H5 Rekenen met atomen (Chemie)

H 5 Reken met atomen

§ 1 Atoommassa

- Door experimenten uit te voeren kun je de massaverhouding berekenen. Door een bepaalde massaverhouding vergelijk je de atoommassa’s onderling:

Met kloppend maken:

De verhouding is nu 1 : 3 : 2

- Een atoommassa wordt uitgedrukt in u (atomaire massa-eenheid).

- Aangezien de massa van elektronen te verwaarlozen is ten opzichte van de massa van protonen en neutronen, is er geen verschil tussen de massa van een atoom en het bijbehorende ion.

De atoommassa is gelijk aan de ionmassa.

-Atoommassa’s zijn niet altijd gehele getallen, dit kun je verklaren omdat er in de natuur veel isotopen voorkomen. Een voorbeeld van chloor:

Je hebt in de natuur 2 isotopen van chloor, Cl-35 en Cl-37. De gemiddelde atoommassa van Cl is 35,45 u. Je berekent dit in hoeveel mate (in %) de isotoopsamenstelling in de natuur voorkomen, deze is overigens steeds constant.

§ 2 Molecuulmassa

- De molecuulmassa kun je berekenen als je de molecuul formule kent, daarna moet je de atomen optellen en heb je de molecuulmassa:

het product van de atomen is de molecuulmassa.

- Als je een bepaald deel (in %) wilt weten dan moet je het massapercentage weten:

- De stof butaan heeft als verhoudingsformule, CH4. Je kunt dit als volgt berekenen:

CH4 u.

Massapercentage voor C
Massapercentage voor H

Als we nu aannemen dat we 100 u van die stof hebben, dan hebben we van de koolstof 74.9 u, het aantal atomen bereken je als volgt:

koolstof atomen.

Voor de waterstof atomen geldt hetzelfde:

waterstof atomen.

De verhouding koolstof atomen en waterstof atomen is 6,24 : 24,9.

Dit is hetzelfde als 1 : 4 C1H4 CH4.

§ 3 De chemische hoeveelheid

- Omdat de deeltjes in een reactievergelijking heel klein zijn, heeft men een nieuwe grootheid ingevoerd: de chemische hoeveelheid n.

- De chemische hoeveelheid van 1,000 mol van een stof komt overheen in gram met de massa van de formule uitgedrukt in u:

H2O 18,0 u 18,0 gmol-1. Zo kun je vele berekeningen uitvoeren.

- Heb je de chemische hoeveelheid (gmol-1), het aantal grams of het aantal mol, dan kun je die in elkaar omrekenen:

X1 gmol-1 =

- Als ik dan 6 mol CH4 heb, hoeveel gram heb ik dan?

X2 = 16,03 . 6 = 96,18 gram 9,62 . 101 gram.

- Als is dan 16 gram heb, hoeveel mol heb ik dan?

X3 = mol 1,0 . 101 mol.

§ 4 Het molair volume van gassen

- Gelijke volumina gassen bevatten een gelijke aantal moleculen in gelijke druk (p = 1,00 bar) en temperatuur (T = 273 K).

- Je kunt nu het molaire volume Vm uitrekenen als je het volume dm3 en de molaire massa mol hebt. Vm is bij de meeste stoffen 22,4 dm3mol-1. Voor het uitrekenen geldt:

X1 dm3mol-1 =

- Als ik 20,0 ml CH4 heb, hoeveel dm3 is dat?

Dichtheid ñ CH4 is 0,72 kgm-1, dat is hetzelfde als 0,72 . 10-3gml-1.

m = 0,72 . 10-3gml-1 . 20,0 = 1,44 . 10-2 gram.

Nu kunnen we het aantal mol berekenen:

X1 gmol-1 = 16,03 = X3 = 8,98 . 10-4 mol.

Nu kunnen we het molaire volume berekenen:

X1 dm3mol-1 = 22,4 = X2 = 22,4 . 8,98 . 10-4 mol = 2,0 . 10-2.

Vm = 2,0 . 10-2 dm3 of anders gezegd 2,0 . 10-2 l.