ten gevolge van het toedienen van D20 is 0,075—0,017 mol TjL-l . De hoeveelheid HDO die is ontstaan bedraagt 2,2 mol. 2,2 mol verdeeld over x liter lichaamswater heeft een concentratietoename van 0,058 moll_u, I als gevolg. 2,2 = 0,058 , x = 38. De patiënt heeft 38 liter lichaamswater.
58 a 2 C14H30 +43 02 -è 28 C02 +30 H20
b In het artikel staat dat de waterstof in vloeibare vorm wordt opgeslagen. Het kookpunt van waterstof bedraagt 20,3 K (Binas tabel 12). Dit komt overeen met 20,3 — 273 — —253 oc, Waterstof is dus pas vloeibaar bij een temperatuur onder de 253 o c, c Het kost veel energie om het waterstof zo sterk te koelen.
d Onder hoge druk wordt het gas samengeperst en kan het zelfs vloeibaar worden. Zo neemt het, net als bij lage temperatuur, veel minder ruimte in dan bij normale druk.
e Een hydride ion bestaat uit cen kern met één proton met daaromheen een elektronenschil met twee elektronen.
f De formule van magnesiumhydride is MgH2. Het is een zout omdat het uit zowel metaalatomen (Mg) als niet-metaalatomen (H) bestaat.
g Mg(s) MgH2(s)
h De molmassa van MgH2 is 24,31 +2 1,008 = 26,33 u. 2,016 u daarvan is waterstof. Het massapercentage
2,016 waterstof bedraagt dus • 100% 26,33 i Een verbinding is een stof die uit verschillende atoomsoorten bestaan. Metalen vormen onderling geen verbinding, maar kunnen wel gemengd worden. Een mengsel van twee metalen heet een legering. De juiste benaming is een lanthaan-nikkellegering, j Het proces van binden en loslaten vindt plaats aan het oppervlak. Hoe kleiner de deeltjes, hoe groter het oppervlak. Het binden en loslaten kan op nanoschaal sneller plaatsvinden dan wanneer het beschikbare oppervlak een beperkende factor is.
k In Binas tabel 40B is te vinden dan 2,3% van de lithosfeer uit magnesium bestaat. Dat is veel meer dan bijvoorbeeld nikkel en lanthaan. Magnesium staat in Binas tabel 97A vermeld als giftige en uiterst brandbare stof. De dichtheid van magnesium is met 1,7410 3 kgnm3 relatief laag (Binas tabel Magnesium voldoet dus wel aan de eerste en derde voorwaarde, maar in mindere mate aan de tweede voorwaarde.
I Een opslagfaciliteit moet herbruikbaar zijn. Dat is alleen het geval wanneer het opslaan en afstaan van de waterstof een reversibel (omkeerbaar) proces is. Om de opslag rendabel te laten zijn mag er niet te veel energie verloren gaan bij het opslaan.
Praktijk In den beginne
1 Hij toonde in 1923 aan dat de waargenomen 'nevels' in werkelijkheid verafgelegen sterrenstelsels waren. De omvang van het heelal bleek hierdoor veel groter dan vooraf werd aangenomen. Ook ontdekte hij een verband tussen de roodverschuiving en de afstand van verre sterrenstelsel tot de aarde. Hiermee maakte hij het aannemelijk dat het heelal uitdijt.
2 a E — energie, Am verschil in massa, c = lichtsnelheid b u; 1,66, 10 27 - 9,13-10 31 kg.
c De massa die 'verdwijnt' is 2 9,13- 10 -30 kg. c = 2,99792458- 108 m.s
3 Het bestaan van neutrino's en positronen heeft geen invloed op de reactiviteit of materiaaleigenschappen van stoffen.
4 a Een kern van een elektronen bevattend atoom is positief geladen door de aanwezigheid van protonen. Als de kern van een positronen bevattend atoom ook alleen uit protonen (en neutronen) zou bestaan, blijft er een netto positieve lading over. Dat kan niet. De kern van een positronen bevattend atoom moet dus negatief geladen deeltjes bevatten in plaats van protonen. b Deze deeltjes heten antiprotonen.
5 a 26 b ferrum
c magnetisme
Het nieuwe element zal een atoomnummer hebben dat één hoger ligt dan het atoomnummer van ijzer. Dat is cobalt, een element met atoomnummer 27 en dus ook 27 protonen in de kern. Het aantal neutronen in de kern van het isotoop dat ontstaat is 32.
7 De bliksem, want dit is ook een elektrische ontlading.
8 a CH4, NH3, Eb, H20 b H2 is overbodig. H-atomen bevinden zich ook in de moleculen van andere gassen.
c Cystei'ne kan niet gevormd worden. Dit aminozuur bevat een zwavelatoom. Zwavelatomen zijn niet aanwezig in de oeratmosfeer van Urey en Miller.
d De oeratmosfeer bevat volgens de nieuwste inzichten vooral CO, C02 en N2, Gecombineerd met waterdamp, H20, bevat deze samenstelling ook alle atoomsoorten (O, H, C en N) die nodig zijn voor de vorming van aminozuren.
9 a Bij hogere temperatuur bewegen de deeltjes sneller, waardoor er meer en hardere botsingen kunnen optreden en de reactiesnelheid vergroot wordt.
