Opgave uit het boek Flashcards
(91 cards)
1
Q
Welk element zullen in de grondtoestand de volgende elektronenconfiguratie hebben?
[Kr] 4d10 5s2 5p4
A
Telluur (Te)
2
Q
Welk element zullen in de grondtoestand de volgende elektronenconfiguratie hebben?
[Ar] 4s2 3d3
A
Vanadium (V)
3
Q
Welk element zullen in de grondtoestand de volgende elektronenconfiguratie hebben?
[He] 2s2 2p2
A
Koolstof (C)
4
Q
Welk element zullen in de grondtoestand de volgende elektronenconfiguratie hebben?
[Xe] 6s2 4f 7
A
Europium (Eu)
5
Q
Voor een elektron in een atoom wordt de kwantumtoestand gegeven door de set van vier kwantumgetallen: {n, l, ml , ms}. Geef voor de volgende sets aan of het een kwantumtoestand weergeeft of niet. Als de set niet voldoet als kwantumtoestand, geef dan aan waarom niet.
a {4, 2, –1, ½}
b {5, 0, –1, ½}
c {4, 4, –1, ½}
A
a toegestaan
b niet toegestaan want als l = 0, dan moet ml ook 0 zijn
c niet toegestaan want l kan niet even groot zijn als n.
6
Q
Rangschik de volgende deeltjes naar toenemende ionstraal: S2–, Cl–, P3–
A
Cl– < S2– < P3– want Cl heeft de hoogste kernlading. De Cl-kern zal dus de elektronenwolk het dichtst naar zich toe trekken, waardoor de straal kleiner wordt
7
Q
Geef de reactievergelijking voor de volgende vervalreactie
β+-verval van 85B
A
85B > 84Be + 01e
8
Q
Geef de reactievergelijking voor de volgende vervalreactie
β–-verval van 6328Ni
A
6328Ni > 6329Cu + 0-1e
9
Q
Geef de reactievergelijking voor de volgende vervalreactie:
α-verval van 18579Au
A
18579Au > 18177Ir + 42He
10
Q
Voorspel welk deeltje de grootste straal heeft:
Na of K
A
K, want K bevindt zich in een hogere periode dan Na
11
Q
Voorspel welk deeltje de grootste straal heeft:
Rb+ of Kr
A
Kr, want Kr heeft een lagere kernlading dan Rb
12
Q
Voorspel voor welk deeltje de grootste straal heeft:
Cl– of Ar
A
Cl–
13
Q
Voorspel voor welk deeltje de grootste straal heeft:
Cs of Cs+
A
Cs, want Cs heeft een ‘extra’ orbitaal nodig
14
Q
Welke straling komt vrij bij de volgende reactie:
128Sn tot 128Sb
A
β–-straling want: 12850Sn > 12851Sb + 0-1e
15
Q
Welke straling komt vrij bij de volgende reactie:
228Th tot 224Ra
A
α-straling want: 22890Th > 22488Ra + 42He
16
Q
Welke straling komt vrij bij de volgende reactie:
140La tot 140Ba
A
β+-straling want: 14057La > 14056Ba + 01e
17
Q
Noem de drie regels van Fajans.
A
Het covalente bindingskarakter neemt toe
a met afnemende straal en toenemende lading van het positieve ion;
b met toenemende lading en toenemende straal van het negatieve ion;
c voor positieve ionen die geen edelgasconfiguratie hebben, zoals overgangsmetalen, in vergelijking met andere positieve ionen, zoals alkali- en aardalkalimetalen.
