Springen naar inhoud

[Scheikunde] Oplosbaarheid co2 in water


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Tom1989

    Tom1989


  • 0 - 25 berichten
  • 12 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 21 januari 2009 - 10:36

Hoi,

Voor een project op school moet ik de volgende berekening/proef uitvoeren:

Je hebt een afgesloten fles van 1 L met 500 ml (kraan)water en 500 ml lucht. De luchtfase bestaat voor 25% uit CO2 en 75% uit CH4.

De oplosbaarheden bij 20 graden Celsius zijn; 1,45 g/L (CO2) en 0,026 g/L (CH4).
Bij de berekening mag de oplosbaarheid van CH4 worden verwaarloosd.

Weet iemand hoe ik dit aan kan pakken / welke formule je hiervoor moet gebruiken?

Alvast bedankt!

Groeten,
Tom.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Wouter_Masselink

    Wouter_Masselink


  • >5k berichten
  • 8251 berichten
  • VIP

Geplaatst op 21 januari 2009 - 11:45

Wat wil je berekenen? Je geeft niet aan wat nu de vraag is. :D Zou je de gehele vraag kunnen posten?
"Meep meep meep." Beaker

#3

ToonB

    ToonB


  • >250 berichten
  • 817 berichten
  • VIP

Geplaatst op 21 januari 2009 - 16:10

Zoals Wouer_Masselink al aangeeft, is de vraag onduidelijk.

Daarnaast is dit geen organische scheikunde, dus verplaatst ik het draadje even naar algemene scheikunde.
Ik ga hem bij huiswerk plaatsen, daar staat hij achterafgezien beter.
"Beep...beep...beep...beep"
~Sputnik I

#4

Tom1989

    Tom1989


  • 0 - 25 berichten
  • 12 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 21 januari 2009 - 17:16

De vraag is eigenlijk hoe hoog de CO2 concentratie in het water kan worden (bij volledige verzadiding) en wat dan de CO2 concentratie in de lucht is.

Hopelijk is het zo iets duidelijker :D

#5

ToonB

    ToonB


  • >250 berichten
  • 817 berichten
  • VIP

Geplaatst op 21 januari 2009 - 17:57

De moeilijkheid is om een oefening te herleiden naar wat weet ik, wat kan ik te weten komen, en wat zoek ik als eindresultaat en wat moet ik daarvoor eerst berekenen?
Dat netjes overlopen is al de helft van het werk.

dus:
Wat weten we?
  • in 1 liter water lost maximaal 1.45g CO2 op.
  • De fles is afgesloten, dus er kan niets ontsnappen, en er komt niets bij.
  • De opgeloste hoeveelheid methaan mogen we verwaarlozen
  • We hebben 500ml gas (geen lucht), en 500ml water
  • 25% van het volume van ons gas bestaat uit CO2

Wat kunnen we hieruit al onmiddelijk afleiden?
  • de oplosbaarheid van methaan = 0. maw: alle methaan die eerst in de gaslaag zat, zit er nu nog
  • Afgesloten fles -> de hoeveelheid CO2 in ons gasmengsel = oorspronkelijke hoeveelheid - opgeloste hoeveelheid
  • Er lost maximaal 0.725g CO2 op (halve liter)

We zoeken hoeveel CO2 gas er uiteindelijk overblijft. In het lijstje hierboven staat netjes:
de hoeveelheid CO2 in ons gasmengsel = oorspronkelijke hoeveelheid - opgeloste hoeveelheid

De vraag is dus eigenlijk: Hoeveel gas gaat er oplossen.
Je weet nu al dat het antwoord tussen 0 en 0.725g gaat liggen.

Kan jij berekenen hoeveel g gas er in die 500ml zit ?


ps:

welke formule je hiervoor moet gebruiken?

