HS 4.4 en 4.5 energie en reactiesnelheid.

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

H4 Reacties en energie

Vragen

Reactievergelijkingen kloppend maken

Verbranding fossiele brandstoffen & Energie en milieu

Molberekening (in tabel)

Ontleden

Reactievergelijkingen kloppend maken

reactievergelijkingen kloppend maken

Dus ...

Bij een reactievergelijking moeten er altijd aan de linker- en rechterkant van het pijltje evenveel atoomdeeltjes zijn. 

Totale massa's voor en na de pijl blijven gelijk.

TIP

 Als je een stof hebt die uit één atoomsoort bestaat, bewaar je die voor het einde.

Deze zijn namelijk het makkelijkst aan te passen.

4 C3H7NO2 (g) + 15 O2 (g) --> 12 CO2 (g) + 14 H2O (g) + 2 N2 (g)

Fossiele brandstoffen?

Aardolie, aardgas, kolen

Verbranding fossiele brandstoffen

Reactieproducten en gevolgen:

Reactie-product	(roet)	CO	NO	NO 2	SO 2	CO 2
Gevolg	smog	smog	smog, over-bemesting en zure regen	smog, over-bemesting en zure regen	smog en zure regen	Versterkt broeikas-effect

Alle stoffen benoemen en bij verschijnselen schrijven

Alternatieven van fossiele brandstoffen

Waterstof, wind-, zonne- en kernenergie

Biobrandstoffen en biomassa?

Biomassa en biobrandstoffen

                                        

                                        ->  Fotosynthese

Molberekeningen

Stappenplan

M × n = m

M = molaire massa (g/mol)

n = hoeveelheid in mol

m = massa (g)
 

1. Stel de reactievergelijking op (en maak kloppend)

2. Noteer alle gegevens

3. Noteer wat er wordt gevraagd

4. Reken alles om naar mol

5. Noteer de mol verhouding

6. Reken het gevraagde in mol

7. Reken het gevraagde om naar de juiste eenheid 

Los op (Tabel maken en invullen)

Enkele weken geleden hebben we natrium in de sloot laten ontploffen. Hierbij ontstond natriumhydroxide (NaOH) en waterstofgas.

Reactievergelijking: … Na + … H2O --> … NaOH + … H2

Hoeveel gram waterstofgas ontstaat er als je 23,5 gram natrium in de sloot laat vallen?

Soorten chemische reacties

Ontledingsreactie

Soorten ontledingsreacties

Welke drie soorten ontledingsreacties zijn er?

Soorten ontledingsreacties

Welke drie soorten ontledingsreacties zijn er?

1. thermolyse: ontleding d.m.v. warmte
2. fotolyse: ontleding d.m.v. licht
3. elektrolyse: ontleding d.m.v. elektriciteit

4.5 Energie en reactiesnelheid

Leerdoelen § 4.4 

Je weet wat een overmaat is en wat een ondermaat is. 

We gaan er niet aan rekenen (blz 116, 117)!

Overmaat vs ondermaat

Bij een overmaat is er meer van de stof aanwezig aan het begin van de reactie dan er kan reageren. De stof in ondermaat reageert helemaal op.

Overmaat = kleur?

Ondermaat = kleur?

Is zink of zuurstof in overmaat?

Je verbrandt 150 gram zink met 30 gram zuurstof. Hierbij ontstaat zinkoxide (ZnO).

Hoeveel gram ZnO ontstaat er en welke stof is er in ondermaat en welke stof in overmaat?

Aan de slag

mk en lr H4 § 4.1 tm § 4.4

Klaar? Verder met § 4.5

Leerdoelen § 4.5

• Je leert wat chemische energie is, hoe je een energiediagram van een reactie tekent en hoe je hierin de activerings- en reactie-energie aangeeft.
• Je leert het energie-effect van een katalysator aangeven in een energiediagram.
• Je leert het botsende deeltjesmodel gebruiken om een verschil in reactiesnelheid te verklaren

Reactiesnelheid

De ene reactie verloopt erg langzaam,
zoals het roesten van ijzer. En een andere reactie, zoals een
explosie, verloopt heel snel.

De snelheid waarmee een reactie verloopt
wordt reactiesnelheid genoemd.

Reactiesnelheid

De reactiesnelheid wordt beïnvloed door:

• De soort stof
• Verdelingsgraad
• Concentratie
• Temperatuur
• Katalysator

Endotherm

Wanneer je steeds energie moet toevoegen
om er voor te zorgen dat de reactie doorgaat, is de reactie endotherm.

Wanneer de energietoevoer stopt, stopt de reactie
ook.

