Wetenschapsforum

ik moest een prakticum uitvoeren om de hoeveelheid kristalwater uit soda te bepalen. het ging als volgt:

1. Vul een buret met kraanwater en plaats deze omgekeerd in een bekerglas dat ook gevuld is met kraanwater (zie afbeelding). Laat bovenin de buret een beetje lucht, zodat het water niveau afgelezen kan worden op een schaalverdeling.

2. Weeg een hoeveelheid van ca.0,5 gram soda nauwkeurig af (d.w.z. in 2 decimalen) en breng dit zorgvuldig over in de erlenmeyer.

3. Sluit de erlenmeyer af met een rubberstop waarin een glazen buisje en een injectienaald zitten.

4. Laat het glazen buisje uitkomen in de buret.

5. Vul een plastic spuit van 5 mL met 1,0 molair zwavelzuur en plaats deze op de naald.

6. Lees de buretstand af.

7. Spuit langzaam 5 mL zwavelzuur in de erlenmeyer terwijl je deze zo nu en dan voorzichtig heen en weer zwenkt.

8. Lees de buretstand weer af als er geen gas meer ontwijkt.

9. Meet de temperatuur van de omgeving.

de vragen waren

1. Geef de vergelijking van de reactie van soda met zwavelzuur- oplossing.

2. Bereken het molair volume bij de temperatuur die je (gemiddeld) hebt gemeten.

3. Leg uit waarom je bij deze proef de dichtheden in tabel 12 in Binas niet mag gebruiken.

4. Reken het aantal ml gas dat je hebt gemeten om in aantal mmol carbonaat in de erlenmeyer.

5. Toon met een berekening aan dat zwavelzuur in overmaat aanwezig was (gebruik je antwoord van vraag 4).

6. Bereken x: het aantal mol kristalwater per mol natriumcarbonaat.

7. Dit experiment is niet erg nauwkeurig. Noem de twee belangrijkste oorzaken waarom niet.

8. Bedenk een manier om de hoeveelheid kristalwater in soda op een nauwkeuriger manier te bepalen. Beschrijf de proef nauwkeurig. (Voor iemand met weinig practicum ervaring moet de proef goed uitvoerbaar zijn.)

en onze antwoorden

Opdracht 1.)

Het gaat hier om een zuur- base reactie, want het betreft een chemische reactie tussen een zuur en een base.

Soda, ofwel natriumcarbonaat is Na2CO3.

Zwavelzuur is H2SO4.

De zuur- base reactie van zwavelzuur gaat als volgt:

H2SO4 → H + + HSO4 -

HSO4 - ↔ H + + SO4 2-

Idem voor Na2CO3.

Natrium doet niet mee in de zuur- base reactie. De volgende zuur- base reactie zal ontstaan:

H2SO4 + CO32- → HSO4 - + HCO3-

Wat verder reageert als:

HSO4 - + HCO3- → CO2 + H2O + SO4 2-

Dit is ook wel te beschrijven in één stap (dit keer hebben we voor de duidelijkheid natrium in de vergelijking laten staan, maar hij doet dus niet mee met de reactie):

H2SO4(aq) + Na2CO3(aq) → H2CO3 + Na2SO4(aq)

Waarbij H2CO3 onmiddellijk ontbindt in water en CO2.

Opdracht 2.)

Het molair volume is vrijwel onafhankelijk van het soort gas. Dit is te verklaren doordat de moleculen zich in de gasfase zo ver van elkaar bevinden, dat ze elkaar niet raken. Lichtere moleculen hebben bij een bepaalde temperatuur een hogere snelheid dan zwaardere moleculen, waardoor bij gelijke aantallen moleculen de gasdruk p dezelfde waarde krijgt. Hieruit kan worden afgeleid dat het volume bepaald wordt door de grote lege tussenruimtes tussen de moleculen en niet door de afmetingen van het molecuul.

Gebruikte formule:

V x P = n x R x T

Daarin is:

 p de druk in Pa (N/m2) = 1,01325∙105 Pa

 V het volume in m3

= ?

 n de hoeveelheid gas in mol = 0,005 mol

 R de gasconstante

= 8,314472 J•K−1mol−1

 T de absolute temperatuur in K = 296,35 K

→ V = (n∙R∙T) / p

→ (0,005∙8,314472∙296,35) / 1,01325∙105 = 1,215886394∙10-4 m3/mol → Vm = 1,22∙10-4 m3/mol bij een temperatuur van 23,2 °C

Opdracht 3.)