Praktisch alles dat je in je middelbaar tegenkomt kan je beredeneren zonder formules, zoals in de post hierboven.
Ik zou je nu al kunnen bombarderen met een gigantisch prachtige formule, vol met onbegrijpelijke concentraties en constanten, maar daar leer je niets uit.
Op deze manier leer je (hopelijk) hoe je zo een oefening moet herleiden, en eigenlijk zonder formule op simpele wijze kan uittellen.
"Beep...beep...beep...beep"
~Sputnik I

#6

Tom1989

    Tom1989


  • 0 - 25 berichten
  • 12 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 21 januari 2009 - 18:26

massa = dichtheid * volume



dichtheid CO2 = 1,986 kg/m3 = 1,986 g/L

volume = 0,5 L



massa = 1,986 * 0,5 = 0,993 gram CO2

#7

ToonB

    ToonB


  • >250 berichten
  • 817 berichten
  • VIP

Geplaatst op 21 januari 2009 - 19:17

massa = dichtheid * volume

Dat klopt ... Maar het is onvolledig.

Je dichtheid is namelijk niet die van CO2, aangezien maar 25% van je mengsel CO2 is.

Welke formule zou je nog kunnen toepassen om te weten te komen hoeveel gas je hebt (niet per se in hoeveelheid massa) als je weet dat je het volgende hebt
  • je kent je volume (V = 0.5L)
  • Je kent de druk (het is een gewone afgesloten fles, dus p = 1atm
  • Je kent de temperatuur (T = 293.15K , ofwel t=20įC)

je zoekt een hoeveelheid gas?
Welke formule drukt een hoeveelheid gas uit in functie van een volume, een druk een een temperatuur?
"Beep...beep...beep...beep"
~Sputnik I

#8

Tom1989

    Tom1989


  • 0 - 25 berichten
  • 12 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 21 januari 2009 - 20:49

Wet van Henry?

#9

ToonB

    ToonB


  • >250 berichten
  • 817 berichten
  • VIP

Geplaatst op 22 januari 2009 - 11:51

Ik dacht aan bijvoorbeeld PV = nRT (heb je vast al eens bij fysica gezien).

Hiermee kan ik dus bepalen:
P = 1atm (weet je)
V = 0.5L
R = gasconstante = 8,314472 JK-1mol-1
T = 293.15K (~20įC)
n = hoeveelheid gas in mol.

Invullen levert dus:
LaTeX
-> n = 0.00021
Maar dit is je totale hoeveelheid gas.

slechts 25% (dus 1/4) van je volume was CO2

Hoeveel mol CO2 had je dus in je gaslaag ?
"Beep...beep...beep...beep"
~Sputnik I

#10

Tom1989

    Tom1989


  • 0 - 25 berichten
  • 12 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 22 januari 2009 - 16:52

Totale hoeveelheid gas: 0,00021 mol
CO2 percentage: 25% (1/4)

Dus:
0,00021 / 4 = 0,0000525 mol CO2

#11

ToonB

    ToonB


  • >250 berichten
  • 817 berichten
  • VIP

Geplaatst op 22 januari 2009 - 17:27

Inderdaad.
Je kan nu aan je lijstje van dingen die je weet (zie post nr 5) toevoegen: we hebben 0.0000525mol gas.

en je wist ook al:
Hoeveelheid CO2 in gasmengsel = beginhoeveelheid - opgeloste hoeveelheid.

ťn je weet dat alle CO2 die kan oplossen, zal oplossen. (maximaal 0.725g)


Kan je nu vinden hoeveel CO2 er in je gaslaag overblijft?

EDIT: foutje door te snel te wezen. Zie mijn volgende post. Deze regels gelden voor oplossen van bv zouten, niet voor gassen.
"Beep...beep...beep...beep"
~Sputnik I

#12

Tom1989

    Tom1989


  • 0 - 25 berichten
  • 12 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 22 januari 2009 - 18:32

CO2:
0,0000525 mol = X gram
1 mol = 44,01 gram
44,01 * 0,0000525 / 1 = 0,00231 gram

Er kan maximaal 0,725 gram CO2 oplossen, dus dat wil zeggen dat alle CO2 in het water oplost?