18
Q
Teken de Lewisformules en bepaal de geometrie (met hoeken) van:
SCl2
A
SCl2: aantal valentie-elektronen: 6 + 14 = 20
Vier groepen om zwavel: een verstoorde tetraëder. De ClSCl-hoek is net als in H2O ongeveer 104°
19
Q
Teken de Lewisformules en bepaal de geometrie (met hoeken) van
WCl4
A
WCl4: aantal valentie-elektronen: 6 + 28 = 34 Vijf groepen om wolfraam: een trigonale bipiramide met het vrije elektronenpaar equatoriaal. De hoeken zijn daardoor iets kleiner dan 90° en 120°
20
Q
Teken de Lewisformules en bepaal de geometrie (met hoeken) van
NOCl
A
NOCl: aantal valentie-elektronen: 5 + 6 + 7 = 18 Drie groepen om stikstof: een vlakke driehoek. De ONCl-hoek is kleiner dan 120° als gevolg van de afstotende werking van het vrije elektronenpaar
21
Q
Teken de Lewisformules en bepaal de geometrie (met hoeken) van
ClO-2
A
ClO−2 : aantal valentie-elektronen 7 + 12 + 1 = 20 Vier groepen om chloor: een verstoorde tetraëder. De formele lading op zuurstof is 1–. De OClO-hoek is evenwel een stuk kleiner dan de tetraëderhoek, namelijk 105°, als gevolg van de afstotende werking van de vrije elektronenparen.
22
Q
Teken de Lewisformule van ozon (O3). Ga na of mesomerie kan optreden. Zo ja, geef de grensstructuren.
A
Zuurstof bevindt zich in de tweede periode van het periodiek systeem en moet volledig beantwoorden aan de octetregel. De laatste structuur is dus fout.
23
Q
CO is een neutraal ligand, CN– is een negatief geladen ion. Beide reageren via koolstof met het metaalatoom of ion. Teken de Lewisformules.
A
24
Q
Een weerballon is gevuld met heliumgas bij 20 °C en 1 atmosfeer. Het volume van de ballon is 250 L. Als de ballon is opgestegen naar een luchtlaag waar de temperatuur –30 °C is, is het volume toegenomen tot 800 L. Bereken de luchtdruk in die luchtlaag.
A
25
We hebben argon van 600 atmosfeer en 100 K.
Welke fasen zijn bij deze omstandigheden aanwezig
Uit het fasediagram blijkt dat 100 K, 600 atmosfeer op de smeltlijn ligt. Argon is dus zowel in de vaste als in de vloeibare fase aanwezig.
26
We hebben argon van 600 atmosfeer en 100 K
Wat gebeurt er als de argon wordt verhit (de druk blijft gelijk)?
De argon zal bij een toename van de temperatuur bij constante druk helemaal vloeibaar worden.
27
We hebben argon van 600 atmosfeer en 100 K
Beschrijf een procedure om alle argon in gas om te zetten zonder de temperatuur te veranderen.
Om alle argon gasvormig te maken bij dezelfde temperatuur moet de druk worden verlaagd tot beneden de dampdruklijn.
28
Leg uit welke twee soorten legeringen er zijn. Geef van elke soort een paar voorbeelden.
Er zijn twee soorten legeringen:
– de substitionele legering: hierin is een deel van de metaalatomen in het rooster vervangen door atomen van een ander metaal. Een voorbeeld van een dergelijke legering is brons, een mengsel van koper en tin (zie BINAS, tabel 9);
– de interstitiële legering: hierin is het metaal gemengd met een stof waarvan de deeltjes zo klein zijn, dat ze in de ruimtes tussen de metaalatomen passen. Een voorbeeld hiervan is staal, waarbij de koolstofatomen tussen de ijzeratomen gaan zitten.
29
IJzer kristalliseert uit in een bcc-structuur. De ionstraal van ijzer in deze structuur is 124 pm.
Leg uit hoeveel ionen ijzer er per eenheidscel zijn.
In de bcc-structuur bevinden zich in de eenheidscel in totaal 2 roosterpunten, dus 2 ijzerionen (namelijk 8 × 1/8 (de hoekpunten) + 1(in het midden van de kubus)).
30
IJzer kristalliseert uit in een bcc-structuur. De ionstraal van ijzer in deze structuur is 124 pm.
Wat is het coördinatiegetal van ijzer in deze structuur?
De omringing in de bcc-structuur is 8. Elke bol in de bcc-structuur wordt door 8 andere omringd. Het coördinatiegetal is dus 8.
31
IJzer kristalliseert uit in een bcc-structuur. De ionstraal van ijzer in deze structuur is 124 pm.
