Werkzitting 1: Grondslagen van de chemie

1. Werkzitting 1:
Rekenen met concentraties
Prof. Dr. Stijn Van Cleuvenbergen
Melina Ghesquière
Arne Sinnesael
Charlotte Dekimpe
~ Theorie: Hoofdstuk I
Elementaire begrippen

2. • Voorbereiding online
• Geen contactmoment
• Vragen mogelijk via discussieforum werkzitting 1
• Bij problemen kan je ons bereiken via:
• Arne.sinnesael@kuleuven.be
• Charlotte.dekimpe@kuleuven.be
Werkvorm WZ1

3. Theorie: Mol en molaire massa
Een mol van een zuivere stof bevat evenveel deeltjes als atomen in
12g 6
12
C. Dit getal werd experimenteel bepaald als 6,022× 1023 en is
ook wel gekend als het getal van Avogadro (NA)

4. Theorie: Mol en molaire massa
Praktisch: 1 mol van een stof is het aantal gram gelijk aan de relatieve atoom- of molecuulmassa van
die stof.

5. Theorie: Mol en molaire massa
Praktisch: 1 mol van een stof is het aantal gram gelijk aan de relatieve atoom- of molecuulmassa van
die stof.
M =
m
n
M = moleculaire massa  eenheid is g/mol
n = aantal mol
m = massa

6. Theorie: Mol en molaire massa
Praktisch: 1 mol van een stof is het aantal gram gelijk aan de relatieve atoom- of molecuulmassa van
die stof.
M =
m
n
M = moleculaire massa  eenheid is g/mol
n = aantal mol
m = massa
Bij vloeistoffen en vaste stoffen werkt men met massa, maar bij gassen wordt meer gewerkt met volumes

7. Theorie: Mol en molaire massa
Wat is het volume van 1 mol gas in standaardomstandigheden? (zie ideale gaswet)

8. Theorie: Mol en molaire massa
Wat is het volume van 1 mol gas in standaardomstandigheden? (zie ideale gaswet)
pV = nRT
p = druk (1 atm)
n = aantal mol
V = volume
T = Temperatuur in Kelvin (0°C = 273 K)
R = 0,082
L atm
mol K

9. Theorie: Mol en molaire massa
Wat is het volume van 1 mol gas in standaardomstandigheden? (zie ideale gaswet)
pV = nRT
p = druk (1 atm)
n = aantal mol
V = volume
T = Temperatuur in Kelvin (0°C = 273 K)
R = 0,082
L atm
mol K
Het volume van 1 mol van een zuivere stof bij 1 atmosfeer en 0°C bedraagt 22,4 L.

10. Theorie: Mol en molaire massa
De concentratie van de opgeloste stof is de hoeveelheid opgeloste
stof aanwezig per volume-eenheid van het mengsel (oplosmiddel +
opgeloste stof). Deze concentratie kan uitgedrukt worden op
meerdere manieren.

11. Theorie: Concentratie
Belangrijk:

12. Theorie: Concentratie
Belangrijk:
1. Het meest gebruikte solvent is water. Hiervan kan je uitgaan als de solvent niet vermeld wordt.

13. Theorie: Concentratie
Belangrijk:
1. Het meest gebruikte solvent is water. Hiervan kan je uitgaan als de solvent niet vermeld wordt.
2. De opgeloste stof is de belangrijkste component die de chemische eigenschappen van de
oplossing bepaald zoals het kookpunt.

14. Theorie: Concentratie
Belangrijk:
1. Het meest gebruikte solvent is water. Hiervan kan je uitgaan als de solvent niet vermeld wordt.
2. De opgeloste stof is de belangrijkste component die de chemische eigenschappen van de
oplossing bepaald zoals het kookpunt.
Bv. Een waterige oplossing van ethanol kookt aan 70 °C.

