Les 2A Reactievergelijkingen

• Scheikunde
• MBO
• Studiejaar 1,3

Toegepaste scheikunde - Bodem bemesting

Scheikunde in de veehouderij- waarom?

Scheikunde op het boerenbedrijf

2 maart 2023/

Onze gastspreker Klaas Meijaard trapt eind februari de studiegroepbijeenkomst in Aldegea af met de ingewanden van de koe. Kunnen de aanwezigen de potten op goede volgorde neerzetten? In welke maag komt het eten eerst en waar gaat het dan heen tot en met de darmen? Op de foto zie je de dikke darm, dunne darm en de vier magen van de koe.

Verder zijn er deze sessie veel scheikundige benamingen de revue gepasseerd. Als je scheikundig weet hoe de bodem en mest werkt, dan kun je er sneller op inspelen en processen verbeteren. Een voorbeeld hiervan is bijvoorbeeld ammoniak. Hoe minder ammoniakale stikstof er door de mest zit, hoe minder eiwit door de koe heen is gegaan en hoe beter de benutting van stikstof. Klaas gaf een voorbeeld van een boer die onder de 1,0 kg ammoniakel stikstof in de mest zat als streven.

Nog een voorbeeld is melkureum. Dit moet onder de 25 zitten. Nieuwe gemolken koeien mogen niet boven de 15 zitten. Hoe krijg je dit voor elkaar?

Al het eiwit dat een koe binnenkrijgt wordt in de pens afgebroken tot ammoniak. Bij teveel ammoniak scheidt de lever het af naar ureum. Als je ureum in je melk hebt, dan krijg je dit er niet meer uit.

De pens

De pens van een koe is ongeveer tussen de 180 – 200 liter. Zodra je PH onder de 6,2 komt, dan branden de flapjes van de pens pupillen eraf. Binnen 2 dagen kan deze pensverzuring ervoor zorgen dat de helft van al die flapjes eraf branden. Met het te snel opstarten van krachtvoer kun je dus heel veel flapjes eraf branden. Dit resulteert in hoge ammoniak cijfers en een mindere penswerking van de koe.

Verder moeten de kalfjes de eerste 100 dagen groeien. Groeit het kalf niet, dan geef je teveel krachtvoer. Hoe meer pensverzuring, hoe minder goed een koe vet op kan nemen.

Bodem

Wat is nu het belangrijkste component in de bodem? Het antwoord hierop is CO2. In de bodem zit lucht, waar CO2 in zit. Heb je veel CO2 in de bodemlucht, dan heb je een actief schimmel en bacteriën netwerk. Kom je onder de 7% zuurstof, dan sterven je wortels af in de bodem. Zorg dus dat dit boven die 7% zit. Zorg voor een bodem met een goede structuur met voldoende ruimte tussen de porïen, en voorkom bodemverdichting.

Binnen de studiegroep werd opgemerkt dat het een zoektocht blijft van de boer, hoe houd je de bodem gezond? Soms zit je met verschillende soorten grond binnen een perceel, dan is het beheer een lastige component.

De verhouding aan elementen in een bodem is erg belangrijk. Denk hierbij aan calcium en magnesium. Een bodem moet ademen, ruimte hebben. De verhouding van de mest is minstens zo belangrijk en moet samenwerken met de bodem. Bij het proces van een gezonde bodem en het proces van goede mest dient goed gekeken te worden naar de verhoudingen. Hier kun je op inspelen.

Als je snap hoe dit werkt dan kun je de bodem voor je laten werken.

Op moderne veehouderijbedrijven is het belangrijk zo veel mogelijk voer van goede kwaliteit van eigen grond te winnen. Daarmee spaar je de aankoop van duur (kracht)voer uit en stijgt het rendement van je bedrijf. Sommige veehouders halen 14 ton droge stof van een hectare grasland en 20 ton van een hectare mais. Dat lukt alleen als de bodem in topconditie is!

Thema's bij toegepaste scheikunde

1. Stoffen en molecuulformules
2. Bodemanalyse en reactievergelijkingen
3. Grond- en oppervlaktewater
4. Fotosynthese
5. pH in de bodem en pH in het melksysteem
6. Mest en urine
7. Broeikasgas 

1. Stoffen en molecuulformules
   
2. Bodemanalyse en reactievergelijkingen
   
3. Grond- en oppervlaktewater
   
4. Fotosynthese
   
5. pH in de bodem en pH in het melksysteem
   
6. Mest en urine
   
7. Broeikasgas 

Planning

• Periode 2 
• 1 uur in de week
• Thema 1t/m 3
• Toets als afsluiting
• Periode 3
• 1 uur in de week
• Thema 4 t/m 7
• Toets als afsluiting
• Cijfers gemiddeld = eindcijfer