Bereken de lengte van de zijde van de eenheidscel.
Voor de bcc-eenheidscel geldt: 3a2 = (4r)2 (zie paragraaf 5.2).
Hieruit volgt: a = 4r /√3
Invullen levert: a = 286 pm
32
Wat voor soort stoffen zijn de volgende vier stoffen?
BaCl2, SiC, Co en CO
BaCl2 is een zout, SiC een netwerkstof, Co een metaal en CO een moleculaire stof.
33
BaCl2, SiC, Co en CO
Bariumchloride heeft een smeltpunt van 963 °C en Co smelt bij 1495 °C.
Rangschik de vier stoffen uit onderdeel a naar toenemend smeltpunt.
CO \< BaCl2 \< Co \< SiC
34
Bereken in welk rooster de volgende zouten zullen uitkristalliseren:
AgCl
Beide zouten kristalliseren uit in een natriumchloridestructuur. Gebruik om dit te berekenen tabel 40A van BINAS en zoek de ionstralen op.
Bereken dan de straalverhouding.
AgCl 126/181 = 0,70
35
Bereken in welk rooster de volgende zouten zullen uitkristalliseren:
LiH
Beide zouten kristalliseren uit in een natriumchloridestructuur. Gebruik om dit te berekenen tabel 40A van BINAS en zoek de ionstralen op.
Bereken dan de straalverhouding.
LiH 68/154 = 0,44.
36
In onderstaand figuur staat een eenvoudig (behang)patroon
Leg uit of er in dit patroon sprake is van een translatierooster.
Zijn er symmetrie-elementen?
Er is sprake van een translatierooster omdat een motiefje (een groepje van drie visjes) steeds regelmatig wordt herhaald. Het patroon is opgebouwd door het motiefje steeds over een bepaalde afstand te verschuiven (te transleren) in twee richtingen.
Er zijn geen symmetrie-elementen in het patroon te vinden.
37
In onderstaand figuur staat een eenvoudig (behang)patroon
Teken een mogelijke eenheidscel.
De eenheidscel kunnen we op verschillende manieren tekenen. In ieder geval moet er in de eenheidscel één heel motiefje voorkomen. De eenheidscel is primitief (er komt geen extra roosterpunt in voor).
38
In de volgende figuur ziet u het behangpatroon ‘Franse lelie’.
Leg uit waarom dit een translatierooster is (aangenomen dat het patroon in het platte vlak oneindig wordt uitgebreid).
Ook bij de ‘Franse lelie’ is sprake van een zich herhalend motiefje. Let hierbij wel op wat het motiefje eigenlijk is! Omdat de ene lelie ingekleurd is en de andere niet, is het motiefje groter dan één lelie. Als we goed kijken is het steeds een blokje van vier lelies, waaruit het patroon is opgebouwd. Door dit blokje steeds naar twee richtingen te verschuiven wordt het patroon gevormd. Een translatierooster dus.
39
Geef de symmetrie-elementen aan in dit patroon.
Teken de eenheidscel. Is de eenheidscel primitief of gecenterd? Leg uit.
Er zijn verticale spiegel- en glijspiegellijnen te zien in het patroon. c De eenheidscel zal nu gekozen worden evenwijdig aan de verticale (glij)spiegelelementen. Ingetekend zijn twee mogelijkheden: de eerste is zo klein mogelijk (en levert een primitieve eenheidscel op, er komt geen extra roosterpunt in voor) en de tweede is rechthoekig (de eenheidscel evenwijdig en loodrecht op de aanwezige spiegelelementen). De tweede eenheidscel is gecenterd; er zit een extra roosterpunt in de eenheidscel). Voor beide keuzen is iets te zeggen.
40
Geef de symmetrie-elementen aan in dit patroon.
Teken de eenheidscel.
Is de eenheidscel primitief of gecenterd? Leg uit.
Het patroon ‘Bloem’ heeft horizontale en verticale spiegellijnen, die loodrecht op elkaar staan. Op de snijpunten van deze spiegellijnen bevinden zich 4-tallige draaipunten. Er zijn ook nog vele 2-tallig draaipunten.
