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 5
Concentraties van oplossingen
Beginselen van de chemie 1 BLT 2

3. Beginselen van de chemie 1 BLT 3
5.1.1 Fysische eenheden
(a) Massadichtheid = 
(b) Relatieve dichtheid = d
In oefeningen:
(c) massaprocent = m%
(d) massa O.S. per eenheid van volume van de O = g/l
(e) Parts per Million (ppm) en Parts per Billion (ppb)

4. Beginselen van de chemie 1 BLT 4
(a) M = molariteit en F = formaliteit
Molariteit
M = aantal mol O.S./l O (mol/l)
5.1.2 Chemische eenheden
Formaliteit
F = aantal gramformulegewichten O.S./l O (mol/l)
(b) x = molfractie of molaire breuk
(c) m = molaliteit
m = aantal mol O.S./ 1000 g O.M.

5. Beginselen van de chemie 1 BLT 5
5.2 Oefeningen
5.2.1 Concentraties uitgedrukt in fysische eenheden
(c) Oefeningen op d ,  m%, g/l en M toegepast op reacties
)3(
1. Bereken de massa K2Cr2O7 nodig om te reageren met 20,0 ml HI-O met d = 1,70; 57,0% en de massa I2 vrijgesteld in deze
reactie.
K2Cr2O7 + HI  CrI3 + I2
2I  I2 + 2e
Cr2O7
2 + 6e +14H+  2Cr3+ + 7H2O
6I  + Cr2O7
2 + 6e +14H+  3I2 + 6e + 2Cr3+ + 7H2O
+2K+ + 8I +2K+ + 8I
K2Cr2O7 + 14HI 3I2 + 2CrI3 + 2KI + 7H2O
HI: d = 1,70 1,00 ml weegt 1,70 g
20,0 ml weegt 34,0 g
57,0 m% in 100 g HI-O zit 57,0 g zuiver HI
in 34,0 g HI-O zit 19,4 g zuiver HI
19,4 g
 127,9 g/mol
0,152 molVoor 0,0109 mol
Tijdens
Na
- 0,0109 mol -0,152 mol +0,0326 mol +0,0217 mol +0,0217 mol
/ / 0,0326 mol 0,0217 mol 0,0217 mol
× 253,8 g/mol
8,24 g
× 294,2 g/mol
3,18 g

6. Beginselen van de chemie 1 BLT 6
4. Hoeveel ml van een AgNO3-O (d = 1,14; 15,0 %) is er nodig om alle chloride-ionen neer te slaan uit 40,0 ml HCl-O
(d = 1,14; 27,6 %).
HCl: d = 1,14 1,00 ml weegt 1,14 g
40,0 ml weegt 45,6 g
27,6 m% in 100 g HCl-O zit 27,6 g zuiver HCl
in 45,6 g HCl-O zit 12,6 g zuiver HCl
AgNO3 + HCl AgCl + HNO3
12,6 g
 36,5 g/mol
0,345 molVoor 0,345 mol
Tijdens
Na
- 0,345 mol -0,345 mol +0,345 mol +0,345 mol
/ / 0,345 mol 0,345 mol
× 170,0 g/mol
58,6 g
AgNO3: 15,0 m% in 100 g AgNO3 -O zit 15,0 g zuiver AgNO3
in 391 g AgNO3 -O zit 58,6 g zuiver AgNO3
 1,14 g/ml
343 ml

7. Beginselen van de chemie 1 BLT 7
7. Hoeveel liter HCl-O (d = 1,25; 30,0 %) kan men bereiden door HCl-gas te leiden in 1,00 l H2O?
Hoeveel g NaCl en ml H2SO4 (d = 1,84; 96,0 %) is er nodig voor de bereiding van die HCl?
HCl: 30,0 m% in 100 g HCl-O zit 30,0 g zuiver HCl en 70,0 g H2O
in 1429 g HCl-O zit 429 g zuiver HCl en 1000 g H2O
1,00 l H2O = 1,00 kg = 1000 gH2O : d = 1,00
 1,25 g/ml
1142 ml
H2SO4 + 2NaCl 2HCl + Na2SO4
429 g
 36,5 g/mol
11,7 mol5,85 mol 11,7 mol
× 58,5 g/mol
684 g
× 98,0 g/mol
573 g
96,0 m% in 100 g H2SO4 -O zit 96,0 g zuiver H2SO4
in 597 g H2SO4 -O zit 573 g zuiver H2SO4
 1,84 g/ml
325 ml

