Nationale Wetenschapsquiz - Vraag 16 - 20

[Commander Zulu]

Wat een verrassing: het vierde deel!

16. In een verkwistende bui gooi je een liter jenever in de oceaan. Die nacht stormt het flink en de alcohol wordt door alle wereldzeeën gemengd. Hoeveel alcoholmoleculen zitten er nu ongeveer in iedere liter zeewater?
a) 4000 moleculen.
b) 100 moleculen.
c) Minder dan 1 molecuul.


17. Twee identieke glazen zijn gevuld met water van gelijke temperatuur. In één glas los je twee eetlepels zout op. Vervolgens gooi je in beide glazen twee ijsblokjes. Je laat de glazen rustig staan. Wat gebeurt er?
a) Het ijs in het glas met zout water smelt sneller.
b) Het ijs in het glas met zout water smelt langzamer.
c) Er is geen verschil.


18. De pistoolgarnaal heeft een schaar die hij heel snel kan samentrekken. Daarmee schiet hij een waterstraal op zijn prooi af. Tegelijkertijd genereert hij indrukwekkende knallen. Waardoor ontstaan die knallen?
a) Door drie uitsteeksels op de schaar die heel snel over elkaar heen schieten.
b) Door mechanische vibraties die ontstaan op het moment dat de schaar dichtklapt.
c) Door een imploderende gasbel in de afgeschoten waterstraal.


19. Waaraan ontlenen zout en suiker hun conserverende werking in voedingsmiddelen?
a) Ze creëren chemische verbindingen die giftig zijn voor de aanwezige bacteriën.
b) Ze drogen de aanwezige bacteriën uit.
c) Ze veroorzaken een dodelijk hoge druk in de bacteriën.


20. Je hebt een basketbal en daarop leg je een tennisbal. Je laat ze samen van 1 meter hoogte vallen. Wat gebeurt er als de basketbal de grond raakt?
a) De kinetische energie van de tennisbal wordt plotseling overgedragen op de basketbal, die daardoor heel kort en snel gaat stuiteren.
b) Als de basketbal op de grond stuitert, zal bijna alle energie worden overgedragen op de tennisbal, die daardoor als een kanonskogel wegschiet.
c) De vervorming van de basketbal zorgt ervoor dat de tennisbal nagenoeg doodvalt.

[Commander Zulu]

Vraag 16:

Volume percentage alcohol: 40%
Dichtheid alcohol: x1
Moleculaire massa alcohol: x2
Aantal moleculen per mol: 6.02 * 10^23 (letter A)
Aantal liter in de zee: x3

Aantal moleculen per liter zeewater:

(A * 1 ltr * 40% * x1) / (x2 * x3)

pak je BINAS maar!

[Nikel]

[vraag 16]

zie: wwwga.usgs.gov/edu/earthhowmuch.html

Ik kom op 317*10^6*1,6^3*1000^3*10^3=1,298*10^21 liter water in alle wereldzeeen.

De molmassa van alcohol is 46.

0,4 liter alcohol is 320 gram alchohol (dichtheid 0,8).

320/46 = 6,96 mol alchohol

6,96*6.02*10^23 = 4,19*10^24 moleculen alcohol.

4,19*10^24 / 1,298*10^21 = 3227 moleculen per liter zeewater

Dit zou dus antwoord a zijn.

Ik hoop dat iemand het vanuit andere bronnen nog eens narekent .

[Klont]

Vanuit Encarta: de oceanen bevatten 1350 miljoen km^3 water.

Na enig rekenwerk (kladblaadje even kwijt) kwam ik op 3866,67 molekulen alcohol per liter zeewater. Uitgegaan van 400 g alcohol in die ene liter jenever (40%) ala 0,78 g/liter.

[edit] o ja, vraag 20 is b, probeer et maar es

[sewer]

Op zondag 26 november 2000 11:40 schreef Klont het volgende:
[edit] o ja, vraag 20 is b, probeer et maar es

LOL, de echte empiricus. De glazen met de ijsblokjes staan naast mijn pc-tje. Eens kijken wat er gebeurt. Afhankelijk van het resultaat verzin ik achteraf wel een theorie die het veklaart

[sewer]

Het antwoord op 17 is b)

Wel vaag trouwens, zout wordt toch in de winter toch gebruikt om bevroren wegen weer snel te 'ontdooien' Ik had dus eigenlijk wel het tegenovergestelde verwacht.