In het Miller-Urey„experiment is dit mogelijk door de concentratie van de gassen te verhogen. — Door het toevoegen van een katalysator kan een reactiesnelheid verhoogd worden. Een katalysator versnelt over het algemeen een bepaald soort reactie. In het Miller-Urey-experiment was geen sprake van een specifieke reactie en dus is het lastig een katalysator toe te voegen die alle reacties in het experiment kan versnellen.
— Een fijnere verdelingsgraad zal ook leiden tot een versnelde reactie. In het Miller-Urey-experiment reageerden onder andere gassen met elkaar. De verdelingsgraad van gassen is al maximaal, dus dit zal geen invloed hebben op de reactiesnelheid-
10 Voor de ontdekking van deuterium: een waterstofatoom met een proton en een neutron in de kern; de meest voorkomende vorm van waterstof is de isotoop met slechts één proton in de kern en geen neutron.
+11 a massa u; massa H -3,016050 u.
b massa 1 1-1+ = 1,007825 0,00054858 1,007276 u;
- 2,014102 -0,00054858 = 2,01 3553 u;
u.
u. Dit komt overeen met 0,005876 1,66054 10 27 -9,757 - 10 30 kg .
d EE 9,757 30 . (2,99792458. 108 ) 2 = 7,882-10-12 Joule.
2865 e Om deze hoeveelheid energie op te wekken Zijn= 3,635- 1029 deuteriumkernen nodig. Deze 7,882, 10
hebben een gezamenlijke massa van 3,635 • 1029 • 2,014102 - 1,66054. 10 -27 = 1,22-103 gram.
onderzoeksopdracht
12 a Volgens het atoommodel van Bohr bevinden elektronen zich in specifieke schillen rand de kern. Door energie op te nemen, kan een elektron van een lagere schil naar een hogere schil gaan. Dat wordt een aangeslagen toestand genoemd. Wanneer het elektron weer terugvalt naar een lagere baan, zal hij de opgenomen energie uitzenden in de vorrn van licht. Omdat de afstand tussen de verschillende banen precies vaststaat, zal een elektron alleen licht van specifieke golflengten opnemen en uitzenden. Deze golflengten zijn voor elke atoomsoort anders, omdat de afstanden tussen de verschillende elektronenschillen bij elk atoom anders zijn.
b In het model van Rutherford bevinden de elektronen zich in een wolk en niet in afzonderlijke banen. In dit geval zouden de elektronen elke willekeurige hoeveelheid energie kunnen opnemen. De spectraallijnen duiden er juist op dat er slechts enkele energieovergangen mogelijk zijn.
434, 410, 397 nm.
d De balmer golflengtes bevinden zich in het zichtbare gebied en zijn dus zichtbaar te maken in een spectrum. De paschen golflengtes bevinden zich in het infrarood en de lyman golflengtes in het ultraviolette
gebied.
e Wanneer een ster van de aarde af beweegt, worden de golven van het licht als het ware uitgerekt. De golflengtes van de spectraallijnen die de aarde bereiken, zijn daardoor net iets hoger dan die bij het spectrum van een atoomsoolt horen, Hogere golflengtes horen bij roder licht, vandaar dat men spreekt over roodverschuiving. Het tegenovergestelde gebeurt wanneer een ster naar de aarde toe beweegt. De lichtgolven worden in elkaar gedrukt en het licht bestaat uit kortere golflengtes dan vervvacht. Dit fenomeen heet blauwverschuiving. Het effèct is vergelijkbaar met het geluidseffect van een langsrijdende sirene. Wanneer de sirene aan komt rijden is het geluid hoger dan wanneer de sirene van ons af beweegt.
Praktijk Marie Curie, grondlegger van de nucleaire geneeskunde
1 Radium en polonium staan in andere groepen. Er geldt dat de elementen die in eenzelfde groep staan, in het periodiek systeem ook dezelfde chemische eigenschappen hebben (mits het allemaal metalen of allemaal niet-metalen zijn).
2 In het periodiek systeem heeft helium atoomnummer 2. Het atoomnummer is gelijk aan het aantal protonen in de kern. Het relatieve atoomgewicht is 4,0 u. Blijkbaar bevat helium meestal vier kerndeeltjes (zowel protonen als neutronen hebben een massa van 1,0 u). Een heliumkern bestaat dus uit twee protonen en twee neutronen.
3 Nee7 in de kem bevinden zich protonen en neutronen. De elektronen bevinden zich in de schil, dus niet in de kern.
5 Tijdens de jeugd van Marie werd Polen bezet door Rusland, Oostenrijk en Pruisen, Na een mislukte opstand in 1863 werden de Polen in toenemende mate onderdrukt. Op scholen mocht geen Pools meer gesproken worden. Veel Polen vluchtten naar het buitenland.
6 Wilhelm Rôntgen voor de ontdekking van X-straling ofwel rôntgenstraling. De laatste winnaar verandert elkjaar. Kijk daarvoor op de website www.nobelprize.org.