En nu deze leerdoelen

Aan het einde van de les kun jij:

• Je kunt een bodemanalyseformulier lezen.
• Je kunt met behulp van een bodemanalyse de bemesting aanpassen aan de behoefte van de bodem en het gewas.
• Je kunt uitleggen hoe je ervoor kunt zorgen dat meststoffen zo goed mogelijk opgenomen worden door het gewas.
• Jij kan uitleggen wat een chemische reactie is met behulp van praktijkvoorbeelden.
• Je kunt in een reactievergelijking weergeven wat er gebeurt bij het verdunnen van mest

0

Kenmerken meeschrijven op het bord om te gebruiken bij de volgende opdracht om chemische reacties te herkennen

Afspelen tot 2.18

Chemische reacties

• Eigenschappen van reagerende stoffen verdwijnen
• Ontstaan nieuwe stoffen met nieuwe eigenschappen

Bijvoorbeeld:

Het bevriezen van water een chemische reactie?

• Water verandert in ijs --> de vloeibaarheid verdwijnt
• Alle chemische eigenschappen blijven echter bestaan (kookpunt, smeltpunt etc.)
• Alleen aggregatietoestand is enkel veranderd

Wat is een chemische reactie?

Een chemische reactie is een proces waarbij de beginstoffen worden omgezet in reactieproducten. Tijdens de reactie worden bestaande verbindingen in moleculen verbroken en/of nieuwe bindingen gevormd.

Chemische reacties vinden niet alleen plaats in laboratoria. Ook in het dagelijks leven zijn allerlei voorbeelden van chemische reacties te vinden.

Denk aan:

Het braden van vlees

Het bederven van voedsel

De vorming van kalkaanslag (dit is een voorbeeld van een omkeerbare evenwichtsreactie)

Het roesten van metaal

Bij een chemische reactie gebeurt het volgende:

- de (eigenschappen van de) beginstof verdwijnt

- er ontstaat een nieuw reactieproduct

 - het is onomkeerbaar

Chemische reacties worden weergegeven in een:

- Reactie-schema 

of

- Reactievergelijking

Reactieschema

Bijvoorbeeld de verbranding van koolstof:

In een reactieschema schrijven we schematisch op welke stoffen voor de reactie aanwezig waren (de beginstoffen) en welke stoffen na de reactie zijn ontstaan (de reactieproducten). De reactie zelf wordt aangegeven met een pijl. Achter elke stof wordt aangegeven in welke fase deze stof zich bevindt.

Dus: beginstof 1 (fase) + beginstof 2 (fase) ® reactieproduct 1 (fase) + reactieproduct 2 (fase)

Het reactieschema voor de verbranding van koolstof ziet er bijvoorbeeld als volgt uit:

koolstof (s) + zuurstof (g) ® koolstofdioxide (g)

 

Reactieschema

Een chemische reactie kun je verkort weergeven in een reactieschema, waarin je de namen en de toestandsaanduidingen (= aggregatietoestanden) van de beginstoffen voor de pijl en van de reactieproducten achter de pijl plaatst.

Toestandsaanduidingen: gas (g), vast (s), vloeibaar (l) en opgelost (aq)

Een chemische reactie is een proces waarbij de beginstoffen worden omgezet in reactieproducten. Tijdens de reactie worden bestaande verbindingen in moleculen verbroken en/of nieuwe bindingen gevormd.

Chemische reacties vinden niet alleen plaats in laboratoria. Ook in het dagelijks leven zijn allerlei voorbeelden van chemische reacties te vinden.

Denk aan:

• Het braden van vlees
• Het bederven van voedsel
• De vorming van kalkaanslag (dit is een voorbeeld van een omkeerbare evenwichtsreactie)
• Het roesten van metaal

Bij een chemische reactie gelden de volgende regels of wetten:

Wet van behoud van massa (Wet van Lavoisier)

Bij een chemische reactie is de totale massa van de beginstoffen gelijk aan de totale massa van de reactieproducten.

In chemische reacties worden dus GEEN atomen gemaakt of vernietigd.

Wet van constante massaverhouding (Wet van Proust)

Stoffen reageren en ontstaan in een vaste massaverhouding.

Bij elke chemische reactie treedt er een energie-effect op.

Voor sommige reacties is er energie (warmte, licht of elektriciteit) nodig en in andere gevallen komt er tijdens de reactie juist energie vrij.

Een chemische reactie waarbij energie wordt opgenomen noemen we een endotherme reactie. Bijvoorbeeld: het koken van een ei.

Een chemische reactie waarbij energie vrijkomt noemen we een exotherme reactie. Bijvoorbeeld: het aansteken van gas. 

