← Back to CoursesStemExpert
StemExpert
Expert · Werkboek · 26. Chemisch evenwicht
StemExpert · Brecht Corbeel · schoolium.me
StemExpert
E26. Chemisch evenwicht — werkboek
EExpert · deel E5 · Chemie en materialen

Werkboek · hoofdstuk 26Chemisch evenwicht

Van Q en K naar buffers die een eindige verstoring opvangen

Je rekent eerst Q, pH en oplosbaarheid, vervolgens echte voorraden en tenslotte de chemische en biologische grenzen van een Habitat-buffer.

4× oefenen4× toepassen4× uitdagen± 470 min0/12 gedaan
MMaterie en chemieBLeven en systemenWWiskundig modelleren
Een buffer wordt eerst buiten de voedingsinstallatie op capaciteit en compatibiliteit getoetst.
Een buffer wordt eerst buiten de voedingsinstallatie op capaciteit en compatibiliteit getoetst.
Hoe lees je een opdracht?
Drie tredenOefenen Toepassen Uitdagen

Elk hoofdstuk bouwt op: eerst oefenen (één stap, direct toepassen), dan toepassen (meerdere stappen, in een context), dan uitdagen (transfer, open problemen, andere leerlijnen erbij).

De StemExpert-schaal5

Eén moeilijkheidsschaal van 1 tot 9 over de drie niveaus heen: Fundamental loopt van 1 tot 4, Intermediate van 3 tot 7, Expert van 6 tot 9. Zo zie je dat de uitdaging van het ene niveau de oefening van het volgende is.

Oefenen

Oefenen

één stap, direct toepassen
26.1

Dynamisch of stilstaand?

Oefenen6Begrijpen25 min
In een gesloten vat veranderen [A] en [B] niet meer bij A⇌B.
  1. a
    Wat kun je zeggen over heen- en terugreactie; betekent het dat alle A op is?
26.2

Q en K vergelijken

Oefenen6Rekenen25 min
A⇌B; K=4; [A]=0,20 en [B]=0,40 mol/L, ideaal.
  1. a
    Bereken Q en de richting van netto omzetting.
26.3

Zuurconstantelogaritme

Oefenen6Rekenen25 min
Ka=2,0·10⁻⁶; [H]=3,0·10⁻⁶ mol/L, ideaal bij 25 °C.
  1. a
    Bereken pKa en pH en leg hun verschillende rollen uit.
26.4

Een oplosbaarheidswortel

Oefenen6Rekenen25 min
MX(s)⇌M⁺+X⁻; Ksp=4,0·10⁻¹², geen overige reacties/ionen.
  1. a
    Bereken s in zuiver water en het ionproduct bij [M]=[X]=10⁻⁵ mol/L.
Toepassen

Toepassen

meerdere stappen, in een context
26.5

Zwak zuur exact en benaderd

Toepassen7Rekenen25 min
CT=0,010 mol/L; Ka=10⁻⁴; waterbijdrage klein.
  1. a
    Bereken h met de kwadratische vergelijking en met √(KaCT); beoordeel de benadering.
26.6

Buffer na een basestap

Toepassen7Rekenen25 min
pKa=5,00; HA=0,030 mol en A=0,010 mol in 1 L; voeg 0,005 mol OH⁻ toe, volume-effect verwaarloosbaar.
  1. a
    Bereken pH vóór en na; verklaar welke voorraad kleiner wordt.
26.7

Gemeenschappelijk ion

Toepassen7Rekenen25 min
AgCl-model Ksp=1,8·10⁻¹⁰; oplossing heeft 0,010 mol/L Cl⁻, geen complexen verondersteld.
  1. a
    Bereken vrij Ag⁺ bij verzadiging en vergelijk met zuiver water; noem een modelbeperking.
26.8

Temperatuur en snelheid

Toepassen7Analyseren25 min
Voorwaartse reactie is exotherm; hogere T versnelt beide richtingen.
  1. a
    Leg uit waarom sneller reageren niet noodzakelijk een hoger evenwichtsproductgehalte geeft.
Uitdagen

Uitdagen

transfer, open problemen, leerlijnen combineren
26.9

Bufferberekening uitbreiden met verdunning

Uitdagen9Programmeren60 min
Gebruik het pKa = 6,10-model; voeg zuur/base als een eindig vloeistofvolume toe.
  1. a
    Pas CT en sterke-ionenbalans aan; controleer de nulvolumegrens en vergelijk met Henderson.
Zo wordt dit beoordeeld
ChemieMassabalans, lading en vrije soorten consistent; verdunning en activiteit aangegeven.
OntwerpCapaciteit, nutrientcompatibiliteit, neerslag en biologische effecten getoetst.
BewijsGeijkte metingen, blanco/replicaten en klein geïsoleerd testvolume vóór stationgebruik.
26.10

Twee concentraten kunnen een helder reservoir geven

Uitdagen9Ontwerpen65 min
Calcium- en fosfaatvoeding wordt 100× geconcentreerd opgeslagen.
  1. a
    Ontwerp meng- en controleproeven die lokale neerslag onderscheiden van een foute pH-meting.
Zo wordt dit beoordeeld
ChemieMassabalans, lading en vrije soorten consistent; verdunning en activiteit aangegeven.
OntwerpCapaciteit, nutrientcompatibiliteit, neerslag en biologische effecten getoetst.
BewijsGeijkte metingen, blanco/replicaten en klein geïsoleerd testvolume vóór stationgebruik.
26.11

Habitat: buffer selecteren en begrenzen

Uitdagen9Habitat90 min
pH-doel 5,8, grenzen 5,5/6,5; rekenkandidaat 2 mmol/L, pKa = 6,10; 56 L als schaalvoorbeeld.
  1. a
    Bereken met de code de bufferbelasting naar beide grenzen en vergelijk met het i15-zuurvoorbeeld.
  2. b
    Schrijf een selectie- en validatieplan zonder de voeding blind te wijzigen.
Zo wordt dit beoordeeld
ChemieMassabalans, lading en vrije soorten consistent; verdunning en activiteit aangegeven.
OntwerpCapaciteit, nutrientcompatibiliteit, neerslag en biologische effecten getoetst.
BewijsGeijkte metingen, blanco/replicaten en klein geïsoleerd testvolume vóór stationgebruik.
26.12

Een buffer kan een fout verbergen

Uitdagen9Onderzoeken55 min
Een pH-log blijft vlak maar EC daalt en sommige planten groeien minder.
  1. a
    Geef drie toetsbare hypothesen en een meetplan dat ze onderscheidt.
Zo wordt dit beoordeeld
ChemieMassabalans, lading en vrije soorten consistent; verdunning en activiteit aangegeven.
OntwerpCapaciteit, nutrientcompatibiliteit, neerslag en biologische effecten getoetst.
BewijsGeijkte metingen, blanco/replicaten en klein geïsoleerd testvolume vóór stationgebruik.
ZelfevaluatieKleur per doel: lukt al / bijna / nog niet