7 De actiniden zijn een serie van veertien elementen met een atoomnummer van 90 tot en met 103. Alle actiniden zijn radioactief en vervallen spontaan naar lagere elementen (uiteindelijk naar lood). De transurane elementen met atoomnummers 93 en hoger kunnen alleen kunstmatig door kemreacties geproduceerd worden.
8 Het element neemt twee protonen op om curium te vormen. Het heeft dus een atoomnummer dat twee lager is dan curium: plutonium.
9 CH 6 12 O6
10 C6FH1105
11 Een OH-groep aan het tweede koolstofatoom van glucose is vervangen door een radioactief F-atoom.
12 acht protonen, tien neutronen , negen elektronen
13 Het nieuwe deeltje bestaat uit acht protonen, dus het atoomnummer is 8, Uit het periodiek systeem kan worden afgeleid dat het nieuw gevormde element zuurstof is.
14 Het aantal protonen, met een positieve lading, is één minder dan het aantal elektronen, met een negaticvc lading. Het gevormde deeltje heeft een overschot van één elektron en heeft dus een negatieve lading.
15 Uit vraag 13 kan worden afgeleid dat C6FHl 105 vervalt tot C6H1106-. Als er een H+-deeltje aan bindt, ontstaat er C6H1206, glucose.
17 Zij moeten nuchter zijn, mogen geen suiker, melk of zoetjes nemen, moeten veel drinken van tevoren (anders lichten de nieren op) en moeten gemakkelijk zittende kleding dragen. Een scan duurt een halfuur tot 45 minuten. Tijdens de scan moeten patiënten stilliggen.
+18 c = 2,99792458-108 ml massa elektron = 0,000 910 939• 10 27 kg b De massa die 'verdwijnt' is 2 • 9,13-10-31 = 1,83.10 30 kg. c = 2,99792458-108 mus
_13_ 6,626 07 10-34 2,997 9-108 6,62607
c • 10 • ; dus = • 10-34 . 2,9979-108 • 10-12 m. 2 0,8x10 13 d Positronannihilatie veroorzaakt zachte gammastraling.
onderzoeksopdracht
19 a a-verval: Bij het verval verliest het atoom een alfadeeltje. Een alfadeeltje bestaat uit twee neutronen en twee protonen.
P+•verval: Bij het verval wordt een proton omgezet in een neutron. Hierbij wordt een positron en een neutrino uitgestoten,
Y-verval: De kerndeeltjes herschikken zich, Hierbij komt energie vrij in de vorm van elektromagnetische gammastraling. Er worden geen kerndeeltjes uitgestoten.
p--verval: Bij het verval wordt een neutron omgezet in een proton. Hierbij wordt een elektron en een antineutrino uitgestoten.
Theorie
1 Atoombouw
1 a Het atoomnummer van neon is 10. Neon heeft dus 10 protonen.
b Het atoomnummer van zilver is 47. Een zilveratoom heeft dus altijd 47 protonen en (als het geen lading heeft) ook 47 elektronen.
c Het atoomnummer van zuurstof is 8, het massagetal van 0-18 is 18, Het aantal neutronen is gelijk aan het massagetal minus het atoomnummer: 1 8 — 8 = 10.
d Het aantal protonen is gelijk aan het atoomnummer. Elk element heeft een uniek atoomnummer.
Atoomnummer 23 is van vanadium, V.
e Omdat het aantal neutronen in een kern kan variëren, bestaan er van de meeste elementen meerdere isotopen met verschillende massagetallen. Verschillende elementen kunnen dus ook atomen hebben met hetzelfde massagetal. Opzoeken in Binas tabel 25A wijst uit dat van zilver en cadmium (Ag en Cd) isotopen bestaan met massagetal 109.
2 Het massagetal is een telwaarde. Het geeft aan hoeveel neutronen en protonen bij elkaar opgeteld, zich in de kern bevinden. Omdat het aantal protonen in een atoom vastligt, kun je uit het massagetal eenvoudig afleiden hoeveel neutronen een isotoop bevat. Zo bevat 35 Cl twee neutronen minder dan 37CI.
De relatieve atoommassa is het gewogen gemiddelde van de atoommassa's van de isotopen zoals ze voorkomen in de natuur. De relatieve atoommassa van chloor is 35,45 u (Binas tabel 99). Van chloor komt de isotoop 35CI blijkbaar vaker voor dan de isotoop 3 ICI.
3 a 82-36-46 b 31 - 14 = 17 c N-15 en ) N
d Het atoomnummer van een element is altijd hetzelfde. Om aan te geven met welk isotoop men van doen heeft: volstaat daarom het massagetal.
e C-14 heeft een kern met daarin zes protonen en acht neutronen, Om de kern bevindt zich een elektronenwolk met daarin zes elektronen.
78,8 23,98505 +10,1 25,98260
4= 24,3 u, 100
Dit komt overeen met de waarde in Binas tabel 99 (24,31 u).
5 De relatieve atoommassa van gallium is 69,72. De isotoop 69Ga komt 60,4% voor. Dat betekent dat de andere isotoop 100 60,4 = 39,6% voorkomt. De massa van deze isotoop is de onbekende, x. Invullen in de
60,4 - x
formule geeft:69,72; 4163+39,6. 6972; dus x = 70,93.
De massa van de andere isotoop, 71 Ga, is 70,93 unit.
