Opgaver til 5.2

Opgaverne hører til afsnit 5.2 Formel og aktuel koncentration. Prøv selv, før du åbner hjælpen under opgaven. Ionernes formler står i afsnit 2.1 og 2.3.

Opgave 5.2.1: Skriv reaktionsskemaet

Skriv reaktionsskemaet for, at saltet opløses i vand. Natriumchlorid er vist som eksempel.

Salt Reaktionsskema
NaCl NaCl(s) → Na+(aq) + Cl−(aq)
KBr
CaCl2
Na2SO4
Al(NO3)3

Find de ioner, saltet består af, og hvor mange der er af hver. Antallet skrives som et tal foran ionen.

CaCl2 består af én Ca2+ og to Cl−. Det lille 2-tal i formlen bliver til et stort 2-tal foran ionen i reaktionsskemaet.

Salt Reaktionsskema
KBr KBr(s) → K+(aq) + Br−(aq)
CaCl2 CaCl2(s) → Ca2+(aq) + 2 Cl−(aq)
Na2SO4 Na2SO4(s) → 2 Na+(aq) + SO42−(aq)
Al(NO3)3 Al(NO3)3(s) → Al3+(aq) + 3 NO3−(aq)

Opgave 5.2.2: Tæl ionerne

Magnesiumchlorid har formlen MgCl2.

  1. Hvor mange magnesiumioner og hvor mange chloridioner giver 1 formelenhed MgCl2?
  2. Hvor mange giver 5 formelenheder?
  3. Hvor mange mol af hver ion giver 1 mol MgCl2?

Formlen viser, at der er 1 Mg2+ og 2 Cl− i hver formelenhed.

Forholdet er det samme, uanset om der tælles i styk eller i mol. Gang antallet af formelenheder med 1 for magnesium og med 2 for chlorid.

  1. 1 magnesiumion og 2 chloridioner
  2. 5 magnesiumioner og 10 chloridioner
  3. 1 mol magnesiumioner og 2 mol chloridioner

Opgave 5.2.3: Aktuelle koncentrationer

Find den aktuelle koncentration af hver ion.

Formel koncentration Positiv ion Negativ ion
c(NaCl) = 0,10 M [Na+] = 0,10 M [Cl−] = 0,10 M
c(KBr) = 0,25 M
c(CaCl2) = 0,20 M
c(Na2SO4) = 0,050 M
c(AlCl3) = 0,10 M

Skriv reaktionsskemaet for hvert salt. Tallet foran ionen fortæller, hvad den formelle koncentration skal ganges med.

For CaCl2 er skemaet CaCl2(s) → Ca2+(aq) + 2 Cl−(aq). Den aktuelle koncentration af chlorid er derfor 2 · 0,20 M.

Formel koncentration Positiv ion Negativ ion
c(KBr) = 0,25 M [K+] = 0,25 M [Br−] = 0,25 M
c(CaCl2) = 0,20 M [Ca2+] = 0,20 M [Cl−] = 0,40 M
c(Na2SO4) = 0,050 M [Na+] = 0,10 M [SO42−] = 0,050 M
c(AlCl3) = 0,10 M [Al3+] = 0,10 M [Cl−] = 0,30 M

Opgave 5.2.4: Baglæns

  1. I en opløsning af magnesiumchlorid, MgCl2, er [Cl−] = 0,60 M. Hvad er den formelle koncentration af MgCl2?
  2. I en opløsning af natriumcarbonat, Na2CO3, er [Na+] = 0,50 M. Hvad er den formelle koncentration af Na2CO3?

Hver formelenhed giver to af den ion, du kender koncentrationen af.

Ionens koncentration er 2 gange den formelle koncentration. Den formelle koncentration er derfor ionens koncentration divideret med 2.

  1. c(MgCl2) = 0,60 M divideret med 2 = 0,30 M
  2. c(Na2CO3) = 0,50 M divideret med 2 = 0,25 M

Opgave 5.2.5: Hvad betyder skrivemåden?

Forklar, hvad hver skrivemåde betyder.

  1. c(NaCl) = 0,10 M
  2. [Na+] = 0,10 M
  3. [NaCl] = 0 M

Bogstavet c bruges om den formelle koncentration. Kantede parenteser bruges om den aktuelle koncentration.