#13

ToonB

    ToonB


  • >250 berichten
  • 817 berichten
  • VIP

Geplaatst op 22 januari 2009 - 19:35

Excuses, die laatste stap stond mijn verstand wat stil. (lees: was eigenlijk onnodig)
Je hebt inderdaad nodig hoeveel mol CO2 er in die gaslaag zit, maar niet hoeveel gram.

Nu komt echter wťl die wet van Henry op de proppen.
(Daarvoor heb je als ik het me goed herinner een concentratie in mol/L nodig).

aangezien je nu weet hoeveel mol gas je hebt, en hoeveel Liter lucht je hebt, kan je die concentratie dus uitdrukken.

Kan je nu een manier bedenken met de formule van Henry (zoals je zelf aangaf) om de hoeveelheid lucht die oplost te bepalen?
"Beep...beep...beep...beep"
~Sputnik I

#14

Tom1989

    Tom1989


  • 0 - 25 berichten
  • 12 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 22 januari 2009 - 20:22

Wet van Henry:

Concentratie opgeloste stof = H * gasconcentratie

H = Henry-constante -> die is voor CO2 0,8317 bij 298 K (weet niet hoeveel die bij 293,15 K is)
gasconcentratie = 0,0000525 mol

0,8317 * 0,0000525 = 0,0000437 mol

Ik denk niet dat dit zo goed is?

#15

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 22 januari 2009 - 20:54

Dit vraagstuk is niet zo simpel als het lijkt. Bovendien gaat het niet helemaal de goede kant op.

Ik dacht aan bijvoorbeeld PV = nRT (heb je vast al eens bij fysica gezien).

Hiermee kan ik dus bepalen:
P = 1atm (weet je)
V = 0.5L
R = gasconstante = 8,314472 JK-1mol-1
T = 293.15K (~20įC)
n = hoeveelheid gas in mol.

Invullen levert dus:
LaTeX


-> n = 0.00021
Maar dit is je totale hoeveelheid gas.

Nee, dit is niet juist.
Als men voor gasconstante R de waarde 8,314472 J.K-1.mol-1 gebruikt dient men voor de druk een waarde in Pa (=N/m2) en voor het volume een waarde in m3 te gebruiken.
Wil men met atm en liter werken dan moet men R = 0,0820578 L.atm.K-1.mol-1 gebruiken.

Er staat overigens nergens geschreven dat de druk in het vat inderdaad 1 atm is.......

De wet van Henry zegt in feite dat er bij evenwicht een lineair verband is tussen de partieeldruk van CO2 in de gasfase en de CO2 concentratie (mol/liter) in de vloeistof. Men hoeft de Henry constante niet te weten want gegeven is al dat de oplosbaarheid van CO2 1,45 g/L (= .... mol/L) is. Bedoeld wordt in dit soort gevallen: bij een CO2 partieeldruk van 1 atm in het gas.

Het gaat er dus om wat de CO2 partieeldruk in het gas is nadat een deel van de CO2 opgelost is in het water en er een evenwicht bereikt is.

Stel dat er X mol CO2 uit het gas oplost in het water, en druk alles uit in wat je weet in combinatie met die X.
Wat is dan de CO2 concentratie in het water?
Hoeveel mol CO2 is er dan nog in het gas?
Hoeveel totaal mol gas is er dan?
Wat is het totale gasvolume?
Wat is de totale gasdruk? (let op: die is lager dan de begindruk)
Wat is de partieeldruk van de CO2 in dat totale gas?
Het verband tussen CO2 partieeldruk en oplosbaarheid is gegeven: bij 1 atm CO2 partieeldruk zou de CO2 concentratie in het water die gegeven 1,45 g/L (= .... mol/L) zijn. Bij een lagere CO2 partieeldruk is de oplosbaarheid evenredig lager.
Uit dit alles kan men X oplossen.
Hydrogen economy is a Hype.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures