Chemisch rekenen is het toepassen van wiskundige principes om hoeveelheden stoffen te berekenen die betrokken zijn bij chemische reacties. Het helpt je te begrijpen hoeveel van een stof nodig is, hoeveel er ontstaat, of wat de concentratie van een oplossing is.
De belangrijkste onderdelen van chemisch rekenen zijn:
-
Het molrekenschema: Dit is de basis voor veel berekeningen. Het aantal mol staat centraal. Vanuit mol kun je andere hoeveelheden berekenen, en andersom:
- Van mol naar gram: Vermenigvuldig het aantal mol met de molaire massa (M, in gram per mol) om het aantal gram te vinden.
- Van gram naar mol: Deel het aantal gram door de molaire massa (M).
- Van mol naar deeltjes: Vermenigvuldig het aantal mol met het getal van Avogadro (6,02×1023) om het aantal deeltjes te vinden.
- Van deeltjes naar mol: Deel het aantal deeltjes door het getal van Avogadro.
-
Overmaat en ondermaat: Bij een chemische reactie is er vaak één stof die 'op' raakt voordat de andere stof helemaal is verbruikt. De stof die het minst aanwezig is en de reactie stopt, is in ondermaat. Deze stof bepaalt hoeveel product er gevormd kan worden. De andere stof is dan in overmaat.
-
Molariteit van ionen in een oplossing: Dit geeft de concentratie van een oplossing aan, uitgedrukt in mol per liter (mol/L). Het is belangrijk om de molariteit te kunnen berekenen om de concentratie van ionen na een reactie te bepalen.
-
Massaverhoudingen: Bij reacties reageren stoffen in een bepaalde massaverhouding met elkaar. Het bepalen van deze verhouding is een belangrijke stap bij het rekenen aan reacties.
Voorbeeld: Overmaat en Ondermaat berekenen
Stel, waterstofgas (H2) reageert met zuurstofgas (O2) tot water (H2O). De kloppende reactievergelijking is:
2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)
Je hebt 10 gram waterstofgas en 80 gram zuurstofgas. De molaire massa van H2 is 2,016 g/mol en van O2 is 32,0 g/mol.
-
Bereken het aantal mol van elke stof:
- Mol H2=2,016 g/mol10 gram≈4,9603 mol
- Mol O2=32,0 g/mol80 gram=2,5 mol (Let op: in de conversatie werd 5 mol genoemd, maar met 80 gram en 32 g/mol is het 2,5 mol. We corrigeren dit voor de duidelijkheid van het voorbeeld.)
-
Bepaal welke stof in ondermaat is met de molverhouding:
De reactievergelijking 2H2(g)+O2(g)→2H2O(l) laat zien dat 2 mol H2 reageert met 1 mol O2.
- Hoeveel O2 is nodig voor 4,9603 mol H2?
4,9603 mol H2×2 mol H21 mol O2=2,4802 mol O2
Je hebt 2,5 mol O2 beschikbaar en je hebt 2,4802 mol O2 nodig. Er is dus meer O2 beschikbaar dan nodig.
Conclusie: O2 is in overmaat en H2 is in ondermaat.
-
Bereken hoeveel gram van de stof in overmaat overblijft:
- Mol O2 over = Beschikbaar mol O2 - Nodig mol O2
Mol O2 over = 2,5 mol−2,4802 mol=0,0198 mol O2
- Massa O2 over = Mol O2 over × Molaire massa O2
Massa O2 over = 0,0198 mol×32,0 g/mol=0,6336 gram
Er blijft dus ongeveer 0,63 gram zuurstofgas over na de reactie.
Scheikunde