+6 a Een positief geladen bol met negen negatieve elektronen erin als krenten in een oliebol.
0
atoommodel van Rutherford c Deeltjes die op een goudatoom botsen, worden allemaal een beetje afgebogen.
rood
d Deeltjes die in de elektronenwolk terechtkomen, worden niet of nauwelijks afgebogen, deze bevat immers nauwelijks massa. Deeltjes die op de zware kern botsen, worden sterk afgebogen of ketsen zelf helemaal terug.
e Niels Bohr introduceerde elektronenschillen waarin elektronen zich in een vaste baan om de kem bewegen. Het aantal elektronen dat in een bepaalde schil past, staat vast en wordt, naarmate de schil verder van de kern staat, groter.
f Een kleine positief geladen kern met daaromheen de elektronen in vaste banen cirkelend. Twee elektronen in de eerste schil en zeven in de tweede schil.
+7 a Omdat een watermolecuul met het 180-isotoop zwaarder is, kost het meer energie om het los te maken uit het water.
b 18 0 : 16 0 = 0,2039 : 99,759 ; Door beide getallen door het kleinste getal te delen, krijg je een verhouding in
de vorm van I : . 18 0,2039 99,759 - 1 :489 _ 0,2039 0,2039 c massaverhouding I : 416 betekent dat wanneer er 1000 1 180 aanwezig is er 416 000 u — 1 0 aanwezig
is. 455 000 160 komt overeen met 416000 — 26010 atomen 160. 1000 uEl 18 0 komt overeen met
1000 atomen 18 0. De getalsverhouding 18 0 : 16 0 is dus 55,56 26010 -1:468 = 55,56
17,999 55,56 55,56
d Antwoorden van 7b en 7c invullen in de formule geeft
5 180- 100 - (—2—-1); 1/468 6180 100 • ( 2,137, 10 33dus ò 18 0 4,49. .
I /489 2,045- 10
e Uit de grafiek valt afte lezen dat de 6 18 0 -waarden schommelen tussen de 2,8 en de 5,1. Het betreffende fossiel stamt dus uit een tijd waarin de 6 18 0 -waarde relatief hoog was. Uit de formule blijkt dat de 6 18 0 waarde stijgt naarmate de hoeveelheid 18 0 in het monster toeneemt. In de tekst staat uitgelegd dat de hoeveelheid 18 0 in het zeewater relatief hoog is in koude periodes. Het fossiel stamt dus uit een ijstijd.
2 Periodiek systeem
8 Ni, Pd, Pt, Ds b Na, Mg, A1, Si, P, S, Cl, Ar c aardalkalimetalen d groep 18 e periode I
9 In de groepen 13 tot en met 17 staan zowel metalen als niet-metalen. De eigenschappen van deze elementen komen dus niet allemaal overeen.
10 a De relatieve atoommassa van Te is groter dan die van I. Het element zou dus na I moeten komen, De eigenschappen van Te en I zijn echter zodanig dat I na Te geplaatst zou moeten worden.
b Toen de bouw van het atoom opgehelderd was, konden de elementen op volgorde van atoomnummer gezet worden in plaats van op massa. Nu werd duidelijk dat de relatieve atoommassa van Te wel degelijk 127,8 u bedraagt, en dat deze hoger is dan die van I ten gevolge van het voorkomen van zwaardere isotopen.
12 a twee b In periode 7 staat vooraan in de eerste kolom de elektronenconfiguratie van de eerste vier volle schillen. De vierde schil bevat 32 elektronen.
c De zwaarste atomen hebben 32 elektronen in de vijfde schil. L)at is evenveel als er maximaal in schil vier kunnen. Schil vijf wordt dus bij geen van de bestaande elementen helemaal gevuld. Uit Binas tabel 99 kan dus niet worden afgeleid hoeveel elektronen er maximaal in schil vijf kunnen (het zijn er overigens 50).
13 a Voor het nieuwe element levert berkelium 97 protonen en calcium 20 protonen. Het atoomnummer van het nieuwe element is dus 97 + 20 — 117.
b Het nieuwe element komt in groep 17 bij de halogenen terecht. Het zal dus gemakkelijk reageren met metalen en daarbij een eenwaardig negatief geladen deeltje vormen. Jood en astaat zijn vast bij kamertemperatuur. Het nieuwe element dus waarschijnlijk ook.
relatieve atoommassa atoomnummer
+14 a percentage neutronen — • 100 relatieveatoommassa
K: 51,4%
cs: 58,6%
b Het percentage stijgt over het algemeen naarmate dc atomen zwaarder worden.
c De kern van een atoom bestaat uit positieve protonen en neutrale neutronen. Als de neutronen afwezig zouden zijn, zouden de protonen direct tegen elkaar zitten, Deeltjes met gelijke lading stoten elkaar af. Een kern die uit alleen protonen bestaat, is dus instabiel. De neutronen zijn nodig om de positieve ladingen van elkaar af te schermen. Hoe zwaarder een element, hoe meer positieve lading zich in de kern bevindt en hoe instabieler de kern wordt. De instabiliteit wordt niet veroorzaakt door de extra neutronen die de zwaardere kernen bevatten, maar deze kunnen dat ook niet voorkomen. De instabiliteit bestaat dus ondanks de neutronen. Het is overigens niet zo simpel dat de aanwezigheid van een extra neutron de kern altijd stabieler maakt. Van veel atoomsoorten bestaan isotopen die weliswaar een hoger massagetal hebben, maar toch een lagere halveringstijd.