Er zijn meer manieren om een eenheidscel te tekenen, maar de zijden van de eenheidscel moeten in ieder geval evenwijdig zijn aan de spiegellijnen. Voor de hand ligt één ‘tegel’ als eenheidscel te nemen.
De eenheidscel is primitief.
41
Geef de symmetrie-elementen aan in dit patroon.
Teken de eenheidscel.
Is de eenheidscel primitief of gecenterd? Leg uit.
Zowel horizontaal als verticaal spiegel- en glijspiegellijnen. Op de snijpunten 4-tallige draaipunten. Er zijn ook 2-tallige draaipunten.
Zijden van de eenheidscel zijn evenwijdig aan de (glij)spiegellijnen.
Eenheidscel is gecenterd.
42
Geef de symmetrie-elementen aan in dit patroon.
Teken de eenheidscel.
Is de eenheidscel primitief of gecenterd? Leg uit.
Zowel horizontaal als verticaal spiegel- en glijspiegellijnen. Op de snijpunten 4-tallige draaipunten. Er zijn ook 2-tallige draaipunten.
Zijden van de eenheidscel zijn evenwijdig aan de (glij)spiegellijnen.
Eenheidscel is gecenterd.
43
Wat verstaan we onder een ‘effectieve botsing’?
Een botsing tussen twee deeltjes die tot reactie leidt.
44
Leg uit hoe het komt dat chemische reacties zo gevoelig zijn voor temperatuurveranderingen.
Als de temperatuur toeneemt, neemt de snelheid en de kinetische energie van de deeltjes toe. Dit heeft twee gevolgen:
1 de deeltjes botsen vaker, dus meer kans op reactie;
2 de botsingen zijn krachtiger, dus een groter percentage van de deeltjes heeft voldoende energie om te kunnen reageren.
45
46
Bereken de gemiddelde reactiesnelheid van de ontleding van N2O5 in het eerste tijdsinterval in beide proeven.
47
Bereken de gemiddelde reactiesnelheden in de vier tijdsintervallen (0-4000 s, 4000-8000 s, enz.) bij 308 K. Zet deze uit in een diagram als functie van de tijd.
48
Wat is een katalysator?
Een stof die een reactie versnelt en daarbij niet wordt verbruikt: de katalysator wordt weer teruggevormd.
49
Leg uit wat de werking is van een katalysator bij een chemische reactie
Met katalysator verloopt de reactie via een ander mechanisme (op een andere manier) dan zonder katalysator. De activeringsenergie met katalysator is lager dan zonder, dus hebben bij een gegeven temperatuur meer deeltjes voldoende energie bij botsingen om te kunnen reageren. Daardoor loopt de reactie sneller
50
Beïnvloedt een katalysator de snelheid van de moleculen?
Nee. De kinetische energie en daarmee de gemiddelde snelheid van de moleculen wordt alleen bepaald door de temperatuur.
51
Levert een katalysator energie?
Nee. De katalysator is na de reactie onveranderd. Als hij energie zou hebben geleverd, zou hij na de reactie of kouder moeten zijn, of een andere chemische gedaante moeten hebben. Een batterij bijvoorbeeld heeft na stroomlevering een andere chemische samenstelling dan ervoor.
52
Noem een voorbeeld van een katalytische reactie in je lichaam en in het milieu.
In je lichaam verloopt de verbranding van glucose bij 37 oC. Zonder katalysator brandt glucose pas bij een paar honderd graden en treden er vuurverschijnselen op. Glucose is onbeperkt houdbaar in lucht bij 37 oC. In het milieu katalyseren de ionen in zout water het roesten van ijzer.
53
In een vat heeft zich het volgende evenwicht ingesteld:
De reactie naar rechts is exotherm. Formuleer de evenwichtsvoorwaarde
54
Wat gebeurt er met de ligging van het evenwicht als we de volgende veranderingen in het systeem aanbrengen (de overige condities houden we steeds constant):
1 fosfortrichloride (PCl3) toevoegen
2 de temperatuur verhogen
3 het gasmengsel samenpersen
4 het volume van het reactievat vergroten
5 argon bij constant volume toevoegen
6 een katalysator toevoegen
Het principe van Le Chatelier passen we toe:
1 Die reactie zal optreden die de toegevoegde PCl3 omzet in PCl5: het evenwicht verschuift naar rechts.
2 Bij verhoging van de temperatuur verschuift een evenwicht naar de endotherme kant, dat is in dit geval de reactie naar links.
