Grootheden en relaties bij chemische processen
Bij een chemisch proces reken je met massa, chemische hoeveelheid en verhoudingen tussen stoffen. Dit onderwerp komt steeds terug in het centraal examen, dus het is belangrijk dat je de stappen in vaste volgorde kunt zetten.
Bij bijna elke rekenvraag over een proces begin je met de reactievergelijking. Daaruit haal je de molverhouding. De coëfficiënten vertellen hoeveel mol van de ene stof hoort bij een bepaalde hoeveelheid van een andere stof.
Met grammen reken je via de molaire massa. Je zet grammen om in mol, gebruikt daarna de molverhouding en zet het resultaat eventueel weer om in grammen. De molaire massa haal je uit Binas.
Soms is één van de beginstoffen eerder op dan de andere. De stof die eerst opraakt is de ondermaat. De stof die overblijft is de overmaat. Het product dat ontstaat, berekenje altijd met de ondermaat. Dat is de enige stof die de hoeveelheid product bepaalt.
Het rendement laat zien welk deel van de theoretische opbrengst je in de praktijk haalt. Je rekent het uit met de werkelijke opbrengst gedeeld door de theoretische opbrengst. Als je een percentage wilt, vermenigvuldig je dat getal met 100.
Let ook op de eenheden. Staat de snelheid in mol per seconde, dan zet je een tijd in minuten eerst om in seconden.
Onthoud
Gebruik de coëfficiënten uit de reactievergelijking als molverhouding.
Zet grammen eerst om in mol met de molaire massa uit Binas.
De ondermaat bepaalt hoeveel product er maximaal ontstaat.
Het rendement is de werkelijke opbrengst gedeeld door de theoretische opbrengst.
Zet de tijd om in seconden als de snelheid in mol per seconde gevraagd wordt.
Voorbeeld uit een echt examen
ex1
Bereken de gemiddelde snelheid waarmee lithium-ionen vanuit de zwarte massa in het filtraat terechtkomen. Het antwoord geef je in mol per seconde met het juiste aantal significante cijfers.
- 1
In de zwarte massa zit 3,4 massaprocent lithium. Van 1,25 gram is dat 1,25 × 3,4/100 = 4,25·10⁻² gram.
Veelgemaakte fouten
Veel leerlingen vergeten het rendement toe te passen. Reken eerst de hoeveelheid lithium uit en pas daarna het rendement toe.
Gram en mol worden vaak door elkaar gehaald. Zet grammen eerst om in mol met de molaire massa voordat je de molverhouding gebruikt.
Een tijd in minuten blijft soms staan. Reken met seconden als de snelheid in mol per seconde is.
Snel checken
In een reactie is de molverhouding tussen stof A en stof B gelijk aan 2 : 3. Hoeveel mol stof B reageert met 4,0 mol stof A?
Voor de reactie A + 2 B → AB2 mengt men 3,0 mol A met 2,0 mol B. Welke stof is de ondermaat en hoeveel mol AB2 ontstaat er?