[SK] Lange vraag

[Diamera]

Beste mensen,

Ik moet een verslag maken voor scheikunde, waarbij je uit een reactie van magnesium met zoutzuur waterstofgas krijgt. Je moest dan elke 10 seconden meten hoeveel gas er al was ontstaan, en dat dan 5 minuten lang, om zo de reactiesnelheid te berekenen. Ik kreeg (bij 4 proeven met steeds 10 ml zoutzuur) elke keer zo rond de 40 ml gas, uit 10 ml 0,5M zoutzuur-oplossing. Dat leek wel ok maar toen kreeg ik deze vraag bij het uitwerken van het verslag:

Bereken het maximale volume gas dat bij elke meting kan ontstaan (Vm=24,0 dm3 mol-1)

Mijn antwoord: De reactievergelijking voor het ontstaan van waterstofgas is als volgt:
Mg(s) + 2 H+ (aq) + 2 Cl- (aq) -> Mg2+ (aq) + 2 Cl- (aq) + H2(g)
Uit de reactievergelijking kun je de molverhouding tussen zoutzuur en waterstofgas bepalen: die is 1:1. Er ontstaat dus maximaal 0,005 mol waterstofgas, want in de oplossing zat 0,005 mol zoutzuur. Het molair volume is 24,0 dm3 mol-1 dus het volume van het ontstane waterstofgas is maximaal 24,0 × 0,005 = 0,12 dm3 = 120 ml.

Kan het, dat ik maar 40 ml gas kreeg terwijl het wel 120 ml kan zijn? Heb ik dan waarschijnlijk iets fout gedaan bij de proef of is de berekening fout?
Alvast bedankt voor de moeite!
gr.

Is de molverhouding niet 2:1?
In dat geval is je maximum nog maar 60 ml.

Ikzelf heb een keer zo'n opdracht gedaan, en toen kwam ik opeens boven het maximum uit.
De leraar had te dik magnesiumlint gekocht.

Let je trouwens wel op de significantie?

[Diamera]

Is het echt 2:1? Je hebt 0,005 mol zoutzuur dus 0,005 mol waterstof voor de pijl, en er staan twee H'tjes voor en twee na de pijl, dus dan is het toch 1:1?

En ik had volgens mij nog magnesium over aan het eind, het was poeder en je zag nog allemaal brokjes drijven, dus dat zoutzuur moet wel opgegaan zijn hoop ik.

En o ja goeie, dat van die significantie

H2 is niet hetzelfde als 2H. Er staat maar één waterstofmolecuul na de pijl.

[Diamera]

Ik dacht dat het om de atomen ging?

De atomen links van de pijl staan ook altijd rechts van de pijl. (wet van massabehoud) De atomen vormen alleen andere moleculen.

[Mr.Mark]

Nee, de verhouding in moleculen.

In dit geval:

A + 2B --> C + D

1 molecuul A reageert met 2 moleculen B tot molecuul C en molecuul D.
Dus de verhouding is: 1:2

[Diamera]

sorry ik snap het nog steeds niet
het gaat om die twee rode

Mg(s) + 2 H+ (aq) + 2 Cl- (aq) -> Mg2+ (aq) + 2 Cl- (aq) + H2(g)

die hebben toch 1:1 als verhouding?

Mg(s) + 2 H+ (aq) + 2 Cl- (aq) -> Mg2+ (aq) + 2 Cl- (aq) + H2(g)

Het gaat om deze verschillende moleculen. De twee rode zijn samen zoutzuur.
Voor elke twee opgeloste HCl-moleculen (zoutzuur) is er maar één waterstofmolecuul over.

Let op: het atoom Mg(s) is anders dan het ion Mg2+ (aq).

[Mr.Mark]

Alg schreef:

Mg(s) + 2 H+ (aq) + 2 Cl- (aq) -> Mg2+ (aq) + 2 Cl- (aq) + H2(g)

Het gaat om deze verschillende moleculen. De twee rode zijn samen zoutzuur.
Voor elke twee opgeloste HCl-moleculen (zoutzuur) is er maar één waterstofmolecuul over.

Let op: het atoom Mg(s) is anders dan het ion Mg2+ (aq).

Willen jullie asjeblieft die chloor-ionen uit de reactievergelijking halen?

Waterstofchloride (HCl) is opgelost in water zoutzuur. Dat is dan H+ en Cl-
Het zijn dan twee verschillende ionen. Juist omdat het een sterk zuur is staat het alle H+ af.
Die cl- heeft verder niks meer te maken met die H+.
Als ik F- ionen in een oplossing heb en ik doe er H+ bij dan heb ik ook fluorzuur.

Die Chloor-ionen zorgen alleen maar voor verwarring in de reactievergelijking.

Nog een keertje voor Mark:

Mg(s) + 2 H+ (aq) -> Mg2+ (aq) + H2(g)

[Mr.Mark]

Alg schreef:

Nog een keertje voor Mark:

Mg(s) + 2 H+ (aq) -> Mg2+ (aq) + H2(g)

En heus niet alleen voor mij hoor Ook voor de TS

[Diamera]

Ja helemaal geweldig

Maar, nu volg ik weer iets niet: zoutzuur is toch HCl (aq)? Waarom wordt het dan 2 H+ (aq) + 2 Cl+ (aq) als je het oplost, en niet gewoon H+ (aq) + Cl+ (aq) ?

En als ik 10 ml van dat 0,50M zoutzuur heb, wat dus blijkbaar 2 H+ (aq) + 2 Cl+ (aq) is, zit er 0,005 mol zoutzuur in, toch? heb ik dan ook 0,005 mol H+ of 0,0025 mol H+? omdat er 2 voor staat?

Zo'n zomervakantie ertussen zorgt echt dat ik alles kwijt ben

[Mr.Mark]

Het is niet 2 H+ en 2 Cl-

Deze reactie is dan:

HCl --> H+ + Cl-

10ml 0.5M zoutzuur bevat 0.005 mol H+ en 0.005 mol Cl-

[ILUsion]

Diamera schreef:

Ja helemaal geweldig

Maar, nu volg ik weer iets niet: zoutzuur is toch HCl (aq)? Waarom wordt het dan 2 H+ (aq) + 2 Cl+ (aq) als je het oplost, en niet gewoon H+ (aq) + Cl+ (aq) ?

Die 2 komt omdat in de volledige vergelijking:

Mg(s) + 2 H+ (aq) + 2 Cl- (aq) -> Mg2+ (aq) + 2 Cl- (aq) + H2(g)

je ook nog die Mg(s) hebt staan zonder factor voor: het zegt dus dat 1 mol Mg en 2 mol H+ en 2 mol Cl- reageren tot al de rest. Je kan niet zomaar die 2 weglaten, want dan klopt die vergelijking niet meer (je kan uit 1H+ en 1Cl- niet plots 2 Cl- en H2 maken!).

Als je per se zou willen dat er een 1 staat:

1/2 Mg(s) + H+ (aq) + Cl- (aq) -> 1/2 Mg2+ (aq) + Cl- (aq) + 1/2 H2(g)

Maar om overduidelijke redenen (met die breuken erin is het ingewikkelder; al helemaal als je grotere vergelijkingen neemt) wordt die notatie zo goed als nooit gebruikt (ik geloof wel dat die courant in halfreacties gebruikt wordt, maar ik kan me vergissen).

edit: en zoals Mark al zei: vermits de chloor-ionen langs beide kanten met even veel zijn, mogen ze weggelaten worden. Maar dat doe ik lekker niet.