3 Bij samenpersen (volumeverkleining) verschuift een evenwicht zodanig dat er in de nieuwe evenwichtstoestand minder moleculen zijn. We zeggen: het evenwicht verschuift naar de kant van de minste deeltjes. In dit geval zal de reactie naar rechts tijdelijk de overhand krijgen: uit twee moleculen ontstaat één molecuul.
4 Bij vergroten van het volume gebeurt het omgekeerde als bij verkleinen (samenpersen): het evenwicht verschuift naar links.
5 Geen invloed op het evenwicht. Argon is een edelgas en reageert nergens mee. Het volume blijft constant, dus de concentraties veranderen niet.
6 Geen invloed op het evenwicht. Een katalysator versnelt heen- en teruggaande reactie in gelijke mate. Het evenwicht stelt zich sneller in, maar de verhoudingen van de hoeveelheden van de drie stoffen in de evenwichtstoestand zijn hetzelfde als wanneer geen katalysator aanwezig was.
55
Uit deze meting en de beginhoeveelheden kunnen we de evenwichtsconcentraties berekenen. In het vat is 0,20 mol NH3 ontstaan; er is dus N2 en H2 verdwenen. Deze verdwenen hoeveelheden berekenen we met de bovenstaande stoichiometrische vergelijking:
n(N2) = 1/2 × n(NH3) = 1/2 × 0,20 = 0,10 mol
n(H2) = 3/2 × n(NH3) = 3/2 × 0,20 = 0,30 mol
56
Wat verstaan we onder de oplosbaarheid *s* van een zout in water?
De oplosbaarheid s is de maximale hoeveelheid zout die per liter water bij een bepaalde temperatuur kan oplossen. De oplosbaarheid is dus gelijk aan de molariteit van het zout in de verzadigde oplossing, als er evenwicht is tussen het vaste zout en de ionen in oplossing: *s* = *c*verz mol L–1
57
Bereken het oplosbaarheidsproduct van lood(II)chloride (PbCl2).
De oplosbaarheid van PbCl2 bij 298 K is: s = 1,6 × 10–2 mol L–1.
58
Leg uit waarom regen van nature al enigszins zuur is.
Regen is van nature al enigszins zuur doordat CO2 uit de lucht in regenwater oplost en daar het zwakke koolzuur vormt:
59
Het oplossen van CO2(g) in regenwater is een evenwichtsproces, mits geen andere reacties van het gas in water plaatsvinden:
(Bij evenwicht is de concentratie van een matig of slecht oplosbaar gas in een oplossing evenredig aan de partiële dampdruk p van dat gas.) Bereken de concentratie CO2(aq) in natuurlijk regenwater van 25 °C als gegeven is dat de evenwichtsconstante voor dit proces 0,04 mol L–1 atm–1 is en de partiële dampdruk van CO2 in de atmosfeer 360 ppmv, dat is 3,6 × 10–4 atm, bedraagt.
60
Bereken met het antwoord uit de vorige vraag de pH van natuurlijk regenwater als gegeven is dat Kz(CO2 + H2O) = 4,5 × 10–7
61
De afgelopen jaren bevatte het regenwater dat in ons land viel gemiddeld 8 × 10–5 mol H3O+ per liter. Bereken de pH van dit regenwater.
pH = –log (8 × 10–5) = 4,1
62
Hoewel CO2 in veel hogere concentraties in de atmosfeer voorkomt dan SO2, draagt SO2 meer bij aan de zuurgraad van regen. Bedenk hiervoor een verklaring.
