[scheikunde] vraagje uit chemie olympiade

Snotaap

Ik ben enkele vragen aan het oplossen uit de VCO 2007 en zit momenteel vast met vraag 14.

Hopelijk weten jullie raad.

1,13 g van een mengsel van koperpoeder en een ander fijn verdeeld metaal wordt behandeld met een overmaat van een waterige waterstofchloride-oplossing. Nadat de gasontwikkeling is opgehouden, wordt het resterende poeder afgefiltreerd, gedroogd en gewogen. De massa van dit poeder is 0,73. Het volume van het vrijgezette gas bedraagt 0,37 liter bij normomstandigheden.

Wat is het tweede metaal in het mengsel?

a. aluminium

b. ijzer

c. magnesium

d. zilver

Dat vrijgezette gas uit de vraag is volgens mij waterstofgas. Hieruit volgt dat er 0,0165 mol waterstofgas gevormd wordt. Verdere berekeningen hebben nergens toe geleid...

Wie doet beter?

Jan van de Velde

Kan zijn dat ik er te simpel tegenaan kijk, maar is zilver niet de enige mogelijkheid, simpelweg omdat dat de enige onoplosbare chloride geeft? Opgeloste zouten filtreer je af, dus met alle andere metalen zou er met een overmaat HCl simpelweg toch geen resterend poeder (lees: neerslag) moeten zijn?

Dus: staat heel het cijfergebeuren er niet gewoon om je op een dwaalspoor te zetten?

Snotaap

Mooie theorie, maar er moet ergens een fout in je redenering zitten. Ik ben er namelijk vergeten bij te vermelden dat het juist antwoord C moet zijn (de verantwoording hiervan ken ik echter niet).

Misschien interpreteer ik de stelling niet goed, maar bedoelen ze met dat 'resterende poeder' niet het koperpoeder dat overblijft en niet weggereageerd is?

Ik zal beginnen met een reactievergelijking op te stellen (verbeter me wanneer deze niet klopt):

Cu + Mg + 4HCl --> 2H2 + MgCl2 + CuCl

Jan van de Velde

Die reactievergelijking lijkt me te kloppen, en dan heb ik dus volgens mij twee oplosbare zouten gekregen die ik met het filtraat kwijtraak. Geen restje neerslag in het filter.

Dan nog,

Misschien interpreteer ik de stelling niet goed, maar bedoelen ze met dat 'resterende poeder' niet het koperpoeder dat overblijft en niet weggereageerd is?

Je hebt toch een overmaat HCl ?

Snotaap

Er is inderdaad een overmaat HCl, maar dat betekent volgens mij niet dat al het koperpoeder kan wegreageren.

Als er in verhouding minder magnesium dan koper in het mengsel zit, zal het koperpoeder niet meer kunnen wegreageren eenmaal het magnesiumpoeder uitgeput is.

Jan van de Velde

Lost koperpoeder dan niet op in HCl?

Volgens mij wel. Dus, gegeven de overmaat, verdwijnt dat in oplossing.

Overigens kunnen de getallen in het sommetje inderdaad niet kloppen als het zilverchloride is dat neerslaat. Dan had ik 0,88 g koper en 0,55 g zilver moeten hebben, ofwel totaal 1,43 g.

Neemt niet weg dat volgens mij alle mogelijke chloriden hier prima oplosbaar zijn, behalve die van zilver. Zou de vragensteller zich ergens vergist hebben?

Snotaap

Zou de vragensteller zich ergens vergist hebben?

Dat zou me enorm verwonderen. De VCO is een relatief gerenommeerde olympiade en ik ben er zeker van dat elke vraag 1001 maal opnieuw gelezen wordt door het olympiade-comité voordat het gepubliceerd wordt.

Volgende week informeer ik me wel op school m.b.t. deze vraag. Tot die tijd blijft advies van op dit forum meer dan welkom!

Fred F.

Een blik op een tabel met standaard elektrodepotentialen leert dat koper en zilver geen waterstof zullen produceren met zoutzuur.

Het overblijvende poeder is dus gewoon het oorspronkelijke koper.

Blijft over: 1,13 - 0,73 = 0,40 gram onbekend metaal dat met zoutzuur 0,37 liter = 0,0165 mol H2 produceert.

0,40 gram aluminium zou 0,40 / 27 * 1,5 = 0,0222 mol H2 produceren

0,40 gram ijzer zou 0,40 / 55,9 * 1 = 0,0072 mol H2 produceren

0,40 gram magnesium zou 0,40 / 24,3 * 1 = 0,0165 mol H2 produceren.....Bingo!

ToonB

Bij deze bevestiging:

AgCl is een niet-oplosbaar zout, en slaat neer.

Verder klopt de redenering van Fred F.

Even daarnaast:

Cu + Mg + 4HCl --> 2H2 + MgCl2 + CuCl

Die reactievergelijking lijkt me te kloppen

Dat lijkt me nu net niet.

Je start met 4 chlorides, je eindigt met 3. Klopt dus al niet.

Neemt niet weg dat volgens mij alle mogelijke chloriden hier prima oplosbaar zijn

Zoals de TS al aangeeft, is ook eenwaardige koper een ion dat met chlorides neerslaat

CuCl is ook een niet-oplosbaar zout. (Maar is dan ook weer niet stabiel, en gaat liever snel terug naar 2-waardige koper)

Het overblijvende poeder is dus gewoon het oorspronkelijke koper.

