Opgaver til 4.2

Opgaverne hører til afsnit 4.2 Molarmasse. Prøv selv, før du åbner hjælpen under opgaven. Atommasserne står i det periodiske system bagest i bogen.

Opgave 4.2.1: Find atommasserne

Find atommassen for hvert grundstof.

Grundstof H C N O Na Cl
Atommasse (u)

Atommassen er det nederste tal i grundstoffets felt i det periodiske system bagest i bogen.

Hydrogen har atommassen 1,008 u. Find de fem andre på samme måde.

Grundstof H C N O Na Cl
Atommasse (u) 1,008 12,01 14,01 16,00 22,99 35,45

Opgave 4.2.2: Tæl atomerne

Skriv, hvor mange atomer der er af hvert grundstof i formlen.

  1. CO2
  2. H2SO4
  3. Mg(OH)2
  4. Ca(NO3)2
  5. Al2(SO4)3

Det lille, sænkede tal hører til symbolet lige foran. Tallet efter en parentes gælder for alle atomer i parentesen.

I Ca(NO3)2 er der to grupper af NO3. Det giver 2 nitrogenatomer og 6 oxygenatomer.

  1. 1 C og 2 O
  2. 2 H, 1 S og 4 O
  3. 1 Mg, 2 O og 2 H
  4. 1 Ca, 2 N og 6 O
  5. 2 Al, 3 S og 12 O

Opgave 4.2.3: Små molekyler

Beregn molarmassen for hvert stof. Skriv formlen op først, som i eksemplet med vand.

Stof Formel Beregning Molarmasse
Vand M(H2O) = 2 · M(H) + M(O) 2 · 1,008 + 16,00 18,02 g/mol
Natriumchlorid, NaCl
Ammoniak, NH3
Methan, CH4
Oxygen, O2

Tæl atomerne i formlen. Gang hver atommasse med antallet af atomer, og læg sammen.

For ammoniak er formlen M(NH3) = M(N) + 3 · M(H). Sæt atommasserne 14,01 og 1,008 ind.

Stof Formel Beregning Molarmasse
Natriumchlorid M(NaCl) = M(Na) + M(Cl) 22,99 + 35,45 58,44 g/mol
Ammoniak M(NH3) = M(N) + 3 · M(H) 14,01 + 3 · 1,008 17,03 g/mol
Methan M(CH4) = M(C) + 4 · M(H) 12,01 + 4 · 1,008 16,04 g/mol
Oxygen M(O2) = 2 · M(O) 2 · 16,00 32,00 g/mol

Opgave 4.2.4: Større molekyler

Beregn molarmassen for hvert stof.

  1. Ethanol, C2H6O
  2. Svovlsyre, H2SO4
  3. Glucose, C6H12O6

Fremgangsmåden er den samme som for små molekyler. Der er bare flere led at lægge sammen.

For ethanol er formlen M(C2H6O) = 2 · M(C) + 6 · M(H) + M(O).

\[ M(\mathrm{C_2H_6O}) = 2 \cdot 12{,}01\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} + 6 \cdot 1{,}008\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} + 16{,}00\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} = 46{,}07\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} \]

\[ M(\mathrm{H_2SO_4}) = 2 \cdot 1{,}008\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} + 32{,}06\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} + 4 \cdot 16{,}00\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} = 98{,}08\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} \]

\[ M(\mathrm{C_6H_{12}O_6}) = 6 \cdot 12{,}01\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} + 12 \cdot 1{,}008\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} + 6 \cdot 16{,}00\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} = 180{,}16\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} \]

Opgave 4.2.5: Formler med parentes

Beregn molarmassen for hvert stof.

  1. Magnesiumhydroxid, Mg(OH)2
  2. Calciumnitrat, Ca(NO3)2
  3. Aluminiumsulfat, Al2(SO4)3

Brug antallet af atomer fra opgave 4.2.2.

For magnesiumhydroxid er formlen M(Mg(OH)2) = M(Mg) + 2 · M(O) + 2 · M(H).

Stof Beregning Molarmasse
Mg(OH)2 24,31 + 2 · 16,00 + 2 · 1,008 58,33 g/mol
Ca(NO3)2 40,08 + 2 · 14,01 + 6 · 16,00 164,10 g/mol
Al2(SO4)3 2 · 26,98 + 3 · 32,06 + 12 · 16,00 342,14 g/mol

Opgave 4.2.6: Fra navn til molarmasse

Skriv formlen for hver ionforbindelse, og beregn molarmassen. Natriumoxid er vist som eksempel.

Navn Formel Molarmasse
Natriumoxid Na2O 61,98 g/mol
Calciumchlorid
Magnesiumoxid
Kaliumsulfat

Find først de to ioner og deres ladninger, som i afsnit 2.3. Formlen skal være neutral.

Calciumchlorid består af Ca2+ og Cl−, så formlen er CaCl2. Kaliumsulfat består af K+ og SO42−.