Bij deze proef mag je de dichtheden in tabel 12 in Binas niet gebruiken. Dit omdat deze waarden horen bij een temperatuur van 273 K. Onze proef is gedaan onder een omgevingstemperatuur van 296,35 K. De temperatuur heeft invloed op de waarden van de dichtheid. Vandaar dat we de waarden uit de Binas niet gebruiken, want die verschillen met de waarden van de dichtheid bij onze proef.

Opdracht 4.)

Het gas dat vrij komt bestaat uit CO2. Dit kun je zien aan de vergelijking:

H2SO4(aq) + Na2CO3(aq) → H2CO3 + Na2SO4(aq)

Waarbij H2CO3 onmiddellijk ontbindt in water en CO2.

1e keer 2e keer 3e keer

Massa soda 0,472 g 0,470 g 0,500 g

Verschil in buretstand voor en na de reactie. 42,07 mL 44,36 mL 45,9 mL

 Het daadwerkelijke verschil wanneer je de waarden omrekent naar dezelfde massa"s soda:

1e keer 2e keer 3e keer

42,07 / 0,472= 89,13 mL 44,36 / 0,470 = 94,383 mL

89,13 x 0,500 = 44,566 mL 94,383 x 0,500 = 47,19 mL = 45,90 mL

Het gemiddelde van deze waarden is:

(44,566+47,19+45,90) / 3 = 45,89 mL

Van deze waarde gaan we uit bij deze berekening, omdat dat het meest nauwkeurig is.

Vm = L / mol

Vm = 1,22∙10-4 m3/mol

L = 0,04589 L

→ mol = L / Vm

→ 0,04589 / (1,22∙10-4) = 376,15 mol

Dus wanneer je het aantal ml gas omrekent naar het aantal mmol carbonaat is dat

3,76∙105 mmol carbonaat in de erlenmeyer.

Opdracht 5.)

Opdracht 6.)

Opdracht 7.)

Dit experiment is onnauwkeurig omdat je onder andere te maken hebt met hoe het zwavelzuur in de erlenmeyer wordt gespoten(en de manier van zwenken).

Dit gebeurd elke keer met een andere snelheid.

En dat kan invloed hebben op hoe de luchtbellen worden gevormd, en dus hoe het water in de buret zakt. Tevens is de proef onnauwkeurig wanneer je kijkt naar de manier van waarden aflezen. Het is lastig om met het blote oog een goede schatting te maken van de waarden op de buret. Vooral wanneer je dit op 2 decimalen afleest, ontstaat er een zekere onnauwkeurigheid.

Opdracht 8.)

Een nauwkeurige manier om de hoeveelheid kristalwater in soda te bepalen, gaat door middel van titratie. De proef gaat als volgt:

Weeg een bepaalde hoeveelheid kristalsoda af. ( ongeveer 0.50 gram )

Doe deze hoeveelheid in een erlenmeyer en voeg 100 ml demiwater toe zodat het soda oplost.

Pipetteer 25 ml van deze oplossing in een andere erlenmeyer

Voeg daar 10 ml 0.1 M HNO3 aan toe.

Verwarm de oplossing zodat al het CO2 er uit is.

Voeg een indicator toe, bijvoorbeeld fenolftaleïen, en titreer met NaOH met een molariteit van 0.0975 M

Voeg net zoveel ml toe totdat er een kleuromslag te zien is.

klopt dit ongeveer

wie kan mij helpen opdr 5 en 6 op te lossen

Ok even voor de duidelijkheid, je weegt 0,5 gram soda in. Dat kan maximaal overeen komen met 0,005 mol soda. Volgens jouw reactievgl dus ook 0,005 mol CO₂. Hoe kan er dan bij .4 in vredesnaam 375 mol aan gas uitkomen!? Let er HEEL goed op dat je molair volume in kubieke meters staat en niet in kubieke decimeters.

Ja dat weet ik ook niet, dat heeft een vriendin uitgerekent

maar hoe doe je 5 en 6

Dan zou ik dus eerst uitvogelen hoe je 1 tot 4 zelf uitrekent. Dit is geen huiswerkforum.