1

Oefeningenles 14 december 2012: Herhalingsopgaven

Opgave 1

Een supergeleider, YBa2Cu3Ox, bevat Cu(II) en Cu(III). De procedure voor het bepalen van de

gemiddelde oxidatie-toestand van het koper bestaat uit twee stappen: 1) reactie van een staal

van de supergeleider met jodideanionen waarbij het Cu(II) en het Cu(III) omgezet worden tot

Cu(I) met vorming van I3−; 2) oplossen van een staal van de supergeleider in zuur waarbij al

het koper omgezet wordt tot Cu(II). Deze zure oplossing wordt vervolgens in reactie gebracht

met jodide-anionen waarbij al het koper omgezet wordt tot Cu(I) met vorming van I3−. In

beide stappen wordt de gevormde hoeveel-heid I3− bepaald door titratie met

thiosulfaatanionen waarbij jodideanionen en tetrathionaatanionen gevormd worden.

Een supergeleider werd geanalyseerd volgens deze procedure. Titratie van het in stap 1

gevormde I3− uit een staal van 562.5 mg van de supergeleider vereiste 37.77 milliliter van een

0.1 M natriumthiosulfaatoplossing. Titratie van het in stap 2 gevormde I3− uit een staal van

504.2 mg van de supergeleider vereiste 22.57 milliliter van een 0.1 M

natriumthiosulfaatoplossing.

Bepaal de gemiddelde oxidatietoestand van het koper in deze supergeleider. Bepaal de

formule van deze supergeleider (d.i. bereken de waarde van x). Verklaar telkens je antwoord.

Opgave 2

PCB’s (PolyChloorBifenylen) werden heel veel gebruikt in transformatoren en kunnen

potentieel schadelijk zijn voor de gezondheid. PCB’s worden gemaakt door chlorering van

bifenyl waarbij een mengsel van PCB’s gevormd worden. Het proces kan voorgesteld worden

door de algemene reactie:

C12H10 + n Cl2 → C12H10-nCln + n HCl

Analyse van het mengsel van PCB’s dat gevormd wordt via de bovenstaande reactie gebeurt

via een chemische omzetting waarbij de gevormde PCB’s ontbinden en chloride-anionen

gevormd worden en de chloride-anionen vervolgens neer te slaan als zilverchloride. Geef een

algemene uitdrukking die een verband geeft tussen de gemiddelde waarde van n en de massa

van een gegeven mengsel van PCB’s en de massa van het gevormde zilverchloride (n =

f(mPCB, mAgCl)). Gebruik deze algemene formule voor het bepalen van de gemiddelde waarde

van n in een staal van 0.1947 g van een mengsel van PCB’s dat bij analyse 0.4971 g

zilverchloride geeft.

2

Opgave 3

Bespreek de binding in het (ClF2O2)− anion.

Opgave 4

Een galvanische cel is gebaseerd op de redoxkoppels Fe2+(aq)/Fe(s) en H+

(aq)/H2(g). Het

ijzercompartiment bevat een ijzerelektrode en een 1 × 10−3 M Fe2+-oplossing. Het waterstof-

compartiment bevat een Pt-elektrode, waterstofgas dat bij een druk van 1 bar gehouden wordt

en een oplossing van een zwak zuur, HX, met een initiële concentratie van 1.0 M. De

celpotentiaal bedraagt 0.333 V bij 25°C. Bereken de waarde van Ka van HX bij 25°C.

Verklaar je antwoord

Opgave 5

De evenwichstconstante voor de gasfasereactie waarin A en B reageren met vorming van C

bedraagt K = 1.3 × 102. Veronderstel dat 0.406 mol C in een cylinder met een beweegbare

zuiger gebracht wordt. De temperatuur bedraagt 300 K en de externe druk op de zuiger

bedraagt 1 bar. Het originele volume in de cylinder, d.i. vóór de ontbinding van C, bedraagt

10 liter. Je mag veronderstellen dat de massa van de zuiger verwaarloosbaar is en dat er geen

wrijvingskrachten optreden.

Bereken het volume (in liter) in de cylinder nadat het evenwicht zich ingesteld heeft. Verklaar

je antwoord.

Opgave 6

Bereken de oplosbaarheid (in mol/liter) van strontiumfluoride in een waterige oplossing met

pH = 5. Verklaar je antwoord.

Opgave 7

Bij reactie van koper met een waterige salpeterzuuroplossing ontstaat er stikstofmonoxidegas

en stikstofdioxidegas. De verhouding waarin beide gassen gevormd wordt, hangt af van de

concentratie van het salpeterzuur omdat er in de waterige zure oplossing reactie optreedt

tussen de nitraatanionen en het gevormde stikstofmonoxidegas met vorming van

stikstofdioxidegas en water waardoor er een evenwicht ingesteld wordt tussen beide

productgassen.

3

Bereken de evenwichtsconstante bij 25°C voor de reactie tussen stikstofmonoxidegas en

nitraatanionen in waterig zuur milieu waarbij stikstofdioxidegas en water gevormd wordt

gebruik makend van de redoxpotentiaal van de redoxkoppels NO3−(aq)/NO2(g) en

NO3−(aq)/NO(g).

Bereken de concentratie van salpeterzuur die nodig is om een evenwichtsmengsel te vormen

dat 0.20 mol% stikstofdioxidegas bevat bij 25°C en een druk van 1 bar. Je mag

veronderstellen dat er naast stikstofmonoxide en stikstofdioxide geen andere gassen aanwezig

zijn en dat de wijziging in zuurconcentratie kan verwaarloosd worden.

Verklaar telkens je antwoord.