Navn Formel Molarmasse
Calciumchlorid CaCl2 110,98 g/mol
Magnesiumoxid MgO 40,31 g/mol
Kaliumsulfat K2SO4 174,26 g/mol

Opgave 4.2.7: Find fejlen

Begge beregninger indeholder en fejl. Find fejlen, og skriv det rigtige resultat.

  1. M(CO2) = 12,01 g/mol + 16,00 g/mol = 28,01 g/mol
  2. M(H2O) = 2 · 1,008 + 16,00 = 18,02 g

Tæl atomerne i formlen, og se på enhederne.

I a er der glemt noget ved oxygen. I b er tallet rigtigt, men enheden er forkert.

  1. Der er 2 oxygenatomer i CO2, så oxygens atommasse skal ganges med 2. Molarmassen er 44,01 g/mol.
  2. Molarmasse har enheden g/mol og ikke g. Der mangler også enheder i mellemregningen. Molarmassen er 18,02 g/mol.

Opgaver med fødevaretema

Stofferne i maden har også en molarmasse. Den skal bruges, når man regner på, hvor meget der er af dem.

Opgave 4.2.mad.1: To slags sukker

Druesukker har formlen C6H12O6, og almindeligt sukker har formlen C12H22O11.

  1. Beregn molarmassen for almindeligt sukker.
  2. Molarmassen for druesukker er 180,16 g/mol. Hvilket af de to stoffer vejer mest for hvert mol?

Der er 12 carbonatomer, 22 hydrogenatomer og 11 oxygenatomer i formlen.

Formlen er M(C12H22O11) = 12 · M(C) + 22 · M(H) + 11 · M(O).

\[ M(\mathrm{C_{12}H_{22}O_{11}}) = 12 \cdot 12{,}01\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} + 22 \cdot 1{,}008\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} + 11 \cdot 16{,}00\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} = 342{,}30\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} \]

Almindeligt sukker vejer mest for hvert mol. Dets molekyler er næsten dobbelt så tunge som molekylerne i druesukker.

Opgave 4.2.mad.2: Natron og koffein

  1. Natron har formlen NaHCO3. Beregn molarmassen.
  2. Koffein har formlen C8H10N4O2. Beregn molarmassen.

Tæl atomerne af hvert grundstof. Koffein indeholder fire forskellige grundstoffer.

For natron er formlen M(NaHCO3) = M(Na) + M(H) + M(C) + 3 · M(O).

Stof Beregning Molarmasse
Natron, NaHCO3 22,99 + 1,008 + 12,01 + 3 · 16,00 84,01 g/mol
Koffein, C8H10N4O2 8 · 12,01 + 10 · 1,008 + 4 · 14,01 + 2 · 16,00 194,20 g/mol

Opgave 4.2.mad.3: C-vitamin

C-vitamin har formlen C6H8O6. Beregn molarmassen.

Der er 6 carbonatomer, 8 hydrogenatomer og 6 oxygenatomer.

Formlen er M(C6H8O6) = 6 · M(C) + 8 · M(H) + 6 · M(O).

\[ M(\mathrm{C_6H_8O_6}) = 6 \cdot 12{,}01\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} + 8 \cdot 1{,}008\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} + 6 \cdot 16{,}00\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} = 176{,}12\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}} \]

Molarmassen for C-vitamin er 176,12 g/mol.

Opgaver med klimatema

Drivhusgasser, brændstoffer og gødning er kemiske stoffer med hver sin molarmasse. Opgaverne træner det samme som opgave 4.2.1 til 4.2.7, men handler alle om klima og miljø. Baggrunden står på siden Tema: Klima.

Opgave 4.2.klima.1: Atomerne i drivhusgasserne

De vigtigste drivhusgasser er bygget af få grundstoffer. Find atommassen for hvert af dem.

Grundstof H C N O F S
Atommasse (u)

Atommasserne står i det periodiske system bagest i bogen.

Find grundstoffets symbol i listen, og læs tallet i kolonnen med atommasser. For hydrogen står der 1,008.

Grundstof H C N O F S
Atommasse (u) 1,008 12,01 14,01 16,00 19,00 32,06

Opgave 4.2.klima.2: Tæl atomerne i gasserne

Skriv, hvor mange atomer der er af hvert grundstof i formlen.

  1. Carbondioxid, CO2
  2. Methan, CH4
  3. Lattergas, N2O
  4. Svovlhexafluorid, SF6
  5. Kølemidlet CCl2F2

Det lille tal efter et symbol fortæller, hvor mange atomer der er af det grundstof. Står der ikke noget tal, er der ét atom.

I CH4 er der ét carbonatom og fire hydrogenatomer.

  1. 1 C og 2 O
  2. 1 C og 4 H
  3. 2 N og 1 O
  4. 1 S og 6 F
  5. 1 C, 2 Cl og 2 F

Opgave 4.2.klima.3: Drivhusgassernes molarmasse

Beregn molarmassen for hver drivhusgas. Skriv formlen op først, som i eksemplet med vanddamp.