Hier zit het hem inderdaad in.

Koper heeft een grotere redoxpotentiaal dan waterstof (die is namelijk 0, koper is alleszins positief). Hierdoor zal het niet reageren met waterstof.

Snotaap

Fred F. schreef:Een blik op een tabel met standaard elektrodepotentialen leert dat koper en zilver geen waterstof zullen produceren met zoutzuur.

Het overblijvende poeder is dus gewoon het oorspronkelijke koper.

Blijft over: 1,13 - 0,73 = 0,40 gram onbekend metaal dat met zoutzuur 0,37 liter = 0,0165 mol H2 produceert.

0,40 gram aluminium zou 0,40 / 27 * 1,5 = 0,0222 mol H2 produceren

0,40 gram ijzer zou 0,40 / 55,9 * 1 = 0,0072 mol H2 produceren

0,40 gram magnesium zou 0,40 / 24,3 * 1 = 0,0165 mol H2 produceren.....Bingo!

Bedankt voor de uitleg!

Van die elektropotentialen had ik nog nooit gehoord. Daar zal ik eens wat meer over opzoeken.

Nog een laatste vraagje: wat betekent die 1,5 in de uitdrukking '0,40 / 27 * 1,5 = 0,0222'?

Fred F.

1 mol aluminium geeft 1,5 mol H2

Al + 3 HCl ---> Al³⁺ + 3 Cl^- + 1,5 H₂

Jan van de Velde

FredF en ToonB hebben ongetwijfeld gelijk. Vraag ik me af waarom koper wél reageert met salpeterzuur en kennelijk niet met zoutzuur.

ik vond namelijk al vlot info over een reactie van koper met salpeterzuur, en zocht niet verder naar andere sterke zuren.

Fred F.

Dit vraagstuk gaat in feite over redox (ook al hebben velen dit niet door en laten zich in de war brengen door dat genoemde zilver).

Vandaar dat een tabel met standaard elektrodepotentialen van belang is.

In zoutzuur HCl is alleen het H⁺ een (zwakke) oxidator, Cl^- is geen oxidator.

In salpeterzuur HNO₃ is niet alleen H⁺ maar vooral ook NO3^- een oxidator, sterker dan H⁺ en in staat om koper te oxideren en op te lossen als Cu²⁺

Snotaap

Hmm. Gezien er bij deze olympiade geen gelijkaardige tabel in bijlage gegeven is: is het dan nodig die standaard elektrodepotentialen uit het hoofd te leren?

ToonB

Neen dat lijkt me niet.

MAar er zijn altijd van die vragen mbt tot 'scheikundige weetjes' die terugkomen.

Het 'weten' dat fenolftaleine bv omslaat rond het ph gebied neutraal (en dus eer geschikt is bij titraties), veelvoorkomende neerslagreacties, weten welke oxidatietrappen veelvoorkomende oxidatoren hebben etc etc.

Volgens mij mag het feit 'koper reageert niet met HCl in waterig milieu' best wel zo een vraagje zijn.

Daarnaast kon het ook beredeneert door hetgeen JvdV al aangaf

Je hebt toch een overmaat HCl ?

EN

Dus, gegeven de overmaat, verdwijnt dat in oplossing.

Hoewel deze stelling op zich fout is, leidt hij wel tot het vinden van de conclusie dat koper niet reageert met HCl.

Zoals Jan aanhaalt, hebben we te maken met een overmaat HCl.

AgCl geeft een neerslag (en dat proefje heeft ongeveer iedereen al eens in de scheikundeles gedaan. Je hele proefbuis wordt een 'spiegel' en daarna poetsen tot verrekt want het komt er niet af.

Daarnaast zullen de andere metalen die gegeven zijn allemaal netjes reageren.

Conclusie: er moet er eentje zijn die dat niet doet, want anders hebben we geen overig poeder. (indien ze beide reageren zou de overmaat HCl er snel werk van maken)

Daaruit volgt dan weer dat koper niet zal reageren. Want als (lees: Als, bij het zoeken naar een redenering) koper gedeeltelijk zou oplossen,z ou je daar zeker en vast een waarde voor krijgen.

Op die manier kon je dus ook beredeneren dat koper dit niet ging doen. Buiten het feit dat het waarschijnlijk zo een vraag over een 'scheikundig weetje' is.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[scheikunde] vraagje uit chemie olympiade

[scheikunde] vraagje uit chemie olympiade

Re: [scheikunde] vraagje uit chemie olympiade

Re: [scheikunde] vraagje uit chemie olympiade

Re: [scheikunde] vraagje uit chemie olympiade

Re: [scheikunde] vraagje uit chemie olympiade

Re: [scheikunde] vraagje uit chemie olympiade

Re: [scheikunde] vraagje uit chemie olympiade

Re: [scheikunde] vraagje uit chemie olympiade

Re: [scheikunde] vraagje uit chemie olympiade

Re: [scheikunde] vraagje uit chemie olympiade

Re: [scheikunde] vraagje uit chemie olympiade

Re: [scheikunde] vraagje uit chemie olympiade

Re: [scheikunde] vraagje uit chemie olympiade

Re: [scheikunde] vraagje uit chemie olympiade

Re: [scheikunde] vraagje uit chemie olympiade