[Commander Zulu]

Zoals eerder genoemd is er onderzoek gedaan naar de pistoolgarnaal:

http://www.tn.utwente.nl/studievl/tnnieuws/17/

We kunnen nu met zekerheid zeggen dan de antwoorden zijn:

16 A (berekend)
17 B (experimenteel vastgesteld)
18 C (betrouwbare bron)
19 B (algemene kennis van de chemie)
20 B (experimenteel vastgesteld)

[Diadem]

16 A (berekend)
17 B (experimenteel vastgesteld)
18 C (betrouwbare bron)
19 B (algemene kennis van de chemie)
20 B (experimenteel vastgesteld)

Geen commentaar wat betreft 18, 19 en 20. Ik heb laatst een heel werkcollege lang naar verhalen over de pistoolgarnaal mogen luisteren, dus 18 zit wel goed. 19 is algemene kennis idd, van zowel biologie als chemie trouwens. En 20 B is natuurkundig gezien ook het meest logisch antwoord.

Met 16 en 17 zit ik echter nog wel even. Eerst 17 maar eens: Als ik het goed herinner dan is het oplossen van (keuken)zout in water een exotherm proces, waarbij dus energie vrijkomt. Dus de temperatuur van water neemt toe als je er zout in oplost. Dus zou ijs sneller moeten smelten. Nu wil ik best geloven dat het experimenteel vastgesteld is dat het B is, maar waarom dan? Wat zie ik hier over het hoofd?

en 16 kwam ik eerst op C, maar nu ik het nauwkeuriger nareken is het toch A idd:
FF uit mijn hoofd:
1 mol alcohol (=ethanol=C2H60) = 12*2+6*1+16 = 44 gram
1 liter jenever = 1 kg = 1000 gram = 40% alcohol = 400g alcohol = 10 mol alcohol = 10 * 6.2 * 10^23 = meer dan 10^24 molekulen.

als x het aantal molekulen per liter is en y het aantal km^3 water in de ocean dan is:
x * 10^12 * y = 10^24 -> x * y = 10^12

10^9 km^3 zeewater geeft x = 1000. Maar dat is dus het minimum, zie mijn afronding naar meer dan 10^24. Dus is het antwoord A.

[edit]
nog ff wat verbetert

[Commander Zulu]

Diadem: We zijn er over eens dat 16, 18, 19 en 20 vaststaan.

Ik weet niet de verklaring van het antwoord van vraag 17, maar als je het proefje zelf uitvoert heb je het antwoord al.

Daarom hoeft ook hierover niet getwijfeld te worden. De verklaring van die verschijnsel is in principe niet relevant, maar wel interesant.

[Diadem]

Ik heb hier helaas geen ijs bij de hand, dus ik kan het experiment niet uitvoeren.

Ik zal het dus wel theoretisch moeten oplossen

Bovendien ben ik, zoals ik in mijn vorige posting al zei, dus juist geinteresseerd in het waarom. Dat het zo is wil ik namelijk best van je aannemen...

[sewer]

Op zondag 26 november 2000 17:09 schreef Diadem het volgende:
Ik heb hier helaas geen ijs bij de hand, dus ik kan het experiment niet uitvoeren.

Wie heeft nou in november geen ijsblokjes in de diepvries Ik stond ook verbaasd te kijken, maar het was toch wel duidelijk te zien. Tot de ijsblokjes in het gewone glas al lang waren ontdooit, leken de ijsblokjes in het andere glas (met zout) identiek aan toen ik ze erin gegooid had. Maar als iemand het nog eens zou willen controleren, graag (duurt nog geen 10 minuten).

Verklaring ben ik ook erg benieuwd naar.

[Delerium]

Het oplossen van zout vraagt energie. Vast water kan dat niet leveren (er lost niets op) en vloeibaar water wel. Maar dat bevriest dus direct nadat het het ijs heeft opgelost.

Voldoende verklaring?
Nee, want dit is in het geval van alleen ijs.

[Commander Zulu]

Een oplossing:

Zout water heeft een hogere dichtheid dan zuiver water. Een voorbeeld is de dode zee, waarop je veel makkelijker kan drijven, omdat ie zo zout is.

Gesmolten ijs van 0 graden is lichter dan zout water op kamertemperatuur.

Als het ijs smelt blijft het koude water dus boven in het glas. Stilstaand water is een isolator, het laat slecht warmte door. Een voorbeeld is het surfpak, die nat wordt maar niet koud wordt.

Het smeltwater werkt als een soort buffer tussen het ijs en het warme zoute water.

Andere glas: Koud water ontstaat en zakt naar beneden. Hierdoor ontstaat convectiestromen, en warm water stijgt naar boven tegen het ijs aan, waardoor het sneller gaat smelten.

Zie de tekening:



Antwoord B dus op vraag 17.