(bijvoorbeeld: het koken van een ei)

Exotherm

Wanneer bij de reactie energie vrijkomt,
is de reactie exotherm.

Ook wanneer je de reactie opgang moet
brengen (bijvoorbeeld: een kaars aansteken) is de reactie
exotherm.

(bijvoorbeeld: alle verbrandingen zijn
exotherm)

Energiediagram 

• Exotherm: chemische energie neemt af.
• Activeringsenergie (Eact) nodig.
• Reactiewarmte (delta E) is energieverschil. 

Elektrolyse van water

1. exotherm
2. endotherm
3. Geen idee

Verdampen van alcohol

1. exotherm
2. endotherm
3. Geen idee

Reactiesnelheid invloeden

De soort stof/materie.

Magnesium reageert sneller met zoutzuur
dan dat zink dat doet

Reactiesnelheid invloeden

Verdelingsgraad

Wanneer de deeltjes fijner worden, wordt
het oppervlakte groter. De verdelingsgraad neemt toe.

De reactiesnelheid neemt toe, omdat:

• deeltjes fijner —> grotere verdelingsgraad
  
• grotere verdelingsgraad —> meer effectieve botsingen
  
• meer effectieve botsingen —> grotere reactiesnelheid

Reactiesnelheid invloeden

Concentratie

Wanneer de concentratie groter is, zijn er meer deeltjes aanwezig waardoor de kans op effectieve botsingen
groter is. De reactiesnelheid neemt toe, omdat:

• concentratie groter —> meer deeltjes aanwezig
• meer deeltjes aanwezig —> meer effectieve botsingen
• meer effectieve botsingen —> grotere reactiesnelheid

Concentratie (hoeveelheid deeltjes)

Reactiesnelheid invloeden

Temperatuur

Bij een hogere temperatuur bewegen de moleculen sneller

waardoor de kans op effectieve botsingen groter is.

De reactiesnelheid neemt toe, omdat:

• temperatuur groter —> moleculen bewegen sneller
  
• moleculen bewegen sneller —> meer effectieve botsingen
• meer effectieve botsingen —> grotere reactiesnelheid

Reactiesnelheid invloeden

Katalysator

Soms verloopt een reactie niet wanneer twee stoffen bij elkaar

worden gevoegd. Wanneer een katalysator wordt toegevoegd verloopt de reactie wel (en sneller), zoals bij de olifantentandpasta.

Een katalysator is een stof die de reactie versnelt, maar niet wordt verbruikt tijdens de reactie.

Botsende deeltjesmodel

Voor de reactie zijn de stoffen AB en CD
aanwezig. Wanneer deze stoffen effectief op elkaar botsen,
ontstaan de stoffen AD en CB.

AB + CD --> AD + CB

Wanneer een botsing voldoende krachtig
is, kunnen de atomen

hergroeperen. Er wordt dan gesproken van
een effectieve botsing.

Reactieschema

Chemische reacties kunnen worden weergegeven in een reactieschema. Bijvoorbeeld:
aardgas (g) + zuurstof (g) —> water (g) + koolstofdioxide (g)

De reactie stopt wanneer één van de beginstoffen op is. Dus wanneer de aardgas of het zuurstof op is, stopt de reactie (ondermaat)

De beginstof die overblijft nadat de reactie is gestopt, was in overmaat aanwezig. Dat wil zeggen dat er voldoende van die stof aanwezig was.

Welk van de vijf methoden om reactiesnelheid te beïnvloeden kan worden verklaard met het botsende deeltjes model?

1. Verdelingsgraad en katalysator
2. Soort stof, concentratie en temperatuur
3. Alle 5 de methodes kunnen worden verklaard met het botsende deeltjesmodel
4. Verdelingsgraad, concentratie en temperatuur

Vaak is een reactie aan het begin sneller dan aan het einde, hoe kan dit?

1. De katalysatorconcentratie is aan het begin hoger dan aan het einde van de reactie
2. De verdelingsgraad is aan het begin hoger dan aan het einde van de reactie
3. De temperatuur is aan het begin hoger dan aan het einde van de reactie
4. De concentratie reagerende stoffen is aan het begin hoger dan aan het einde van de reactie.

Wat is het verschil tussen een endotherme en exotherme reactie?

1. Bij endotherme reacties gaat er warmte in en bij exotherme warmte uit
2. Bij endotherme reacties gaat er warmte uit en bij exotherme warmte in
3. Bij endotherme reacties gaat er energie in en bij exotherme energie uit
4. Bij endotherme reacties gaat er energie uit en bij exotherme energie in

Aan de slag

mk en lr H4 tm § 4.5

Toets voorbereiden 

Hoe? Gemengde opgaven maken, leerstof herhalen, oefentoetsen maken, etc