Deze presentatie behoort bij de onderwijsleeractiviteit oefeningen in het kader van de lessen Beginselen van de chemie gedoceerd aan de richting biomedische laboratoriumtechnologie van de UC Leuven-Limburg.

1. Beginselen van de chemie: oefeningen

2. Hoofdstuk 4
Chemisch evenwicht
1 BLT Beginselen van de chemie 2

3. 1 BLT Beginselen van de chemie 3
4.1 De evenwichtsconstante

4. 1 BLT Beginselen van de chemie 4
4.2 Tweedegraadsvergelijkingen
Weisstein, Eric W. "Quadratic Equation." From MathWorld--A Wolfram Web Resource. http://mathworld.wolfram.com/QuadraticEquation.html
tweedegraadsvergelijking of vierkantsvergelijking of kwadratische vergelijkingmet a ≠ 0
Voorbeeld

5. 1 BLT Beginselen van de chemie 5
4.3 Algemene oefeningen
1. In een ruimte van 1,00 l worden N2 en H2 verhit. Bij evenwicht vindt men 0,100 mol NH3, 1,10 mol N2 en 3,30 mol H2.
Bereken Kev.
Het Haber-Boschproces
ne 0,100 mol3,30 mol1,10 mol
[ ] 0,100 M3,30 M1,10 M

6. 1 BLT Beginselen van de chemie 6
4. In een ruimte van 2,00 l brengt men 0,240 mol SO2 en 0,150 mol O2 samen. Bij evenwicht is er 0,180 mol SO3 gevormd.
Bereken Kev.
n0 0,240 mol 0,150 mol
ne 0,180 mol
Δn + 0,180 mol– 0,180 mol – 0,0900 mol
0,0600 mol0,0600 mol
[ ] 0,0900 M0,0300 M0,0300 M
ΔH = – 196 kJ/mol
Bron: http://www.dynamicscience.com.au
Het Contactproces

7. 1 BLT Beginselen van de chemie 7
6. We mengen 1,00 mol ethanol en 1,00 mol azijnzuur. Bij evenwicht is er 2/3 mol ethylacetaat gevormd.
(a) Bereken Kev .
(b) Hoeveel mol ethylacetaat wordt er gevormd als er 3,00 mol ethanol in reactie gebracht wordt?
n0 1,00 mol 1,00 mol
ne 2/3 mol
Δn + 2/3 mol– 2/3 mol – 2/3 mol + 2/3 mol
1/3 mol1/3 mol 2/3 mol
[ ] 2/3 M 2/3 M1/3 M1/3 M
(a)
(b)
n0 1,00 mol 3,00 mol
Δn + x mol– x mol – x mol + x mol
ne x mol(3,00 – x) mol(1,00 – x) mol x mol
[ ] x M x M(3,00 – x) M(1,00 – x) M

8. 1 BLT Beginselen van de chemie 8
11. In een ruimte van 10,0 l worden 0,200 mol NH3, 0,300 mol O2 en 0,400 mol N2 gemengd. Het evenwicht stelt zich in volgens
(a) Bereken Kev als er bij evenwicht 0,100 mol NH3 overblijft.
(b) Tot welk volume moet men het gasmengsel samendrukken om bij evenwicht 0,140 mol NH3 te bekomen?
(a)
n0 0,200 mol 0,300 mol
ne 0,100 mol
Δn + 0,0500 mol– 0,100 mol – 0,0750 mol + 0,150 mol
0,225 mol 0,450 mol 0,150 mol
[ ] 0,0450 M 0,0150 M0,0225 M0,0100 M
0,400 mol
(b)
n0 0,200 mol 0,300 mol
ne 0,140 mol
Δn + 0,0300 mol– 0,0600 mol – 0,0450 mol + 0,0900 mol
0,255 mol 0,430 mol 0,0900 mol
[ ] 0,430
𝑽
M
0,0900
𝑽
M
0,255
𝑽
M
0,140
𝑽
M
0,400 mol

9. 1 BLT Beginselen van de chemie 9
Opgave
Uitgaande van een evenwichtstoestand voor
Eerste evenwicht
Verstoring van het evenwicht
Oplossing
wordt bij constante temperatuur de druk vijf maal verhoogd.
Met welke factor is [SO3] veranderd na het instellen van het nieuwe evenwicht?
(1)
met T1 = T2 en p2 = 5p1
Tweede (nieuw) evenwicht (2)
Hieruit volgt
Uit (1) en (2)
Extra oefening

10. 1 BLT Beginselen van de chemie 10
4.4 Inleidende oefeningen op zuur-base evenwichten
1. Een 0,100 M azijnzuuroplossing is voor 1,34 % geioniseerd. Bereken:
(a) [H+]
(b) [CH3COO]
(c) [CH3COOH]
(d) Kev
n0 0,100 mol
ne 0,100 - x
Δn + x– x + x
x x
Omzettingsgraad α =
hoeveelheid weggereageerd reagens
hoeveelheid maximaal weggereageerd reagens
α = 1,34 % = 0,0134 =
x
0,100 mol
x = 0,0134 × 0,100 mol = 1,34 × 10-3 mol
(a) [H+] = x = 1,34 × 10-3 M
(b) [CH3COO] = x = 1,34 × 10-3 M
(c) [CH3COOH] = 0,100  x = 0,100  1,34 × 10-3 M = 9,87 × 10-2 M
(d) Kev =
[CH3COO][H+]
[CH3COOH]
=
1,34 × 10−3 M ∙1,34 × 10−3 M
9,87 × 10−2 M
= 1,82 × 10−5 M
[ ] x Mx M0,100 M

11. 1 BLT Beginselen van de chemie 11
2. Bereken [H+] en de ionisatiegraad van 0,200 M azijnzuur. Kev = 1,82 × 10-5
n0 0,200 mol
ne 0,200 - x
Δn + x– x + x
x x
Kev =
[CH3COO][H+]
[CH3COOH]
=
x M ∙ x M
(0,200  x) M
= 1,82 × 10−5
x2 + 1,82 ∙ 10-5 x – 3,64 ∙ 10-6 = 0
D = b2  4ac = 1,46 ∙ 10-5
x1 =
– 𝑏 + 𝐷
2𝑎
= 1,91 × 10−3
x2 =
– 𝑏 – 𝐷
2𝑎
= –1,92 × 10−3

[H+] = x = 1,91 × 10-3 M
α =
1,91 × 10−3 mol
0,200 mol
= 9,54 × 10-3
[ ] x Mx M0,200 M

12. 1 BLT Beginselen van de chemie 12
3. Ammoniak, opgelost in H2O, reageert voor 4,23 % met H2O. Bereken de pH en de formele concentratie aan NH3.
Kb = 1,85 × 10-5
x mol
x – 0,0423x mol
+ 0,0423 x– 0,0423 x + 0,0423 x
0,0423 x mol
α = 4,23 % = 0,0423 =
0,0423 x mol
x mol
0,0423 x mol
n0
ne
Δn
[ ] x – 0,0423x M 0,0423 x M 0,0423 x M
Kev =
[NH4
+][OH– ]
[NH3]
=
0,0423 x M ∙ 0,0423 x M
(x  0,0423 x) M
= 1,85 × 10−5
x =
1,85 × 10−5 ∙ (1 0,0423)
(0,0423)2 = 9,90 × 10−3 M
[NH3] = x = 9,90 × 10-3 M
pH = 14  pOH = 14 + log[OH]
pH = 14 + log(0,0423 x) = 14 + log(0,0423 ∙ 9,90 × 10−3 ) = 10,62