SO2 draagt meer bij aan de zuurgraad van regen. Ten eerste omdat SO2 aanzienlijk beter oplost in water dan CO2 (zie BINAS-tabel 44). De evenwichtsconstante voor het oplossen van SO2 in regenwater zal veel groter zijn dan die voor het oplossen van CO2 in water. Ten tweede omdat de Kz(SO2 + H2O) = 1,4 × 10–2 veel groter is dan de Kz(CO2 + H2O) = 4,5 × 10–7 (zie BINAS-tabel 49). Bij gelijke molariteit bevat een oplossing van SO2 in water veel meer H3O+-ionen dan een oplossing van CO2 in water.
63
Wat zijn voor de verzuring van het milieu de belangrijkste primair geëmitteerde gassen?
De belangrijkste primair geëmitteerde gassen zijn zwaveldioxide (SO2), stikstofoxiden (NO en NO2, tezamen aangeduid als NOx) en ammoniak (NH3).
64
Onder zure regen verstaan we de totale depositie van bestanddelen die de bodem en het oppervlaktewater direct of indirect verzuren. Verzurende depositie bestaat uit verschillende stoffen. De totale belasting drukken we uit in potentieel zuur.
Waarom gebruikt men het begrip potentieel zuur?
Het begrip potentieel zuur gebruikt men omdat NH3 een potentieel verzurende stof is. Ammoniak speelt in het milieu een dubbelrol.
Enerzijds is ammoniakgas basisch en kan het in de lucht de zure componenten, zwavelzuur en salpeterzuur, die bijdragen aan de zure depositie, neutraliseren. Hierbij ontstaan ammoniumzouten. Anderzijds worden ammoniak en ammonium, eenmaal neergeslagen in de bodem, door bacteriën omgezet in salpeterzuur, dat juist weer bijdraagt aan de verzuring.
65
Zure depositie heeft in gebieden met een kalkhoudende (CaCO3) bodem relatief weinig invloed op de pH van het grondwater. In publicaties komen we in dit verband vaak het begrip bufferende werking van de bodem tegen. Leg met behulp van een reactievergelijking uit wat men hiermee bedoelt.
De bufferende werking is zoiets als de neutraliserende werking van de bodem: de mogelijkheid om een (kleine) hoeveelheid zuur te neutraliseren. De H3O+-ionen worden geneutraliseerd door het kalksteen. De grond wordt hierdoor niet noemenswaardig zuurder, ook al schommelt de aangevoerde hoeveelheid zure stoffen nogal. Kalksteen heeft hier de functie van buffer. De vergelijking voor de reactie tussen kalksteen en oxoniumionen luidt
66
Leg uit dat aluminiumionen in water een bijdrage kunnen leveren aan de zuurgraad van water.
Al3+ is een sterk Lewis-zuur, dat na hydratatie als protonzuur kan optreden en zo een bijdrage kan leveren aan de zuurgraad van water.
Dus hoe meer aluminiumionen er vrij komen, hoe problematischer het wordt.
67
De waarde van Kw neemt toe bij toenemende temperatuur.
Wat volgt hieruit voor het energie-effect van de autoprotolyse van water?
Als Kw toeneemt bij hogere T nemen [H3O+] en [OH–] toe. Steeds blijft gelden [H3O+] = [OH–]. Het waterevenwicht verschuift dus bij hogere temperatuur naar de kant van de ionen. Bij temperatuurverhoging verschuift een evenwicht naar de endotherme kant. De reactie naar rechts, de auto-ionisatie, is dus endotherm.
68
Leg uit of de pH van kokend water hoger of lager is dan die van water bij 298 K.
In kokend water is [H3O+] hoger dan bij 298 K, dus de pH is lager. De oplossing is nog steeds neutraal, want ook [OH–] is hoger: [H3O+] = [OH–].
69
Wat bedoelen we met ‘ijzerhoudend’ water?
Water dat ijzerionen bevat.
70
Leg uit hoe het komt dat ijzerhoudend water altijd zuur is.
IJzerionen zijn een voorbeeld van een positief geladen Lewiszuur. In water ontstaat een gehydrateerd metaalion. Gehydrateerde ijzerionen, gedragen zich als zuur (zie BINAS-tabel 49)
71
Bereken de pH van 0,020 M zoutzuur
HCl is een sterk eenwaardig zuur:
HCl(g) + H2O(l) ► H3O+ + Cl-(aq)
De [H3O+] is dus gelijk aan de molariteit van het zuur: [H3O+] = 0,020 mol L–1 pH = –log 0,020 = 1,70.
