Leerdoelen
•Je kunt uitleggen wat overmaat en ondermaat zijn.
•Je kunt bepalen welke stof in overmaat en welke in ondermaat is.
•Je kunt uitleggen dat de ondermaat bepaalt hoeveel reactieproducten er ontstaan.
Overmaat en ondermaat
Net als bij het maken van een tosti of het assembleren van een fiets, spelen verhoudingen een cruciale rol in chemische reacties. Soms heb je van een bepaalde stof meer dan nodig is om de reactie volledig te laten verlopen. Dit noemen we een overmaat. De stof waarvan je te weinig hebt, noemen we de ondermaat. De ondermaat bepaalt uiteindelijk hoeveel reactieproduct er gevormd kan worden.
Rekenen met overmaat en ondermaat
Nu gaan we dit principe toepassen op een chemische reactie waarin aluminium met chloor reageert:
2\,\mathrm{Al}+3\,\mathrm{Cl}_{2}\to2\,\mathrm{AlCl}_{3}
Stel dat we20gram aluminium en100gram chloor hebben. We willen weten hoeveel aluminiumchloride(\mathrm{AlCl}_{3} )wordt gevormd.
Stap 1: Van gram naar mol
Eerst berekenen we het aantal mol voor beide stoffen:
•Aluminium(\mathrm{Al} ):
Molaire massa=26{,}98\text{ g/mol}
\frac{20\text{ g}}{26{,}98\text{ g/mol}}=0{,}74\text{ mol}
•Chloor(\mathrm{Cl}_{2} ):
Molaire massa2\cdot35{,}45\text{ g/mol}=70{,}90\text{ g/mol}
\frac{100\text{ g}}{70{,}90\text{ g/mol}}=1{,}41\text{ mol}
Stap 2: Verhouding in de reactie
•Uit de reactievergelijking weten we dat2mol\mathrm{Al}reageert met3mol\mathrm{Cl}_{2}. We berekenen hoeveel mol chloor nodig is voor de beschikbare0{,}74mol aluminium:2\,\mathrm{Al}:3\,\mathrm{Cl}_{2}=0{,}74\text{ mol }\mathrm{Al}:x\text{ mol }\mathrm{Cl}_{2}
•Kruislings vermenigvuldigen geeft\frac{(3\cdot0{,}74)}{2}=1{,}11 \text{ mol }\mathrm{Cl}_2
•We hebben echter1{,}41 \text{ mol }\mathrm{Cl}_2beschikbaar. Dit betekent dat chloor in overmaat is en aluminium in ondermaat.
Stap 3: Hoeveel mol aluminiumchloride ontstaat?
•Omdat aluminium in ondermaat is, bepaalt dit de hoeveelheid\mathrm{AlCl}_3{}die ontstaat. Uit de reactievergelijking zien we dat er2 \text{ mol } \mathrm{Al}nodig is voor2 \text{ mol } \mathrm{AlCl}_3{}. Dit betekent0{,}74 \text{ mol } \mathrm{Al}wordt omgezet in0{,}74 \text{ mol } \mathrm{AlCl}_3{}.
Stap 4: Hoeveel gram aluminiumchloride ontstaat?
•0{,}74\text{ mol}\cdot133{,}34\text{ g/mol (molaire massa van }\mathrm{AlCl}_{3}\text{)}=98{,}7\text{ g } \mathrm{AlCl}_{3}
•We kunnen ook berekenen hoeveel chloor er daadwerkelijk reageert:\frac{0{,}74\text{ mol }\mathrm{Al}\cdot3\text{ mol }\mathrm{Cl}_{2}}{2\text{ mol }\mathrm{Al}}=1{,}11\text{ mol }\mathrm{Cl}_{2}
•Dus1{,}41 - 1{,}11 = 0{,}30 \text{ mol }\mathrm{Cl}_{2}blijft over.