15. Theorie: Concentratie
Belangrijk:
1. Het meest gebruikte solvent is water. Hiervan kan je uitgaan als de solvent niet vermeld wordt.
2. De opgeloste stof is de belangrijkste component die de chemische eigenschappen van de
oplossing bepaald zoals het kookpunt.
Bv. Een waterige oplossing van ethanol kookt aan 70 °C.
3. Niet alleen wat, maar ook de concentratie aanwezig is bepalend voor de chemische
eigenschappen van de oplossing

16. Theorie: Concentratie
Belangrijk:
1. Het meest gebruikte solvent is water. Hiervan kan je uitgaan als de solvent niet vermeld wordt.
2. De opgeloste stof is de belangrijkste component die de chemische eigenschappen van de
oplossing bepaald zoals het kookpunt.
Bv. Een waterige oplossing van ethanol kookt aan 70 °C.
3. Niet alleen wat, maar ook de concentratie aanwezig is bepalend voor de chemische
eigenschappen van de oplossing
Bv. Een waterige oplossing van NaCl (60g in 1 L water) kookt aan 100,5 °C.
Hoe meer zout, hoe hoger de kooktemperatuur.

17. Theorie: Concentratiegrootheden
De Molaire concentratie of de Molariteit (M of [ ]) van een
oplossing is gelijk aan het aantal mol opgeloste stof per liter
oplossing.

18. Theorie: Concentratiegrootheden
De Molaire concentratie of de Molariteit (M of [ ]) van een
oplossing is gelijk aan het aantal mol opgeloste stof per liter
oplossing.
c =
n
V
c = moleculaire concentratie  eenheid is mol/l
n = mol
v = volume oplossing
Bv. 0,1M waterige oplossing van NaCl is een oplossing waar 0,1 mol NaCl opgelost is in 1 liter water.

19. Theorie: Concentratiegrootheden
De Molaliteit (m) van een oplossing is gelijk aan het aantal mol
opgeloste stof per kilogram oplosmiddel.

20. Theorie: Concentratiegrootheden
De Molaliteit (m) van een oplossing is gelijk aan het aantal mol
opgeloste stof per kilogram oplosmiddel.
𝑚𝑚 =
n
m
m = moleculaire concentratie  eenheid is mol/kg
n = aantal mol
m = massa oplosmiddel

21. Theorie: Concentratiegrootheden
De Molfractie van een bestanddeel i (χi) van een oplossing is gelijk aan
de verhouding van het aantal mol van dit bestanddeel (ni) tot de som van
het aantal mol (n) van alle bestanddelen aanwezig in het mengsel.

22. Theorie: Concentratiegrootheden
De Molfractie van een bestanddeel i (χi) van een oplossing is gelijk aan
de verhouding van het aantal mol van dit bestanddeel (ni) tot de som van
het aantal mol (n) van alle bestanddelen aanwezig in het mengsel.
Stel een mengsel van A en B
χa =
na
na+nb
& χb =
nb
na+nb
χa = moleculaire fractie van bestanddeel a  dimensieloos
na = aantal mol van bestanddeel a in het mengsel
nb = aantal mol van bestanddeel b in het mengsel

23. Theorie: Concentratiegrootheden
De Molfractie van een bestanddeel i (χi) van een oplossing is gelijk aan
de verhouding van het aantal mol van dit bestanddeel (ni) tot de som van
het aantal mol (n) van alle bestanddelen aanwezig in het mengsel.
Stel een mengsel van A en B
χa =
na
na+nb
& χb =
nb
na+nb
χa = moleculaire fractie van bestanddeel a  dimensieloos
na = aantal mol van bestanddeel a in het mengsel
nb = aantal mol van bestanddeel b in het mengsel
χa + χb = 1

24. Theorie: Concentratiegrootheden
De Massafractie van een bestanddeel i (Υi) van een oplossing is
gelijk aan de verhouding van de massa van dit bestanddeel (mi) tot
de totale massa (m) van alle bestanddelen aanwezig in het mengsel.