72
Ozon (O3) is bij kamertemperatuur een blauw gas met een kenmerkende geur (kookpunt: –112 oC). Het ontstaat in de hoge luchtlagen onder invloed van UV-straling.
Geef de reactievergelijking van de vorming van ozon uit zuurstof.
3 O2 → 2 O3
73
Leg uit of dit een redoxreactie is.
Ozon in lucht kan worden aangetoond met een kaliumjodide-oplossing. Als je ozonhoudende lucht door een kaliumjodideoplossing laat borrelen, wordt een geelbruine kleur zichtbaar. Met stijfsel (zetmeel) is de reactie gevoeliger, omdat al bij zeer lage joodconcentraties een blauwe kleur ontstaat van een jood-zetmeelcomplex
Het is geen redoxreactie, want er veranderen geen oxidatiegetallen. Het oxidatiegetal van zuurstof is nul in beide molecuulsoorten.
74
Wat wordt bedoeld met verschillende geladen versies?
Deeltjes waarin V met verschillende oxidatiegetallen voorkomt.
75
Ga na of de volgende reacties redoxreacties zijn. Zo ja, geef de oxidator en de reductor aan.
MgO + CO2 → MgCO3
Mg2+, O2–, C4+
De oxidatiegetallen blijven gelijk: geen redoxreactie
76
Ga na of de volgende reacties redoxreacties zijn. Zo ja, geef de oxidator en de reductor aan.
SO2 + 2 H2S → 3 S + 2 H2O
Zwavel is na de reactie in elementaire vorm, ervoor niet, dus is het een redoxreactie.
In SO2: S4+ + 4 e‒ → S0 ⇒ S is OX
In H2S: S2‒ → S0 + 2 e‒ ⇒ S is RED
77
Ga na of de volgende reacties redoxreacties zijn. Zo ja, geef de oxidator en de reductor aan.
2 H2O2 → 2 H2O + O2
Zuurstof is na de reactie in elementaire vorm, ervoor niet, dus is het een redoxreactie. Van de O-atomen in H2O2 gaat de helft van 1– naar 0, de andere helft van 1– naar 2–. Een deel is dus oxidator en het andere deel reductor.
78
Beredeneer of de volgende deeltjes als oxidator of reductor kunnen reageren. Geef de formule van het geconjugeerde deeltje. Zijn er ook deeltjes bij die beide functies kunnen hebben?
O2
O2 neemt alleen elektronen op ⇒ oxidator; geconjugeerde reductor: O2– (O2 kan alleen in reactie met fluor elektronen afstaan, dit komt vrijwel niet voor).
79
Beredeneer of de volgende deeltjes als oxidator of reductor kunnen reageren. Geef de formule van het geconjugeerde deeltje. Zijn er ook deeltjes bij die beide functies kunnen hebben?
Sn2+
Sn2+ kan zowel elektronen afstaan ⇒ reductor; geconjugeerde oxidator: Sn4+ als elektronen opnemen ⇒ oxidator; geconjugeerde reductor: Sn
80
Beredeneer of de volgende deeltjes als oxidator of reductor kunnen reageren. Geef de formule van het geconjugeerde deeltje. Zijn er ook deeltjes bij die beide functies kunnen hebben?
Br-
Br– kan alleen elektronen afstaan ⇒ reductor; geconjugeerde oxidator: Br2
81
Bereken de arbeid tegen atmosferische druk (de standaarddruk) als een stof 1 cm3 uitzet (1 atm = 1,0 × 105 N m–2).
*ΔV = V2 – V1* = 1 cm3 = 10–6 m3 w = –pΔV = –1,0 × 105 × 10–6 = –0,1 J
Er wordt arbeid door het system verricht (expansie).
82
In een warmtemeter wordt 0,15 mol van stof A ontleed. De warmtemeter bevat 100 g water; de warmtecapaciteit van de warmtemeter is C = 6,7 J K–1. De temperatuur van het water stijgt met 11,2 °C.