15 Het juiste antwoord is antwoord A.
+16 a De achttien bestaande groepen plus de veertien lanthaniden: 18 + 14 = 32.
b Alle lanthaniden hebben twee elektronen in de buitenste schil.
c Omdat de eigenschappen van de lanthaniden weinig verschillen, zijn ze ook lastig van elkaar te scheiden. Ze gedragen zich vrijwel hetzelfde onder verschillende omstandigheden en zijn even reactief.
e 8,2' 107 jaar
f Dc leeftijd van de aarde is 4,65' 109 jaar. De halveringstijd van 44pu past daar 65 • I (P — 57 kccr in.
8,2- 107
— 18 . Er is dus nog maar •IO • de beginhoeveelheid van 244Pu over. Dit getal is zo klein dat het inderdaad aannemelijk is dat er van de oorspronkelijke voorraad 2 Pu niets meer over is.
3 Metalen
17 a Fe, ijzer
b De andere bestanddelen zijn koolstof en chroom, De rol van koolstof is bekend: maakt het materiaal sterker. Chroom zorgt er dus voor dat het materiaal minder snel roest.
c Koolstof maakt het materiaal sterker/minder vervormbaar.
18 a Als de warmtegeleidingscoëficient groot is, is de soortelijke weerstand klein.
b Beide eigenschappen houden verband met bewegende elektronen. Als de elektronen zich gemakkelijk door het materiaal bewegen, is de elektrische weerstand klein en wordt de warmte gemakkelijk verspreid. c zilver d Het is veel te kostbaar. Koper geleidt bijna even goed en is een stuk goedkoper.
e Goud corrodeert niet (in tegenstelling tot koper en zilver). De duurzaamheid van elektronica wordt hierdoor zozeer vergroot dat het loont het dure goud te gebruiken.
19 a alle valentie-elektronen: 2 b Wanneer een neutraal atoom twee negatieve ladingen afgeeft, heeft het een lading over van 2+, c 3 en 3+ d Een niet-metaal komt juist elektronen tekort voor de edelgasconfiguratie. Een halogeen of zuurstof zou de elektronen kunnen opnemen.
e De edelmetalen, bijvoorbeeld goud en platina.
+20 a 2 C(s) -+ 2 + 3 C02(g) b Nee, er ontstaat geen vloeibaar ijzer. Het smeltpunt van ijzer is 1181 K (1538 o c) (Binas tabel 8). In de oven is de temperatuur niet hoog genoeg om ijzer te smelten.
c Het houtskool is de brandstof die de oven warm stookt en is als reagens nodig om het ijzeroxide om te zetten in ijzer.
d Er is veel brandstof nodig om het ijzer zo heet te maken dat het bewerkt kan worden. Door de wolf uit de hete oven te halen, hoeft hij niet opnieuw verhit te worden en spaart men kostbare brandstof uit. e De koolstof reageert met zuurstof uit de lucht. Hierbij ontstaat C02.
f De aanwezigheid van koolstof maakt het ijzer bros. Het kan dan niet gesmeed worden (en gietijzer kende men nog niet in de Romeinse tijd).
21 a Brons bestaat voor 90 massa% uit koper en 10 massa% uit tin.
b 125 kg brons levert maximaal • 125 = 1 12,5 kg koper. Dit brengt 1 12,5 - 5,86 = 659,25 euro op. c Tm smelt bij een veel lagere temperatuur dan koper. De metalen kunnen dus van elkaar gescheiden worden door het brons te verhitten tot een temperatuur boven die van het smeltpunt van tin, maar onder die van het smeltpunt van koper. Deze scheidingsmethode heet 'uitsmelten'.
d De zware bronzen beelden moeten eerst van de sokkel worden geslepen en vervoerd naar een loods. Om de beelden tot koper te verwerken, moeten ze vaak eerst nog in stukken gezaagd worden om in de smeltoven te passen. Het smelten kost flink wat energie. Al met al betekent het twee dagen hard werkeil voor een paar honderd euro. Als je dan bedenkt dat de marktwaarde van de beelden vaak het veelvoudige is, lijkt bronsdiefstal een vrij zinloze bezigheid.
4 Moleculen
22 a 1 b 2 C 3 d 4 e f 5
g o
23
24 a twee b zes c vler
25 H20 b MCI
26 a difosfortrioxide b diwaterstofsulfide
(mono)stikstofdioxide
27 a cso b NO
C PC13
28 a massa CH4 = 4- 15008 + 12,01 = 16,04 u
b massa C5H12= 12 . 72,15 u
c massa N = d massa C5H12 - 12 1,008+5 72,15 u
De hoogte van het kookpunt van een moleculaire stof is amankelijk van de sterkte van de vanderwaalsbinding. Deze neemt toe wanneer de massa van de deeltjes groter wordt. Het deeltje met de kleinste massa is a (CH4). Deze stof heeft het laagste kookpunt, Dan volgt b (N2). Deeltjes b en d hebben een gelijke massa. Doordat deeltje b een langgerekte structuur heeft, zullen de deeltjes een groter contactoppervlak hebben en dus een sterkere vanderwaalskracht dan deeltje d. De juiste volgorde is: a, c, d,
b.
c Oplossen is geen chemische reactie maar een faseovergang. Alleen de vanderwaalsbindingen tussen de joodmoleculen worden verbroken.