Du kan begynde dine sætninger sådan:

  • Der er hældt … mol natriumchlorid i hver liter opløsning.
  • Der findes … mol natriumioner i hver liter opløsning.
  • Der findes ingen … i opløsningen, fordi …
  1. Den formelle koncentration: Der er hældt 0,10 mol natriumchlorid i hver liter opløsning.
  2. Den aktuelle koncentration: Der findes 0,10 mol natriumioner i hver liter opløsning.
  3. Der findes ingen hele formelenheder af NaCl i opløsningen, fordi ionerne har sluppet hinanden.

Opgave 5.2.6: Sukker og salt

En opløsning af sukker, C12H22O11, har den formelle koncentration 0,25 M.

  1. Hvad er den aktuelle koncentration af sukker i opløsningen?
  2. Forklar, hvorfor sukker opfører sig anderledes end salt, når det opløses.

Sukker består af molekyler. Salt består af ioner.

Et molekyle holdes sammen af elektronparbindinger og går ikke i stykker, når det opløses. I et salt slipper ionerne hinanden.

  1. [C12H22O11] = 0,25 M
  2. Sukker består af molekyler, som forbliver hele, når de opløses. Den aktuelle koncentration er derfor den samme som den formelle. Et salt består af ioner, som slipper hinanden i vandet.

Opgave 5.2.7: Fra masse til aktuel koncentration

11,1 g calciumchlorid, CaCl2, opløses i vand i en målekolbe på 500 mL. Molarmassen for CaCl2 er 110,98 g/mol.

  1. Beregn stofmængden af calciumchlorid.
  2. Beregn den formelle koncentration.
  3. Find de aktuelle koncentrationer af Ca2+ og Cl−.

De to første trin er de samme som i afsnit 5.1: fra masse til stofmængde og fra stofmængde til koncentration.

Den formelle koncentration er 0,200 M. Reaktionsskemaet er CaCl2(s) → Ca2+(aq) + 2 Cl−(aq).

\[ n(\mathrm{CaCl_2}) = \frac{m}{M} = \frac{11{,}1\ \mathrm{g}}{110{,}98\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}} = 0{,}100\ \mathrm{mol} \]

\[ c(\mathrm{CaCl_2}) = \frac{n}{V} = \frac{0{,}100\ \mathrm{mol}}{0{,}500\ \mathrm{L}} = 0{,}200\ \mathrm{M} \]

De aktuelle koncentrationer er [Ca2+] = 0,200 M og [Cl−] = 2 · 0,200 M = 0,400 M.

Opgaver med fødevaretema

Salte i mad og drikke er opløst som ioner. Det er ionerne, kroppen optager.

Opgave 5.2.mad.1: Pastavand

Pasta koges i vand med salt. Den formelle koncentration af natriumchlorid i vandet er 0,17 M.

  1. Skriv reaktionsskemaet for, at natriumchlorid opløses.
  2. Hvad er de aktuelle koncentrationer af Na+ og Cl−?

Natriumchlorid består af én natriumion og én chloridion.

Tallet foran begge ioner i reaktionsskemaet er 1. De aktuelle koncentrationer er derfor de samme som den formelle.

  1. NaCl(s) → Na+(aq) + Cl−(aq)
  2. [Na+] = 0,17 M og [Cl−] = 0,17 M

Opgave 5.2.mad.2: Calciumchlorid i ost

Når der laves ost, tilsættes mælken lidt calciumchlorid. En opløsning af calciumchlorid har den formelle koncentration 0,10 M.

  1. Skriv reaktionsskemaet for, at calciumchlorid opløses.
  2. Hvad er de aktuelle koncentrationer af Ca2+ og Cl−?

Formlen for calciumchlorid er CaCl2.

Hver formelenhed giver én calciumion og to chloridioner. Chlorids koncentration bliver derfor dobbelt så stor som den formelle.

  1. CaCl2(s) → Ca2+(aq) + 2 Cl−(aq)
  2. [Ca2+] = 0,10 M og [Cl−] = 0,20 M

Opgave 5.2.mad.3: En sportsdrik

En sportsdrik indeholder to salte. Den formelle koncentration er 0,020 M for natriumchlorid, NaCl, og 0,0050 M for kaliumchlorid, KCl.

  1. Hvad er de aktuelle koncentrationer af Na+ og K+?
  2. Begge salte giver chloridioner. Hvad er den samlede aktuelle koncentration af Cl−?