Een aantal belangrijke..

We behandelen tijdens deze les:

- fotosynthese

- dissimilatie

- mineralisatie

Een belangrijke reactievergelijking in onze sector is fotosynthese

Water + koolstofdioxide + licht --> zuurstof + glucose

In molecuulformule:

H2O + CO2 + licht

--> O2+ C6 H12 O6

Wet van behoud van massa

 'de wet van Lavoisier'

De massa van alle stoffen voor de reactie is samen net zo groot als de massa van alle reactieproducten bij elkaar .

Er kan geen massa verloren gaan!

Omdat er tijdens een chemische reactie geen atomen gemaakt of vernietigd worden, moeten we ervoor zorgen dat er voor en na de pijl evenveel atomen van elke atoomsoort staan. In de bovenstaande reactievergelijking is dit het geval.

Is dit niet het geval, ga dan als volgt te werk:

Schrijf op hoeveel atomen je aan beide kanten van de vergelijking hebt.

Begin met de atomen in evenwicht te brengen. Dit doe je door voor de molecuulformule een cijfer te zetten (ook wel coëfficiënt genoemd).

Het is hierbij het handigst om te beginnen met een atoomsoort die in het minst aantal moleculen voorkomt en te eindigen met een molecuul dat maar één atoomsoort bevat.

Reactieschema's en reactievergelijkingen

Chemische reacties kunnen weergeven worden in een reactieschema of een reactievergelijking.

Reactieschema

In een reactieschema schrijven we schematisch op welke stoffen voor de reactie aanwezig waren (de beginstoffen) en welke stoffen na de reactie zijn ontstaan (de reactieproducten). De reactie zelf wordt aangegeven met een pijl. Achter elke stof wordt aangegeven in welke fase deze stof zich bevindt.

Dus: beginstof 1 (fase) + beginstof 2 (fase) ® reactieproduct 1 (fase) + reactieproduct 2 (fase)

Het reactieschema voor de verbranding van koolstof ziet er bijvoorbeeld als volgt uit:

koolstof (s) + zuurstof (g) ® koolstofdioxide (g)

De wet van behoud van massa stelt dat er bij een chemische reactie geen massa verloren gaat. Deze wet wordt ook wel de wet van Lavoisier genoemd. De wet vertelt dat de totale massa van de moleculen die worden gebruikt om een reactie tot stand te laten komen (reagentia), hetzelfde is als de totale massa van de moleculen die door de reactie worden gevormd (reactieproducten).

In vergelijkingsvorm is dat:

min = muit

De wet is sinds zijn uitvinding in 1789 de standaardmanier waarop scheikundigen reactieproducten achterhalen. Je hoeft maar twee dingen te weten om erachter te komen wat de missende reactieproducten zijn:

De massa van de moleculen vóór de reactie.

De massa van een paar reactieproducten.

Hoe gebruik je de wet van behoud van massa?

Hoe gebruik je de wet van behoud van massa?

De wet van behoud van massa is een handige tool om reactievergelijkingen kloppend te maken. Als een deel van de reactievergelijking bekend is, kun je de details van de reactie achterhalen.

Voorbeeld:

Bij verbranding van methaan komen CO2 en H2O vrij. Maar in welke verhoudingen gebeurt deze reactie eigenlijk? Daarvoor kan de wet van behoud van massa worden gebruikt. De reactievergelijking ziet er dan als volgt uit:

Reactievergelijking verbranding methaan

In de vergelijking is te zien dat er aan de linker- en rechterkant niet evenveel van alle atomen staan. Rechts staan er twee waterstofatomen en links vier. Ook staan er rechts drie zuurstofatomen en links maar twee. Het aantal koolstofatomen klopt wel. Doordat er verschillen zijn tussen beide kanten klopt de totale balans niet. Volgens de wet van behoud van massa moet de massa aan beide kanten gelijk zijn. Van elk atoom moet er vóór de pijl evenveel zijn als na de pijl.

Een goede strategie hiervoor is om te kijken naar welke atomen er aan de linkerkant te veel zijn en dat vervolgens te compenseren aan de rechterkant. In dit geval zien we twee waterstofatomen te veel vóór de pijl. Daarom moeten er na de pijl niet één, maar twee watermoleculen staan:

Reactievergelijking verbranding methaan - deels kloppend

Wanneer de balans dan opnieuw wordt opgemaakt, staan er aan de linkerkant nog twee zuurstofatomen en aan de rechterkant vier (twee van CO2 en twee van 2H2O). Er moeten aan de linkerkant twee zuurstofatomen bij, oftewel een zuurstofmolecuul:

Reactievergelijking verbranding methaan - correct

Nu klopt de reactievergelijking weer.

kloppende fotosynthese in molecuulformule

fotosynthese in moleculen weergegeven

Stappenplan

• Schrijf het reactieschema op in woorden
• Vervang de woorden door symbolen
• Schrijf van elk soort atoom het aantal op, voor de pijl
• Schrijf van elk soort atoom het aantal op, na de pijl
• Pas het aantal atomen aan door de coëfficiënt te veranderen
• Controleer of voor en na de pijl evenveel van elk atoomsoort
  aanwezig is.