2 H20(l)
[2 (s) 12 (ethanol)
30 a een
d Aantal elektronen dat zuurstof moet opnemen: twee. De lading van het ontstane deeltje is dan 2-.
e Een atoomsoort dat de edelgasconfiguratie bereikt door elektronen af te staan: een metaal.
31 Door de bijzondere huidstructuur kan de gekko een heel groot contactoppervlak creëren door de kleine huidsttucturen in alle mogelijke gaatjes en spleetjes van het materiaal waarover hij loopt te stoppen. De zwakke vanderwaalskracht wordt door dit grote oppervlak toch groot genoeg om het gewicht van de gekko te dragen. Een kat heeft door zijn kleine poten met kussentjes juist een heel klein contactoppervlak.
5 Zouten
Ab (C 03 ) 3 f Na20
33 a zinkhydroxide b ijzer(ll)sulfaat c natriumacetaat d kwik(l)oxide
34 F2(g) CaF2(s) b 4 02(g) 2 A1203(s•)
c 2 NaCl(l) 2 Na(l)
35 a De sterkte van de ionbinding wordt onder andere bepaald door de lading van de betrokken ionen. De lading van het positieve ion wordt steeds groter. De ionbinding wordt hierdoor steeds sterker en het smelten kookpunt dus steeds hoger.
b Waarschijnlijk ontleden de zouten al voordat ze verdampen.
c Blijkbaar is het rooster zo opgebouwd dat er een relatief grote afstand tussen de ionen zit. De elektrostatische aantrekkingskracht tussen de ionen wordt daardoor verlaagd. Als gevolg hiervan is de ionbinding zwakker en het smeltpunt van de stof relatief laag.
+36 a Een hoekpunt grenst aan acht eenheidscellen. Binnen de eenheidscel bevindt zich dus een achtste deel van het ion, b Een rib grenst aan vier cellen. Een ion op een rib bevindt zich voor een vierde deel in de eenheidscel. Een vlak grenst aan twee cellen. Een ion op een vlak bevindt zich voor een half deel in de eenheidscel, c Afbeelding 23 links: van de witte ionen bevindt zich er één in de cel en er bevinden zich er acht op een hoekpunt. Het aantal witte ionen in de cel bedraagt I + 8 L 2 . Er bevinden zich vier blauwe ionen in de eenheidscel. De verhouding wit staat tot blauw is dus 2:4, oftewel I
Afbeelding 23 rechts: er bevindt zich één witte bol in de cel en er bevinden zich er vier op de ribben. Het aantal witte ionen in de cel bedraagt I + 4 L = 2. Van de blauwe ionen bevinden zich er acht op de hoekpunten en er bevindt zich er één in de cel. Het aantal blauwe ionen in de eenheidscel bedraagt
+37 Zuurstof heeft een covalentie van 2. .ln een molecuul gaat het twee atoombindingen aan om de edelgasconfiguratie te bereiken. Het dubbelgebonden zuurstofatoom voldoet dus aan de edelgasconfiguratie. De twee enkelgebonden zuurstofatomen komen op basis van de atoombinding alleen nog een elektron tekort voor de edelgasconfiguratie. Omdat ze echter ook nog een lading van I- bevatten, en dus een extra elektron hebben boven op de eigen en gedeelde elektronen, voldoen ze toch nog aan de edelgasconfiguratie.
38 Het juiste antwoord is antwoord B.
Element X heeft in de antwoorden steeds één of twee valentie-elektronen. Element X is dus een metaal (het element waterstof valt af omdat dat geen vaste stof is). Element Z, moet dus een niet-metaal zijn en de ontstane verbinding een zout met de formule X2Z. De negatieve landing van Z (8 — het aantal valentieelektronen) moet 2x zo groot zijn als de positieve lading van X (het aantal valentie„elektronen). Dat is het geval bij antwoord B en D. Antwoord D valt af omdat alle elementen met vier valentie-elektronen vast zijn.
6 Water
39 a Deze stof lost op in water, want kan met de NH2-groep waterstofbruggen vormen en heeft een klein hydrofoob gedeelte.
b Deze stof heeft geen OH- ofNH-groep, of dubbelgebonden O-atoom en zal dus niet oplossen in water. c Deze stof heeft maar liefst vier OH-groepen en drie dubbelgebonden O-atomen en zal dus ondanks het vrij grote koolstofskelet prima oplossen in water.
d Deze stof bevat weliswaar een OH-groep, maar het hydrofobe gedeelte is zo groot dat de oplosbaarheid in water toch slecht zal zijn.
40 a
b Doordat aan het zuurstofatoom van water twee waterstofatomen zijn gebonden en aan het O-atoom van ethanol maar één, kan water meer waterstofbruggen vormen dan ethanol. De waterstofbruggen dragen veel meer bij aan de hoogte van het kookpunt dan de vanderwaalsbindingen. Hierdoor is het kookpunt van water hoger dan dat van ethanol.