25. Theorie: Concentratiegrootheden
De Massafractie van een bestanddeel i (Υi) van een oplossing is
gelijk aan de verhouding van de massa van dit bestanddeel (mi) tot
de totale massa (m) van alle bestanddelen aanwezig in het mengsel.
Stel een mengsel van A en B
Υa =
ma
ma+mb
& Υb =
mb
ma+mb
Υa = massafractie van bestanddeel a  dimensieloos
ma = massa van bestanddeel a in het mengsel
mb = massa van bestanddeel b in het mengsel

26. Theorie: Concentratiegrootheden
De Massafractie van een bestanddeel i (Υi) van een oplossing is
gelijk aan de verhouding van de massa van dit bestanddeel (mi) tot
de totale massa (m) van alle bestanddelen aanwezig in het mengsel.
Stel een mengsel van A en B
Υa =
ma
ma+mb
& Υb =
mb
ma+mb
Υa = massafractie van bestanddeel a  dimensieloos
ma = massa van bestanddeel a in het mengsel
mb = massa van bestanddeel b in het mengsel
Υa + Υb=1

27. Theorie: Concentratiegrootheden
Het massaprocent (m%) van een bestanddeel in een oplossing is
gelijk aan de massafractie van dit bestanddeel vermenigvuldigd met
100.

28. Theorie: Concentratiegrootheden
Het massaprocent (m%) van een bestanddeel in een oplossing is
gelijk aan de massafractie van dit bestanddeel vermenigvuldigd met
100.
Stel een mengsel van A en B
m%a =
ma
ma+mb
x 100 % & m%b =
mb
ma+mb
x 100 %
m%a of % = massaprocent van bestanddeel a  dimensieloos
ma = massa van bestanddeel a in het mengsel
mb = massa van bestanddeel b in het mengsel

29. Theorie: Concentratiegrootheden
Het massaprocent (m%) van een bestanddeel in een oplossing is
gelijk aan de massafractie van dit bestanddeel vermenigvuldigd met
100.
Stel een mengsel van A en B
m%a =
ma
ma+mb
x 100 % & m%b =
mb
ma+mb
x 100 %
m%a of % = massaprocent van bestanddeel a  dimensieloos
ma = massa van bestanddeel a in het mengsel
mb = massa van bestanddeel b in het mengsel
m%a + m%b= 100 % = 1

30. Theorie: Concentratiegrootheden
Het massaprocent (m%) van een bestanddeel in een oplossing is
gelijk aan de massafractie van dit bestanddeel vermenigvuldigd met
100.
Stel een mengsel van A en B
m%a =
ma
ma+mb
x 100 % & m%b =
mb
ma+mb
x 100 %
m%a of % = massaprocent van bestanddeel a  dimensieloos
ma = massa van bestanddeel a in het mengsel
mb = massa van bestanddeel b in het mengsel
m%a + m%b= 100 % = 1
Ook wel
aantal g opgeloste stof
100 g oplosmiddel

31. Theorie: Concentratiegrootheden
Het Volumeprocent (V%) van een bestanddeel in een oplossing is
gelijk aan de procentuele verhouding van het volume van één
verbinding ten opzichte van het totale volume van het mengsel.

32. Theorie: Concentratiegrootheden
Het Volumeprocent (V%) van een bestanddeel in een oplossing is
gelijk aan de procentuele verhouding van het volume van één
verbinding ten opzichte van het totale volume van het mengsel.
Stel een mengsel van A en B
V%a =
Va
Va+Vb
x 100 % & V%b =
Vb
Va+Vb
x 100 %
V%a = volumeprocent van bestanddeel a  dimensieloos
va = volume van bestanddeel a in het mengsel
vb = volume van bestanddeel b in het mengsel

33. Theorie: Concentratiegrootheden
Het Volumeprocent (V%) van een bestanddeel in een oplossing is
gelijk aan de procentuele verhouding van het volume van één
verbinding ten opzichte van het totale volume van het mengsel.
Stel een mengsel van A en B
V%a =
Va
Va+Vb
x 100 % & V%b =
Vb
Va+Vb
x 100 %
V%a = volumeprocent van bestanddeel a  dimensieloos
va = volume van bestanddeel a in het mengsel
vb = volume van bestanddeel b in het mengsel
V%a + V%b= 100 % = 1