Bereken met deze gegevens de ontledingsenthalpie van stof A
q = m × c × ΔT + Cwarmtemeter × ΔT.
q = 0,100 kg × 4,18 ×103 J kg–1 K–1 × 11,2 K + 6,7 J K–1 × 11,2 K = 4,75 kJ.
ΔHontleding = –q/n = –4,75 kJ/0,15 mol = –31,7.. = –32 kJ mol–1.
De reactie is exotherm (temperatuur stijgt), dus het systeem verliest warmte voordat het in de eindtoestand verkeert (298 K, p0). De enthalpieverandering is dus een negatief getal.
83
Leg uit hoe de entropie verandert in een systeem als daarin een van de volgende reacties optreedt:
CaO(s) + CO2(g) → CaCO2(s)
Een vaste fase + een gasfase reageren tot één vaste fase. Het aantal realiseringsmogelijkheden voor de deeltjes neemt af. In de begintoestand kunnen de CO2-moleculen vrij bewegen door de ruimte en kunnen zich in alle standen ten opzichte van de calcium- en oxide-ionen bevinden. Na de reactie zijn de CO2-moleculen in een vast rooster gebonden tot carbonaationen. De entropie van het systeem neemt af.
84
Leg uit hoe de entropie verandert in een systeem als daarin een van de volgende reacties optreedt:
CO2(g) + C(s) → 2 CO(g)
In deze reactie verdubbelt het aantal moleculen in de gasfase. De vaste fase verdwijnt. In het grafietkristal zijn de koolstofatomen geordend en hebben een vaste plaats. Na de reactie zitten deze C-atomen in CO-moleculen die zich onbelemmerd door de ruimte kunnen bewegen. Er zijn meer realiseringsmogelijkheden, dus de entropie van het systeem neemt toe.
85
Leg uit hoe de entropie verandert in een systeem als daarin een van de volgende reacties optreedt:
I2(g) → 2 I(g)
Bij de dissociatie van de joodmoleculen neemt het aantal deeltjes in de gasfase toe. Er zijn meer realiseringsmogelijkheden, dus de entropie van het systeem neemt toe.
86
Leg uit hoe de entropie verandert in een systeem als daarin een van de volgende reacties optreedt:
NH3(g) + HCl(g) → NH4Cl(s)
Twee gassen reageren tot een vaste stof. Het aantal realiseringsmogelijkheden neemt af. De entropie van het systeem neemt af.
87
Leg uit hoe de entropie verandert in een systeem als daarin een van de volgende reacties optreedt:
Ba 2+(aq) + SO42- (aq) → BaSO4 (s )
In de oplossing kunnen de ionen zich onafhankelijk van elkaar verplaatsen, in het kristal (vaste fase) niet. Het aantal realiseringsmogelijkheden neemt af. De entropie van het systeem neemt af.
88
Leg uit hoe het komt dat de meeste endotherme reacties wel bij hoge temperatuur kunnen verlopen, maar niet bij standaardtemperatuur.
Dat volgt uit de formule ΔG = ΔH – TΔS. Als ΔH \> 0 (endotherme reactie) en ΔS \> 0, kan ΔG bij voldoende hoge T negatief worden, zodat de reactie kan verlopen. Bij standaardtemperatuur kan ΔG \> 0 zijn.
89
Wat kun je zeggen over de reactie-entropie van de heengaande reactie?
ICl3(s) ⇔ ICl(l) + Cl2 (g)
Het aantal moleculen neemt toe en er ontstaat een gas. De entropie neemt toe bij de heengaande reactie, ΔS \> 0.
90
Wat kun je zeggen over de reactie-entropie van de heengaande reactie?
N2O4 (g) ⇔ 2 NO2 (g)
Het aantal moleculen neemt toe bij de heengaande reactie, ΔS \> 0.
91
Wat kun je zeggen over de reactie-entropie van de heengaande reactie?
H2O (l) ⇔ H2O (g)
Een vloeibare fase gaat over in een gasvormige, ΔS \> 0.