Wat is de reactievergelijking van de verbranding van methaan?

Reactievergelijking

In een reactievergelijking worden de stoffen weergegeven in formulevorm.

Voor de verbranding van koolstof ziet de reactievergelijking er als volgt uit:

Omdat er tijdens een chemische reactie geen atomen gemaakt of vernietigd worden, moeten we ervoor zorgen dat er voor en na de pijl evenveel atomen van elke atoomsoort staan. In de bovenstaande reactievergelijking is dit het geval.

Is dit niet het geval, ga dan als volgt te werk:

Schrijf op hoeveel atomen je aan beide kanten van de vergelijking hebt.

Begin met de atomen in evenwicht te brengen. Dit doe je door voor de molecuulformule een cijfer te zetten (ook wel coëfficiënt genoemd).

Het is hierbij het handigst om te beginnen met een atoomsoort die in het minst aantal moleculen voorkomt en te eindigen met een molecuul dat maar één atoomsoort bevat.

 

Maak de reactievergelijking kloppend
...CO2+...H2O +zonlicht--> C6 H12 O6+...O2

6CO2+6H2O+zonlicht-->C6H12O6+6O2

CO2

N

Cl

CaO

H2O

CO

Koolstofdioxide

Calciumoxide

Water

Koolmonoxide

Chloor

Stikstof

Een belangrijke reactievergelijking in onze sector Fotosynthese

Maak deze reactievergelijking kloppend, gebruik het stappenplan!

Een belangrijk scheikundig proces binnen de landbouw is de fotosynthese. Fotosynthese is het proces waarbij planten water en koolstofdioxide onder invloed van energie uit licht omzetten in zuurstof en glucose.

De bruto chemische reactie voor fotosynthese is:

                                                                 .. H2O + .. CO2 + licht → C6H12O6 (glucose) + .. O2 + .. H2O.

Maak de bovenstaande reactievergelijking kloppend.

Let op: Controleer bij de docent of je het juiste antwoord hebt gegeven, want deze formule kan terugkomen in de toets.

KLASSIKAAL OP BORD BESPREKEN

De fotosynthese is dus voltooid: 6 CO2 + 6 H2O + energie --> C6H12O6 + 6 O2

Een belangrijke reactievergelijking in onze sector Fotosynthese

Maak deze reactievergelijking kloppend, gebruik het stappenplan!

Een belangrijk scheikundig proces binnen de landbouw is de fotosynthese. Fotosynthese is het proces waarbij planten water en koolstofdioxide onder invloed van energie uit licht omzetten in zuurstof en glucose.

De bruto chemische reactie voor fotosynthese is:

                                                                 .. H2O + .. CO2 + licht → C6H12O6 (glucose) + .. O2 + .. H2O.

Maak de bovenstaande reactievergelijking kloppend.

Let op: Controleer bij de docent of je het juiste antwoord hebt gegeven, want deze formule kan terugkomen in de toets.

KLASSIKAAL OP BORD BESPREKEN

De fotosynthese is dus voltooid: 6 CO2 + 6 H2O + energie --> C6H12O6 + 6 O2

Een belangrijke reactievergelijking in onze sector Dissimilatie (verbranding)

Maak deze reactievergelijking kloppend, gebruik het stappenplan!

Dissimilatie (verbranding)

Om te groeien heeft een plant energie nodig. Deze energie maakt de plant vrij door glucose te verbranden (= reactie met zuurstof). Er ontstaat dan water en koolstofdioxide. Bij deze reactie komt energie vrij.

C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 --> 6 CO2 + 12 H2O + energie

Een belangrijke reactievergelijking in onze sector Dissimilatie (verbranding)

Maak deze reactievergelijking kloppend, gebruik het stappenplan!

Dissimilatie (verbranding)

Om te groeien heeft een plant energie nodig. Deze energie maakt de plant vrij door glucose te verbranden (= reactie met zuurstof). Er ontstaat dan water en koolstofdioxide. Bij deze reactie komt energie vrij.

C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 --> 6 CO2 + 12 H2O + energie

Ik begrijp hoe ik een reactievergelijking kloppend maak

ja, ik snap het

redelijk, ik moet nog wel oefenen

ik vind het moeilijk

ik snap er niets van

help! ik heb meer uitleg nodig