Hvert salt giver én positiv ion og én chloridion for hver formelenhed.

Natriumchlorid giver 0,020 M chlorid, og kaliumchlorid giver 0,0050 M chlorid. De to bidrag lægges sammen.

  1. [Na+] = 0,020 M og [K+] = 0,0050 M
  2. [Cl−] = 0,020 M + 0,0050 M = 0,025 M

Opgaver med sundhedstema

Saltene i blodet og i et drop på hospitalet er opløst som ioner. Det er ionernes koncentration, lægen ser på i en blodprøve. Opgaverne træner det samme som opgave 5.2.1 til 5.2.7, men handler alle om sundhed og medicin. Baggrunden står på siden Tema: Sundhed og medicin.

Opgave 5.2.sundhed.1: Salte i drop og medicin

Kaliumchlorid, calciumchlorid og magnesiumsulfat gives i drop på hospitalet, og lithiumcarbonat bruges i tabletter mod bipolar lidelse. Skriv reaktionsskemaet for, at saltet opløses i vand. Natriumchlorid fra et saltvandsdrop er vist som eksempel.

Salt Reaktionsskema
NaCl NaCl(s) → Na+(aq) + Cl−(aq)
KCl
CaCl2
MgSO4
Li2CO3

Find de ioner, saltet består af, og hvor mange der er af hver. Antallet skrives som et tal foran ionen.

CaCl2 består af én Ca2+ og to Cl−. Det lille 2-tal i formlen bliver til et stort 2-tal foran ionen i reaktionsskemaet. Sulfat, SO42−, og carbonat, CO32−, er sammensatte ioner, som bliver sammen i vandet.

Salt Reaktionsskema
KCl KCl(s) → K+(aq) + Cl−(aq)
CaCl2 CaCl2(s) → Ca2+(aq) + 2 Cl−(aq)
MgSO4 MgSO4(s) → Mg2+(aq) + SO42−(aq)
Li2CO3 Li2CO3(s) → 2 Li+(aq) + CO32−(aq)

Opgave 5.2.sundhed.2: Tæl ionerne i et drop

Calciumchlorid har formlen CaCl2. Det gives i drop til patienter, der mangler calcium.

  1. Hvor mange calciumioner og hvor mange chloridioner giver 1 formelenhed CaCl2?
  2. Hvor mange giver 20 formelenheder?
  3. Hvor mange mol af hver ion giver 1 mol CaCl2?

Formlen viser, at der er 1 Ca2+ og 2 Cl− i hver formelenhed.

Forholdet er det samme, uanset om der tælles i styk eller i mol. Gang antallet af formelenheder med 1 for calcium og med 2 for chlorid.

  1. 1 calciumion og 2 chloridioner
  2. 20 calciumioner og 40 chloridioner
  3. 1 mol calciumioner og 2 mol chloridioner

Opgave 5.2.sundhed.3: Ioner i fem opløsninger

Skemaet viser den formelle koncentration af saltet i fem opløsninger. De fire første er drop med natriumchlorid, kaliumchlorid, calciumchlorid og magnesiumsulfat. Den sidste er et middel mod kraftig sved med aluminiumchlorid. Find den aktuelle koncentration af hver ion. Saltvandsdroppet med natriumchlorid er vist som eksempel.

Formel koncentration Positiv ion Negativ ion
c(NaCl) = 0,154 M [Na+] = 0,154 M [Cl−] = 0,154 M
c(KCl) = 0,020 M
c(CaCl2) = 0,10 M
c(MgSO4) = 0,080 M
c(AlCl3) = 0,60 M

Skriv reaktionsskemaet for hvert salt. Tallet foran ionen fortæller, hvad den formelle koncentration skal ganges med.

For CaCl2 er skemaet CaCl2(s) → Ca2+(aq) + 2 Cl−(aq). Den aktuelle koncentration af chlorid er derfor 2 · 0,10 M.