8. Beginselen van de chemie 1 BLT 8
(d) Oefeningen op d ,  m%, g/l en gaswetten toegepast op reacties
1. 10,0 g marmer (99,0 % CaCO3) worden behandeld met verdund H2SO4 (d = 1,20; 27,3 %).
(a) Hoeveel ml H2SO4-O is er nodig voor de volledige reactie?
(b) Hoeveel gram CaSO4 wordt er gevormd?
(c) Hoeveel liter CO2 wordt er vrijgezet bij 775 mmHg en 20 °C?
CaCO3 + H2SO4 CaSO4 + CO2 + H2O marmer = 99,0 m% CaCO3 in 100 g marmer zit 99,0 g CaCO3
 100 g/mol
0,0990 mol
in 10,0 g marmer zit 9,90 g CaCO3Voor 0,0990 mol 0,0990 mol
Tijdens -0,0990 mol 0,0990 mol +0,0990 mol +0,0990 mol
Na / / 0,0990 mol 0,0990 mol
× 98,0 g/mol
9,71 g
a) 27,3 m% H2SO4 in 100 g H2SO4-O zit 27,3 g zuiver H2SO4
in 35,6 g H2SO4-O zit 9,71 g zuiver H2SO4
 1,20 g/ml
29,6 ml
× 136,2 g/mol
b) 13,5 g
c) pV = nRT V =
nRT
p
=
0,0990 mol × 8,314 Jmol
−1
K
−1
293,15 K
775 × 133,3 Pa = 0,00234 m3 = 2,34 l

9. Beginselen van de chemie 1 BLT 9
5. Hoeveel liter SO2 kan men bij 25 °C en 1,033 bar (775 mmHg) bereiden uit 16,0 g Cu en 30,0 ml H2SO4 (d = 1,84; 95,0 %)?
Hoeveel gram CuSO4·5H2O kan er theoretisch uitkristalliseren?
Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2 + 2H2O H2SO4: d = 1,84 1,00 ml weegt 1,84 g
30,0 ml weegt 55,2 g
95,0 m% in 100 g H2SO4-O zit 95,0 g zuiver H2SO4
in 55,2 g H2SO4-O zit 52,4 g zuiver H2SO4
/
16,0 g 52,4 g
 63,55 g/mol
0,252 mol
 98,06 g/mol
0,534 molVoor
Tijdens
Na
-0,252 mol -0,504 mol +0,252 mol +0,252 mol
0,0300 mol 0,252 mol 0,252 mol
a) pV = nRT V =
nRT
p
=
0,252 mol × 0,0821 l atm mol
−1
K
−1
298,15 K
1,020 atm = 6,05 l
b) nCuSO4·5H2O = nCuSO4
= 0,252 mol
× 249,61 g/mol
62,9 g

10. Beginselen van de chemie 1 BLT 10
(e) Bereiden van oplossingen uit eenvoudige concentratiegegevens (m%, g/l)
1. Verklaar hoe men 50,0 ml van een waterige oplossing AgNO3 bereidt van 0,0300 g AgNO3/ml.
V = 50 ml
0,0300 g AgNO3/ml
1,50 g AgNO3 / 50 ml
× 50
1,50 mg AgNO3

11. Beginselen van de chemie 1 BLT 11
4. Bereken de massa Al2(SO4)3·18H2O nodig om 50,0 ml waterige oplossing te bereiden van 40,0 mg Al3+/ml.
40,0 mg Al3+/ml
2000 mg Al3+ / 50 ml
× 50
1 mol Al2(SO4)3·18H2O 2 mol Al3+
× 666,4 g/mol
24,7 g Al2(SO4)3·18H2O
 26,98 g/mol
2 g Al3+ / 50 ml
0,0741 mol Al3+
0,0371 mol Al2(SO4)3·18H2O 0,0741 mol Al3+

12. Beginselen van de chemie 1 BLT 12
5. Hoe bereidt men 50,0 g van een 12,0 % BaCl2-O uitgaande van BaCl2·2H2O en zuiver water?
12,0 % BaCl2-O: In 100 g BaCl2-O bevindt zich 12,0 g BaCl2 en 88,0 g H2O
In 50 g BaCl2-O bevindt zich 6,00 g BaCl2 en 44,0 g H2O
 208,23 g/mol
0,0288 mol BaCl2
0,0288 mol BaCl2·2H2O
× 244 g/mol
7,03 g BaCl2·2H2O