Stof Formel Beregning Molarmasse
Vanddamp, H2O M(H2O) = 2 · M(H) + M(O) 2 · 1,008 + 16,00 18,02 g/mol
Carbondioxid, CO2
Methan, CH4
Lattergas, N2O
Ozon, O3

Tæl atomerne af hvert grundstof, og gang antallet med grundstoffets atommasse. Læg til sidst tallene sammen.

For carbondioxid er formlen M(CO2) = M(C) + 2 · M(O). Beregningen bliver 12,01 + 2 · 16,00.

Stof Formel Beregning Molarmasse
Carbondioxid, CO2 M(CO2) = M(C) + 2 · M(O) 12,01 + 2 · 16,00 44,01 g/mol
Methan, CH4 M(CH4) = M(C) + 4 · M(H) 12,01 + 4 · 1,008 16,04 g/mol
Lattergas, N2O M(N2O) = 2 · M(N) + M(O) 2 · 14,01 + 16,00 44,02 g/mol
Ozon, O3 M(O3) = 3 · M(O) 3 · 16,00 48,00 g/mol

Opgave 4.2.klima.4: Brændstoffer

Beregn molarmassen for hvert brændstof.

  1. Propan fra en gasflaske, C3H8
  2. Octan, som der er meget af i benzin, C8H18
  3. Bioethanol, C2H6O

Skriv formlen op med bogstaver først. For propan er den M(C3H8) = 3 · M(C) + 8 · M(H).

For propan bliver beregningen 3 · 12,01 + 8 · 1,008. Octan regnes på samme måde med 8 carbonatomer og 18 hydrogenatomer.

  1. M(C3H8) = 3 · 12,01 + 8 · 1,008 = 44,09 g/mol
  2. M(C8H18) = 8 · 12,01 + 18 · 1,008 = 114,22 g/mol
  3. M(C2H6O) = 2 · 12,01 + 6 · 1,008 + 16,00 = 46,07 g/mol

Opgave 4.2.klima.5: Kalk og gødning

Beregn molarmassen for hvert stof.

  1. Læsket kalk, Ca(OH)2, som kan binde carbondioxid
  2. Gødningen ammoniumsulfat, (NH4)2SO4
  3. Gødningen urea, CO(NH2)2

Tallet efter parentesen gælder for alt, der står inde i parentesen. I Ca(OH)2 er der derfor 2 O og 2 H.

I (NH4)2SO4 er der 2 N, 8 H, 1 S og 4 O. I CO(NH2)2 er der 1 C, 1 O, 2 N og 4 H.

  1. M(Ca(OH)2) = 40,08 + 2 · 16,00 + 2 · 1,008 = 74,10 g/mol
  2. M((NH4)2SO4) = 2 · 14,01 + 8 · 1,008 + 32,06 + 4 · 16,00 = 132,14 g/mol
  3. M(CO(NH2)2) = 12,01 + 16,00 + 2 · 14,01 + 4 · 1,008 = 60,06 g/mol

Opgave 4.2.klima.6: Carbonater binder carbondioxid

Mange bjergarter er carbonater. De indeholder carbondioxid, som er bundet i fast form. Skriv formlen for hver ionforbindelse, og beregn molarmassen. Carbonationen har formlen CO32−. Calciumoxid er vist som eksempel.

Navn Formel Molarmasse
Calciumoxid CaO 56,08 g/mol
Calciumcarbonat
Magnesiumcarbonat
Lithiumcarbonat

Find først ionernes ladninger. Formlen skal være neutral, så de positive og de negative ladninger skal være lige store.

Ca2+ og Mg2+ har ladningen 2+, så der skal én carbonation til hver. Li+ har ladningen 1+, så der skal to lithiumioner til én carbonation.

Navn Formel Molarmasse
Calciumcarbonat CaCO3 M(CaCO3) = 40,08 + 12,01 + 3 · 16,00 = 100,09 g/mol
Magnesiumcarbonat MgCO3 M(MgCO3) = 24,31 + 12,01 + 3 · 16,00 = 84,32 g/mol
Lithiumcarbonat Li2CO3 M(Li2CO3) = 2 · 6,941 + 12,01 + 3 · 16,00 = 73,89 g/mol

Opgave 4.2.klima.7: Find fejlen i klimaregnskabet

Begge beregninger indeholder en fejl. Find fejlen, og skriv det rigtige resultat.

  1. M(CH4) = 12,01 g/mol + 1,008 g/mol = 13,02 g/mol
  2. M(CO2) = 12,01 + 2 · 16,00 = 44,01 g

Tjek i den ene beregning, om alle atomer er talt med. Tjek enheden i den anden.

I CH4 er der fire hydrogenatomer. Molarmasse har enheden g/mol.

  1. Der er kun regnet med ét hydrogenatom, men der er fire. Det rigtige er M(CH4) = 12,01 g/mol + 4 · 1,008 g/mol = 16,04 g/mol.
  2. Enheden er forkert. En molarmasse har enheden g/mol, så det rigtige er 44,01 g/mol.