Formel koncentration Positiv ion Negativ ion
c(KCl) = 0,020 M [K+] = 0,020 M [Cl−] = 0,020 M
c(CaCl2) = 0,10 M [Ca2+] = 0,10 M [Cl−] = 0,20 M
c(MgSO4) = 0,080 M [Mg2+] = 0,080 M [SO42−] = 0,080 M
c(AlCl3) = 0,60 M [Al3+] = 0,60 M [Cl−] = 1,8 M

Opgave 5.2.sundhed.4: Baglæns fra ionerne

  1. En sprøjte indeholder en opløsning af calciumchlorid, CaCl2. I opløsningen er [Cl−] = 1,0 M. Hvad er den formelle koncentration af CaCl2?
  2. En tablet med lithiumcarbonat, Li2CO3, opløses i vand. I opløsningen er [Li+] = 0,010 M. Hvad er den formelle koncentration af Li2CO3?

Hver formelenhed giver to af den ion, du kender koncentrationen af.

Ionens koncentration er 2 gange den formelle koncentration. Den formelle koncentration er derfor ionens koncentration divideret med 2.

  1. c(CaCl2) = 1,0 M divideret med 2 = 0,50 M
  2. c(Li2CO3) = 0,010 M divideret med 2 = 0,0050 M

Opgave 5.2.sundhed.5: Saltvandsdrop og blod

Forklar, hvad hver skrivemåde betyder.

  1. c(NaCl) = 0,154 M i et saltvandsdrop
  2. [Na+] = 0,140 M i blodet
  3. [NaCl] = 0 M i et saltvandsdrop

Bogstavet c bruges om den formelle koncentration. Kantede parenteser bruges om den aktuelle koncentration.

Du kan begynde dine sætninger sådan:

  • Der er hældt … mol natriumchlorid i hver liter af saltvandsdroppet.
  • Der findes … mol natriumioner i hver liter blod.
  • Der findes ingen … i saltvandsdroppet, fordi …
  1. Den formelle koncentration: Der er hældt 0,154 mol natriumchlorid i hver liter af saltvandsdroppet.
  2. Den aktuelle koncentration: Der findes 0,140 mol natriumioner i hver liter blod.
  3. Der findes ingen hele formelenheder af NaCl i saltvandsdroppet, fordi ionerne har sluppet hinanden.

Opgave 5.2.sundhed.6: Glucosedrop og saltvandsdrop

Et glucosedrop har den formelle koncentration 0,278 M glucose, C6H12O6.

  1. Hvad er den aktuelle koncentration af glucose i glucosedroppet?
  2. Forklar, hvorfor glucose opfører sig anderledes end natriumchlorid i et saltvandsdrop, når det opløses.

Glucose består af molekyler. Natriumchlorid er et salt og består af ioner.

Et molekyle holdes sammen af elektronparbindinger og går ikke i stykker, når det opløses. I et salt slipper ionerne hinanden. Du kan begynde dine sætninger sådan:

  • Glucose består af …, som …, når de opløses.
  • Den aktuelle koncentration af glucose er derfor …
  • Natriumchlorid består af …, som …
  1. [C6H12O6] = 0,278 M
  2. Glucose består af molekyler, som forbliver hele, når de opløses. Den aktuelle koncentration af glucose er derfor den samme som den formelle. Natriumchlorid består af ioner, som slipper hinanden i vandet.

Opgave 5.2.sundhed.7: Fra masse til ioner i et drop

Nogle drop indeholder magnesiumchlorid, MgCl2. I laboratoriet opløses 2,38 g magnesiumchlorid i vand i en målekolbe på 250 mL. Molarmassen for MgCl2 er 95,21 g/mol.

  1. Beregn stofmængden af magnesiumchlorid.
  2. Beregn den formelle koncentration.
  3. Find de aktuelle koncentrationer af Mg2+ og Cl−.

De to første trin er de samme som i afsnit 5.1: fra masse til stofmængde og fra stofmængde til koncentration.

Den formelle koncentration er 0,100 M. Reaktionsskemaet er MgCl2(s) → Mg2+(aq) + 2 Cl−(aq).

\[ n(\mathrm{MgCl_2}) = \frac{m}{M} = \frac{2{,}38\ \mathrm{g}}{95{,}21\ \dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}} = 0{,}0250\ \mathrm{mol} \]

\[ c(\mathrm{MgCl_2}) = \frac{n}{V} = \frac{0{,}0250\ \mathrm{mol}}{0{,}250\ \mathrm{L}} = 0{,}100\ \mathrm{M} \]

De aktuelle koncentrationer er [Mg2+] = 0,100 M og [Cl−] = 2 · 0,100 M = 0,200 M.