13. Beginselen van de chemie 1 BLT 13
1. Welke massa NaCl moet men afwegen om 200 ml van een oplossing te bereiden die 1000 ppm (mg/l) chloride-ionen bevat?
1000 ppm betekent 1000 g Cl– per 1 000 000 g O
1000 ppm betekent 1000 g Cl– per 1 000 000 ml O
We stellen dat 1,00 g O ≈ 1,00 ml O voor sterk verdunde oplossingen!
Bijgevolg:
1 000 000 ml O bezit 1000 g Cl–
200 ml O bezit (1000/1 000 000)∙ 200 = 0,200 g Cl–
5,63×10-3
mol Cl–
0,3296 g NaCl
(f) Oefeningen met ppm en ppb

14. Beginselen van de chemie 1 BLT 14
2. Welke massa CuSO4·5H2O moet men afwegen op een analytische balans om 500 ml oplossing te bereiden die 50 mg Cu
bevat? Wat zijn de concentraties aan CuSO4·5H2O en Cu2+-ionen in deze oplossing uitgedrukt in ppm (mg/l)?
50 mg Cu
0,787 mmol Cu
=
0,787 mmol CuSO4·5H2O
196,5 mg CuSO4·5H2O
Concentraties in ppm?
In 500 ml O bevindt zich 196,5 mg CuSO4·5H2O en 50 mg Cu
We stellen dat 1,00 g O ≈ 1,00 ml O voor sterk verdunde oplossingen!
In 500 g O bevindt zich 196,5 mg of 0,1965 g CuSO4·5H2O en 50 mg of 0,050 g Cu
In 1 000 000 g O bevindt zich (0,1965 g/500 g)·1000 000 g CuSO4·5H2O en (0,050 g/500 g) ·1000 000 g Cu
In 1 000 000 g O bevindt zich 393 g CuSO4·5H2O (= 393 ppm) en 100 g Cu (= 100 ppm)

15. 3. Tijdens de dioxinecrisis bedroeg het dioxinegehalte in de onderzochte eieren bijna het dubbele van wat maximaal was
toegestaan. Bereken de maximaal toegestane dioxineconcentratie in ppb als deze gelijk is aan 5 picogram dioxine per gram vet.
In 109 g vet bevindt zich 5 × 10-12 · 109 g = 5 × 10-3 g dioxine
In 1 g vet bevindt zich 5 pg of 5 × 10-12 g dioxine
= 5 × 10-3 ppb dioxine

16. Beginselen van de chemie 1 BLT 16
4. De maximaal aanvaardbare concentratie of MAC-waarde voor ozon bedraagt 180 µg/m3 (Bron: http://www.irceline.be).
Bereken de MAC-waarde uitgedrukt in ppb bij 0 °C en 1,00 atm.
180 µg = 180 × 10-6 g O3
3,65 µmol = 3,65 × 10-6 mol O3
In 1000 l lucht bevindt zich 84,1 × 10-6 l O3
In 1000 l lucht bevindt zich 180 g O3
In 109 l lucht bevindt zich 84,1 l O3
Merk op! 1 m3 lucht = 1000 l luchtIn 1,00 m3 lucht bevindt zich 180 g O3
= 84,1 ppb

17. Beginselen van de chemie 1 BLT 17
Je beschikt over een oplossing koperionen met een concentratie van 100 ppm (mg/l). Hiervan wordt een verdunning gemaakt door met een
volumetrische pipet 3,00 ml over te brengen in een maatkolf van 100 ml en aan te lengen tot de merkstreep. De bekomen oplossing wordt verder
verdund door met een volumetrische pipet 1,00 ml uit de vorige oplossing over te brengen in een maatkolf van 100 ml. Bereken na aanlengen en
homogeen maken, de concentratie aan koperionen in de laatste oplossing uitgedrukt in ppb (g/l).
C2 = ?
V1 = 3,00 ml
V2 = 100 ml
Eerste verdunning
C2 = ?
V1 = 1,00 ml
V2 = 100 ml
Tweede verdunning

18. Beginselen van de chemie 1 BLT 18
Er werd 60,0 mg vitamine C afgewogen op een analytische balans, opgelost en kwantitatief overgebracht in een maatkolf van 100 ml. Na
aanlengen tot de merkstreep en homogeen maken van deze oplossing, werd hiervan 2,00 ml gepipetteerd in een maatkolfje van 25,0 ml.
Bereken de concentratie aan vitamine C uitgedrukt in ppm (mg/l) in het maatkolfje van 25 ml na aanlengen en homogeen maken.
V = 100 ml C2 = ?
60,0 mg vitamine C
V1 = 2,00 ml
V2 = 25 ml