34. Theorie: Concentratiegrootheden
Het Volumeprocent (V%) van een bestanddeel in een oplossing is
gelijk aan de procentuele verhouding van het volume van één
verbinding ten opzichte van het totale volume van het mengsel.
Stel een mengsel van A en B
V%a =
Va
Va+Vb
x 100 % & V%b =
Vb
Va+Vb
x 100 %
V%a = volumeprocent van bestanddeel a  dimensieloos
va = volume van bestanddeel a in het mengsel
vb = volume van bestanddeel b in het mengsel
V%a + V%b= 100 % = 1
Bv. Bij vloeistoffen wordt ook wel V° gebruikt bv Duvel 12°: 12 mL alcohol op 100 mL bier

35. Theorie: Concentratiegrootheden
Het Massa-volume% ((m/V)%) van een bestanddeel in een oplossing is
gelijk aan de procentuele verhouding van de massa van één verbinding
ten opzichte van het totale volume van het oplosmiddel.

36. Theorie: Concentratiegrootheden
Het Massa-volume% ((m/V)%) van een bestanddeel in een oplossing is
gelijk aan de procentuele verhouding van de massa van één verbinding
ten opzichte van het totale volume van het oplosmiddel.
(m/v)% =
m
Voplosmiddel
x100 %
(m/v)% = Massa-volume procent  dimensie g/100 ml
va = volume van bestanddeel a in het mengsel
vb = volume van bestanddeel b in het mengsel
V%a + V%b= 100 % = 1

37. Theorie: Concentratiegrootheden
De dichtheid of densiteit (ρ) van een stof is gedefinieerd als de
massa ervan per eenheid van volume (g/mL, g/cm³ of kg/L). De S.I.-
eenheid van dichtheid is kg/m³.

38. Theorie: Concentratiegrootheden
De dichtheid of densiteit (ρ) van een stof is gedefinieerd als de
massa ervan per eenheid van volume (g/mL, g/cm³ of kg/L). De S.I.-
eenheid van dichtheid is kg/m³.
ρ =
m
V
ρ = dichtheid  dimensie kg/m³ of g/mL of kg/L
m = massa
V = volume

39. Theorie: Concentratiegrootheden
De dichtheid of densiteit (ρ) van een stof is gedefinieerd als de
massa ervan per eenheid van volume (g/mL, g/cm³ of kg/L). De S.I.-
eenheid van dichtheid is kg/m³.
ρ =
m
V
ρ = dichtheid  dimensie kg/m³ of g/mL of kg/L
m = massa
V = volume
Deze formule is nodig om verschillende concentratiegrootheden in elkaar om te rekenen. Zeker als
je massa’s en volumes in elkaar moet overzetten.

40. Theorie: Concentratiegrootheden
De verdunningsregel kan gebruikt worden om het volume van een
geconcentreerde oplossing te bereken dat je nodig hebt voor het
bereiden van een verdunning

41. Theorie: Concentratiegrootheden
De verdunningsregel kan gebruikt worden om het volume van een
geconcentreerde oplossing te bereken dat je nodig hebt voor het
bereiden van een verdunning
c1 × V1= c2 × V2
c1 = concentratie onverdunde stof (mol/L)
v1 = hoeveelheid oplossing je nodig hebt (L)
c2 = concentratie verdunde stof (mol/L)
v2 = hoeveelheid verdunde oplossing die je wilt bereiken

42. Theorie: Minder gebruikte concentratiegrootheden
De promille van een bestanddeel is het aantal deeltjes opgeloste
stof op 1000 deeltjes.

43. Theorie: Minder gebruikte concentratiegrootheden
De promille van een bestanddeel is het aantal deeltjes opgeloste
stof op 1000 deeltjes.
De parts per million (ppm) van een bestanddeel is het aantal
deeltjes opgeloste stof op 1 miljoen (106
).