[Virgol]

Hee leuk.

Een paar opmerkingen:
1
Er zit waarschijnlijk al alcohol opgelost in het zeewater voordat die vles word omgekeerd.
2
Reageert alcohol niet met iets in zeewater?
3
Waar haalt die garnaal zijn lucht dan vandaan? Hij leeft toch onderwater?

Ik ben zeer slecht in dit soort vragen. Het zijn altijd strikvragen en meestal nog slechte vragen ook.

Virgol

[Verwijderd]

Volgens mij is het oplossen van zout een endotherm process, je moet namelijk ion-bindingen breken, wat energie kost. De temperatuur daalt hierdoor en dus smelt het ijsblokje minder snel.

[Commander Zulu]

wVm: Je hebt gelijk, dat helpt ook mee. Zoutkristallen en ijskristallen zijn ordelijk, en aangezien de natuur naar chaos streeft, zal ijs smelten om de zoutkristallen op de lossen. Hiervoor is energie nodig waardoor de temperatuur daalt.

Als men 's winters zout strooit, is het gesmolten zout/ijs kouder dan de sneeuw. Honden kunnen daar last van krijgen als ze uitgelaten worden.

[Verwijderd]

Er zitten helemaal geen alcohol moleculen in die zee, alleen een hele zooi knetterbezopen vissen .

Laten we er vanuit gaan dat ze gewoon H2O in deze vraag bedoelen, en geen zeewater, dat schiet niet op. Dus antwoord A klopt...

[Diadem]

Oplossen van zout endotherm? Ik geloof dat mijn hersenen last hebben van een meltdown, want ik weet het echt niet... Damn, ik mis mijn binas

Aan een effect als Commander_Zulu beschrijft, iets heel anders dus dan temperatuur, had ik ook al zitten denken, maar ik had geen idee wat er dan zou moeten optreden. Zijn theorie klinkt aannemelijk iig. En dat samen met een goed experiment lijkt me overtuigend...

Dus:
16 A (berekend)
17 B (experimenteel vastgesteld + verklaard)
18 C (verscheidene betrouwbare bron (heeft btw ook in nature gestaan))
19 B (algemene kennis van de chemie + biologie)
20 B (experimenteel vastgesteld + verklaard)

Deze vragen twijfel ik niet meer over. Nu de andere 15 nog.

[Commander Zulu]

Hee Diadem, moet je trouwens niet leren voor je tentamens?

[Verwijderd]

ff in binas opgezocht:

Roosterenthalpie NaCl: -7,8 *10^5 J/mol
Ionisatie-enthapie Na/Na+: +5,0 *10^5 J/mol
Elektronenaffiniteit Cl/Cl-: -3,6 *10^5 J/mol

H_tot=-H_rooster+H_ionisatie+H_elektronenaffiniteit=7,8*10^5 + 5,0*10^5 - 3,6*10^5 = 9,2*10^5

Als ik het goed heb kost het dus enthalpie om zout op te lossen.

[Diadem]

Commander_Zulu:

En dat moet jij zeggen? Jij hebt toch net zo goed tentamens?

maar idd, ik had vandaag Lineaire Algebra. Gadverdamma, wat een vak... Maar met een beetje geluk heb ik het gehaald

[LoekieLeeuw]

16 - c minder dan 1 molecuul
17 - a want als het gesneeuwd/geijzeld heeft gooit mijn moeder ook altijd wat zout op de stoep om de sneeuw weg te krijgen. (maar aan de andere kant op de noordpool heb je ook ijsbergen… ) Ik blijf bij A.
18 - pistoolgarnaal?? nooit van gehoord dan maar gokken: uh c want die vindt ik het meest onwaarschijnlijkste…
19 - b
20 - b volgens mij..

[-=Confuzer=-]

Water met opgelost zout is kouder jah...
Het heeft meer structuur dus trilt ook minder en kan zodoende minder warmte afstaan...
Die isolatielaag is ook goed idee jah...

[Verwijderd]

Waarschijnlijk maakt het niet veel uit, maar jenever is (maar) 35 % vol. Dus als je ff de molariteit van alcohol opzoekt, kan je uitrekenen hoeveel moleculen dat wezen.... en als je dan ff GOED opzoekt hoeveel liter water alle zeeen zouden bevatten, er niet van uitgaande dat er andere stoffen dan Water in zitten, en die 2 door elkaar deelt, heb je het antwoord..... maar daar was men al druk mee bezig....

[Jag]

maar idd, ik had vandaag Lineaire Algebra. Gadverdamma, wat een vak...

Leuk hè, LALA ?

Jag