41
42 a Aceton heeft één waterstofontvangende groep en een klein hydrofoob gedeelte. Het lost daardoor goed op in water en andere hydrofiele stoffen. Omdat het echter met zichzelf geen waterstofbruggen kan vormen, hoeft bij het mengen alleen de zwakke vanderwaalsbinding verbroken te worden en mengt het ook goed met hydrofiele stoffen.
b De intermoleculaire la•achten in aceton Zijn zwak, Er kunnen immers geen waterstofbruggen gevormd worden tussen acetonmoleculen. Het kookpunt zal dus laag zijn.
+44 a De negatieve kant van de watermoleculen zullen aangetrokken worden door positieve ionen. Negatieve ionen zullen de positieve kant van watermoleculen aantrekken.
b In een oplossing van NaCl bevinden zich geladen deeltjes die vrij kunnen bewegen. De oplossing kan dus elektriciteit geleiden.
19,00
Cl 35,45
Br 2,7 79,90
1 2,2 126,9
2,0 210
+45 a
b Hoe zwaarder het halogeen, hoe meer elektronenschillen gevuld zijn en hoe groter de straal van het atoom. De elektronen worden door de positieve kern aangetrokken. Die aantrekkingskracht wordt kleiner naarmate de afstand tussen elektronen en kern groter worden. Hierdoor neemt de elektronegativiteit af naarmate de massa groter wordt. c zuurstof: 3,5; stikstof: 3,1.
d De elektronegativiteit van fluor is een stuk groter dan die van zuurstof en stikstof. De ladingsscheiding zal dus ook minimaal even groot zijn, Een HF-molecuul zal daardoor een sterke 6+ en 6- kant hebben.
7 Rekenen aan reacties
a De verhoudingsformule van natriumbromide is NaBr. De molmassa bedraagt
22,99+ 102,89 g amor l b De verhoudingsformule van calciumcarbonaat is CaC03. De molmassa bedraagt
16,00 = 100,1 gcmor l
De molecuulformule van difosforpentaoxide is P205. De molmassa bedraagt 2 -30,79+5 - 16,00 - 141,9 gamor l .
d De molecuulformule van chloorgas is C12. De molmassa bedraagt
2 • 35,45 70,90 gnrnol-l
aantal gram
(m) aa ntal mol (n) aantal deeltjes
47
48 a Uit het schema blijkt dat wanneer je van aantal deeltjes naar aantal gram gaat, je eerst moet delen door het getal van Avogadro, NA, en dan vermenigvuldigen met de molmassa, M. De molmassa van Mn bedraagt 3,06A020
54,94 gr: mor i . 10 230,0279 g.
6, 022 .
b Uit het schema blijkt dat wanneer je van aantal gram naar aantal deeltjes gaat, je eerst moet delen door de molmassa, M, en dan vermenigvuldigen met het getal van Avogadro, NA. De molmassa van 12 bedraagt
2x126,9= 253,8. 6,022-1023 = 1021 12-moleculen,
253,8
49 a De molmassa van O bedraagt 16,00 g mor 1 . Invullen in de formule m-n . M; . g .
b De molmassa van 02 bedraagt 2 • 16,00 = 32,00 Irnorl .
c De molmassa van H20 bedraagt 2 1,008+ 18,02 g! mor i .
m -n - M; 3,3 g-
50 a De molmassa van Au bedraagt 197,0 gi—imol-l .
m — n • M; 16 = n • 197,0; n = —0,081 mol.
197,0 b De molmassa van S02 bedraagt 64,08 gEmol-l
m 0,067 1,05- 10--3 mol.
M 64,08 c De molrnassa van bedraagt 3 24,31+2 • 30,97+8 262,87 g mor i , 774-103
28,2 mol.
262,87
51 a De molmassa van C12 bedraagt 2x 35,45 70,90 g mor i ; n = 1,2 = 0,0169 mol C12. Elk Clrmolecuul 70,9 bestaat uit twee chlooratomen. In 1,2 g chloor bevinden zich 2 0,0169 = 2,03 mol chlooratomen.
b De molmassa van HCI bedraagl +35,45 36,46 gtumor l , n 1,2 mol HCI. In elk 36,46 molecuul HCI bevindt zich één chlooratoom, In I g waterstofchloride bevinden zich 0,0329 mol CIatomen.
3 • 7,40-10-3 = 0, 0222 mol Cl-atomen.
52 a 5,976-10 27 gram
b 35% van 5,976' 1027 — 0,35 • 5,976 1027 = 2,09-10 2 / gram ijzer. De molmassa van Fe(s) bedraagt
55,85 mol l lg -l . In en op de aarde bevindt zich 2,09-1027 —3,75 • 10 25 mol ijzer.
