H2 Afsluiting Opgaven PDF

Opdracht 1 Bereken het aantal protonen, neutronen en elektronen van: a een Sr-atoom met massagetal 88 b een P3−-ion met massagetal 31 c 2,4 mol N-atomen met massagetal 14 d 3,2 mg Fe3+-ionen met massagetal 56 Het zwaarste element dat in de natuur voorkomt is uranium. Bij uranium denken...

Opdracht 1 Bereken het aantal protonen, neutronen en elektronen van: a een Sr-atoom met massagetal 88 b een P3−-ion met massagetal 31 c 2,4 mol N-atomen met massagetal 14 d 3,2 mg Fe3+-ionen met massagetal 56 Het zwaarste element dat in de natuur voorkomt is uranium. Bij uranium denken we al snel aan radioactiviteit. Uranium zoals het in de natuur voorkomt is echter onschadelijk. Als men U-235 met neutronen beschiet treden er verschillende reacties op. Een daarvan is de volgende reactie: U-235 + n → Kr-92 + Ba-141 + 3 n (reactie 1) De n in bovenstaande vergelijking staat voor neutron. Bij reactie 1 komen 3 neutronen vrij. Kr-92 is een van de vele isotopen van krypton, net als Ba-141 een van de vele isotopen van barium is. e Wat is een isotoop? f Geef het atoomnummer en het massagetal van Kr-92. g Geef het aantal protonen, neutronen en elektronen van Kr-92. h Bereken hoeveel elektronen een atoom krypton in de buitenste elektronenschil heeft. i Leg aan de hand van de elektronenconfiguratie uit of krypton reactief is. Opdracht 2 Cafeïne Cafeïne is een stof die van nature voorkomt in koffie, en in kleinere hoeveelheden in thee. Ook energiedrankjes, cola, ijsthee, chocolade en chocolademelk bevatten cafeïne. Bij een kleine hoeveelheid, bijvoorbeeld het drinken van 1 à 2 kopjes koffie, verbetert cafeïne de concentratie, maar het nemen van te veel cafeïne kan nadelige effecten hebben. De molecuulformule van cafeïne is C8H10N4O2. a Bereken de molecuulmassa van cafeïne in u. b Wat is de molaire massa van cafeïne? Een kopje koffie van 125 mL bevat 85 mg cafeïne. c Bereken hoeveel mol cafeïne in een kopje koffie zit. d Hoeveel moleculen is dat? In 2,0 cm3 cafeïne bevinden zich 7,63·1021 cafeïnemoleculen. e Bereken de dichtheid van cafeïne in g cm−3. Soda De stof soda (Na2CO3) wordt veel gebruikt in de glasindustrie om de eigenschappen van glas te verbeteren. Verder kan het ook worden gebruikt om wondjes te ontsmetten. Hiervoor wordt het eerst opgelost in warm water. In soda zijn natriumionen (Na+) aanwezig. a Leg uit waarom de lading van een natriumion 1+ is. Gebruik in je uitleg het woord edelgasconfiguratie. b Wat is de verzamelnaam van de groep van elementen in het periodiek systeem waar natrium in staat? Coby lost 4,3 mg natriumcarbonaat (soda) op in 50 mL water. c Bereken hoeveel mol natriumcarbonaat 4,3 mg is. d Hoeveel protonen zijn er aanwezig in deze hoeveelheid natriumcarbonaat? e Bereken het massapercentage natriumcarbonaat in de gemaakte oplossing. De dichtheid van water vind je in Binas. Opdracht 3 Kunstmest maken Lees onderstaand tekstfragment en beantwoord daarna de vragen. Stikstof splitsbaar bij lage temperatuur De twee atomen die een stikstofmolecuul vormen, zijn zeer sterk aan elkaar gebonden. Dit is één van de sterkste bindingen in de natuur. Stikstofatomen zijn daardoor niet zo makkelijk beschikbaar voor chemische processen en producten. Verbindingen van stikstof, bijvoorbeeld kunstmest, kunnen momenteel alleen bij hoge druk en hoge temperatuur en met behulp van katalysatoren worden geproduceerd. In de jaren zestig werd ontdekt dat bacteriën in de grond wel in staat zijn om stikstof uit de lucht af te breken waardoor de atomen bindingen kunnen aangaan met andere atomen. Dertig jaar hebben chemici zonder veel succes geprobeerd de vaardigheid van deze bacteriën in een laboratorium na te bootsen. Onderzoekers zijn er nu in geslaagd de stikstofatomen van elkaar los te weken met behulp van een molybdeenverbinding bij normale temperaturen en druk. Molybdeen is een metaal dat ook aanwezig is in het enzym dat bacteriën gebruiken om stikstof te ontleden. Eén van de producten van de chemische industrie waarbij stikstof als grondstof wordt gebruikt, is kunstmest. Een bepaalde soort kunstmest bevat (NH4)2SO4. Om deze stof te maken wordt eerst ammoniak (NH3) bereid uit stikstof en waterstof. a Lees de laatste zin hierboven. Wat zijn de beginstoffen en wat zijn de eindproducten? b Geef de reactievergelijking van deze ammoniakbereiding. Het energiediagram geeft de vorming van één mol ammoniak met de molybdeenverbinding als katalysator weer. c Is deze reactie een endotherme reactie of een exotherme reactie? Geef een verklaring voor je antwoord aan de hand van het energiediagram. d Neem het bovenstaande energiediagram over en teken daarin ook het diagram voor de vorming van één mol ammoniak zonder katalysator. Om van ammoniak de kunstmeststof (NH4)2SO4 te maken, moet men het ammoniak met zwavelzuur (H2SO4) laten reageren. e Geef de vergelijking van deze reactie. Radioactief afval Lees het onderstaande tekstfragment en beantwoord dan de vragen. Laser zet radioactief afval om Onderzoekers van het Rutherford Appleton Laboratory (Engeland) zijn erin geslaagd om met een grote laser ongeveer een miljoen atomen van jood-129 om te zetten in jood-128. Jood-129 is een van de radioactieve atoomsoorten die ontstaan bij het verbranden van uranium in een kernreactor. Het voordeel van de omzetting van jood-129 in jood-128 is de veel kortere halveringstijd van jood- 128: al na 25 minuten heeft de helft van de jood-128 atomen z’n radioactiviteit verloren, terwijl dit bij jood-129 maar liefst 15,7 miljoen jaar duurt. (naar: Technisch Weekblad) a Hoeveel protonen en hoeveel elektronen bevat een atoom jood-129? Noteer je antwoord als volgt: aantal protonen:... aantal elektronen:... De onderzoekers zijn erin geslaagd om met een laser één soort deeltjes uit jood-129 atomen te verwijderen. b Leg uit welke soort deeltjes werd verwijderd. Volgens de tweede zin ontstaat jood-129 bij het ‘verbranden van uranium’. c Leg uit dat jood-129 geen verbrandingsproduct van uranium kan zijn.