44. Theorie: Minder gebruikte concentratiegrootheden
De promille van een bestanddeel is het aantal deeltjes opgeloste
stof op 1000 deeltjes.
De parts per million (ppm) van een bestanddeel is het aantal
deeltjes opgeloste stof op 1 miljoen (106
).
De parts per billion (ppb) van een bestanddeel is het aantal
deeltjes opgeloste stof op 1 miljard (109
).

45. • Stoffen met toxicologische (giftig), carcinogene (kankerverwekkend) of
teratogene (veroorzaken van afwijkingen bij de foetus tijdens de
zwangerschap) eigenschappen zijn gevaarlijk voor de gezondheid wanneer
een bepaalde grens of drempelwaarde wordt overschreden.
Faculty, department, unit ...
45
Ter illustratie: Drempelwaarden

46. • Stoffen met toxicologische (giftig), carcinogene (kankerverwekkend) of
teratogene (veroorzaken van afwijkingen bij de foetus tijdens de
zwangerschap) eigenschappen zijn gevaarlijk voor de gezondheid wanneer
een bepaalde grens of drempelwaarde wordt overschreden.
• Verschillende drempelwaarden worden gebruikt.
Faculty, department, unit ...
46
Ter illustratie: Drempelwaarden

47. • Lethale dosis (LD50) waarbij na éénmalige orale toediening 50% van de
populatie binnen korte termijn sterft.
Faculty, department, unit ...
47
Ter illustratie: Drempelwaarden

48. • Lethale dosis (LD50) waarbij na éénmalige orale toediening 50% van de
populatie binnen korte termijn sterft.
• Dimensie g of mg/kg lichaamsgewicht
Faculty, department, unit ...
48
Ter illustratie: Drempelwaarden

49. • Lethale dosis (LD50) waarbij na éénmalige orale toediening 50% van de
populatie binnen korte termijn sterft.
• Dimensie g of mg/kg lichaamsgewicht
• Maximaal aanvaardbare concentratie (MAC) van een gas, damp of mist in de
lucht van een leef- of werkruimte die bij herhaaldelijke of voortdurende
blootstelling geen aantoonbare schade aan de gezondheid veroorzaakt.
Faculty, department, unit ...
49
Ter illustratie: Drempelwaarden

50. • Lethale dosis (LD50) waarbij na éénmalige orale toediening 50% van de
populatie binnen korte termijn sterft.
• Dimensie g of mg/kg lichaamsgewicht
• Maximaal aanvaardbare concentratie (MAC) van een gas, damp of mist in de
lucht van een leef- of werkruimte die bij herhaaldelijke of voortdurende
blootstelling geen aantoonbare schade aan de gezondheid veroorzaakt.
• Treshold Limit Value (TLV) is een waarde die gedurende een gans
arbeidsleven (8u/dag, 5 dagen/ week, 30 jaar) kan worden verdragen zonder
dat ziekteverschijnselen of belangrijke stoornissen.
Faculty, department, unit ...
50
Ter illustratie: Drempelwaarden

51. • Lethale dosis (LD50) waarbij na éénmalige orale toediening 50% van de
populatie binnen korte termijn sterft.
• Dimensie g of mg/kg lichaamsgewicht
• Maximaal aanvaardbare concentratie (MAC) van een gas, damp of mist in de
lucht van een leef- of werkruimte die bij herhaaldelijke of voortdurende
blootstelling geen aantoonbare schade aan de gezondheid veroorzaakt.
• Treshold Limit Value (TLV) is een waarde die gedurende een gans
arbeidsleven (8u/dag, 5 dagen/ week, 30 jaar) kan worden verdragen zonder
dat ziekteverschijnselen of belangrijke stoornissen.
• Technische Richt Konzentration (TRK) is een technische richtwaarde die voor
carcinogene stoffen wordt gebruikt.
Faculty, department, unit ...
51
Ter illustratie: Drempelwaarden

52. • De Acceptable Daily Intake (ADI) of de aanvaardbare dagelijkse inname wordt
voornamelijk gebruikt voor levensmiddelen.
Faculty, department, unit ...
52
Ter illustratie: Drempelwaarden