55,85
c aantal deeltjes — n • NA; 3,75 • 1025 6,022-1023 = 2,26 1 049 Fe-atomen
d In Binas tabel 40A is de atoomstraat van ijzer te vinden: m. De diameter van een atoom is 2x de straal. 2 • 2,26 10 49 Fe-atomen op een rij overbruggen een afstand van
2 - 2,26-1049 • 126-10-12 -5,70-10 39 m.
e In een jaar bevinden zich 365,25 • 24 60 • 60 = 31,6-106 s; een lichtjaar komt overeen met een afstand van 3,00- 108 • 6 = 9,47 • 1 0 15 m. De dichtstbijzijnde ster, Proxina Centauri, bevindt zich op een afstand van 4,22 • 9,47 - 10 15 — 4,0-1016 m. Het ijzersnoer komt ver voorbij deze ster. Het reikt zelfs vele malen verder dan het verste sterrenstelsel ooit ontdekt, UDFy-38135539, dat zich op 12,9 miljard lichtjaar van de aarde bevindt.
+53 a Twee waterstofmoleculen reageren steeds met één zuurstofmolecuul. De massa van twee waterstofmoleculen bedraagt 4x1, 008 = 4, 032 u. De massa van één zuurstofatoom bedraagt
c Uit de reactievergelijking blijkt dat twee mol 1--12 met één mol 02 reageert. Waterstof en zuurstof reageren in de molverhouding 2: I ,
d MH —2,016 g' Imol = 3,47 mol H2.
e Waterstof en zuurstof reageren in de molverhouding 2:1, Met 3,47 mol waterstofgas reageert = 1,74 2 mol zuurstof; Mo = 32,00 gnmol -l •, 1,74 • 32,00 — 55,6 g.
54 Het juiste antwoord is antwoord D.
89,5 1 ' 5 mol zuurstof. In de
100 gram van de verbinding bestaat uit—0,438 mol thallium en
204,4 16,00
0,656 verbinding bevindt zich = 1,5 x zoveel zuurstof als thallium. De lading van thallium is dus 1,5x zo 0,438
groot als van zuurstof: 1,5 • 2= 3.
55 Het juiste antwoord is antwoord A.
100 gram van de verbinding bestaat uit 3438 = 2,18 mol zuurstof. Uit de verhoudingsformule kan worden
16, oo
2 opgemaakt dat zich in 100 g • 2,18 0,87 mol X bevindt. 0,87 mol X heeft een massa van 5
100-34,8 65,2 g.
0,87
56 Het juiste antwoord is antwoord B. • NA', 1,71 -10 22 • 6,022 • 1023 = 103 gcmor l
100
b
O—H-----O
22 c In 22 g bevindt zich — 1,1 mol 1)20. Uit de reactievergelijking volgt dat uit één mol 16,00+2 2,0141
D2() twee mol HDO gevormd wordt. Uit 22 g D20 wordt dus 2,2 mol HDO gevormd.
d molLŒ-l
e De concentratietoename ten gevolge van het toedienen van D20 is 0,075—0,017 mol TjL-l . De hoeveelheid HDO die is ontstaan bedraagt 2,2 mol. 2,2 mol verdeeld over x liter lichaamswater heeft een concentratietoename van 0,058 moll_u, I als gevolg. 2,2 = 0,058 , x = 38. De patiënt heeft 38 liter lichaamswater.
58 a 2 C14H30 +43 02 -è 28 C02 +30 H20
d Onder hoge druk wordt het gas samengeperst en kan het zelfs vloeibaar worden. Zo neemt het, net als bij lage temperatuur, veel minder ruimte in dan bij normale druk.
e Een hydride ion bestaat uit cen kern met één proton met daaromheen een elektronenschil met twee elektronen.
f De formule van magnesiumhydride is MgH2. Het is een zout omdat het uit zowel metaalatomen (Mg) als niet-metaalatomen (H) bestaat.
g Mg(s) MgH2(s)
h De molmassa van MgH2 is 24,31 +2 1,008 = 26,33 u. 2,016 u daarvan is waterstof. Het massapercentage
2,016 waterstof bedraagt dus • 100% 26,33 i Een verbinding is een stof die uit verschillende atoomsoorten bestaan. Metalen vormen onderling geen verbinding, maar kunnen wel gemengd worden. Een mengsel van twee metalen heet een legering. De juiste benaming is een lanthaan-nikkellegering, j Het proces van binden en loslaten vindt plaats aan het oppervlak. Hoe kleiner de deeltjes, hoe groter het oppervlak. Het binden en loslaten kan op nanoschaal sneller plaatsvinden dan wanneer het beschikbare oppervlak een beperkende factor is.
k In Binas tabel 40B is te vinden dan 2,3% van de lithosfeer uit magnesium bestaat. Dat is veel meer dan bijvoorbeeld nikkel en lanthaan. Magnesium staat in Binas tabel 97A vermeld als giftige en uiterst brandbare stof. De dichtheid van magnesium is met 1,7410 3 kgnm3 relatief laag (Binas tabel Magnesium voldoet dus wel aan de eerste en derde voorwaarde, maar in mindere mate aan de tweede voorwaarde.
I Een opslagfaciliteit moet herbruikbaar zijn. Dat is alleen het geval wanneer het opslaan en afstaan van de waterstof een reversibel (omkeerbaar) proces is. Om de opslag rendabel te laten zijn mag er niet te veel energie verloren gaan bij het opslaan.
REACTIES
:name
:name
:comment
1 seconde geleden