53. • De Acceptable Daily Intake (ADI) of de aanvaardbare dagelijkse inname wordt
voornamelijk gebruikt voor levensmiddelen.
• De Tolerable daily intake (TDI) wordt dan weer typisch gebruikt voor
contaminatie van drinkwater en levensmiddelen.
Faculty, department, unit ...
53
Ter illustratie: Drempelwaarden

54. • De Acceptable Daily Intake (ADI) of de aanvaardbare dagelijkse inname wordt
voornamelijk gebruikt voor levensmiddelen.
• De Tolerable daily intake (TDI) wordt dan weer typisch gebruikt voor
contaminatie van drinkwater en levensmiddelen.
• De Biological Oxygen Demand (BOD) is de hoeveelheid zuurstof nodig om
organische polluenten door micro-oganismen te laten oxideren.
Faculty, department, unit ...
54
Ter illustratie: Drempelwaarden

55. • De Acceptable Daily Intake (ADI) of de aanvaardbare dagelijkse inname wordt
voornamelijk gebruikt voor levensmiddelen.
• De Tolerable daily intake (TDI) wordt dan weer typisch gebruikt voor
contaminatie van drinkwater en levensmiddelen.
• De Biological Oxygen Demand (BOD) is de hoeveelheid zuurstof nodig om
organische polluenten door micro-oganismen te laten oxideren.
• De Chemical Oxygen Demand (COD) meet de hoeveelheid organische stoffen
die chemisch kan geoxideerd worden.
Faculty, department, unit ...
55
Ter illustratie: Drempelwaarden

56. Voorbeelden: Rekenen met concentraties
• Zie uitgewerkt voorbeeld (oef 2.2) in video.

57. • Maak eerst de oefeningen! De antwoorden dien je dan online in te geven
vooraleer hoofdstuk 2 wordt opengesteld!
Oefeningen

58. • Maak eerst de oefeningen! De antwoorden dien je dan online in te geven
vooraleer hoofdstuk 2 wordt opengesteld!
• Opgelet de toets dien je in een enkele sessie in te vullen.
Oefeningen

59. • Maak eerst de oefeningen! De antwoorden dien je dan online in te geven
vooraleer hoofdstuk 2 wordt opengesteld!
• Opgelet de toets dien je in een enkele sessie in te vullen.
• Te maken voor de online bevraging:
Oefeningen

60. • Maak eerst de oefeningen! De antwoorden dien je dan online in te geven
vooraleer hoofdstuk 2 wordt opengesteld!
• Opgelet de toets dien je in een enkele sessie in te vullen.
• Te maken voor de online bevraging:
• Reeks 1: 1.1, 1.3, 1.4
Oefeningen

61. • Maak eerst de oefeningen! De antwoorden dien je dan online in te geven
vooraleer hoofdstuk 2 wordt opengesteld!
• Opgelet de toets dien je in een enkele sessie in te vullen.
• Te maken voor de online bevraging:
• Reeks 1: 1.1, 1.3, 1.4
• Reeks 2: 2.1, 2.3, 2.4, 2.6, 2.7, 2.8
Oefeningen

62. • Maak eerst de oefeningen! De antwoorden dien je dan online in te geven
vooraleer hoofdstuk 2 wordt opengesteld!
• Opgelet de toets dien je in een enkele sessie in te vullen.
• Te maken voor de online bevraging:
• Reeks 1: 1.1, 1.3, 1.4
• Reeks 2: 2.1, 2.3, 2.4, 2.6, 2.7, 2.8
• Overige oefeningen ter voorbereiding van het examen
Oefeningen

63. • Maak eerst de oefeningen! De antwoorden dien je dan online in te geven
vooraleer hoofdstuk 2 wordt opengesteld!
• Opgelet de toets dien je in een enkele sessie in te vullen.
• Te maken voor de online bevraging:
• Reeks 1: 1.1, 1.3, 1.4
• Reeks 2: 2.1, 2.3, 2.4, 2.6, 2.7, 2.8
• Overige oefeningen ter voorbereiding van het examen
Veel succes!
Oefeningen