V3 §4.3 reactiesnelheid.

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

Reactiesnelheid 

Wat ga ik vandaag uitleggen?

• Endo- en exotherme reacties
• Reactiesnelheid
• Reactiesnelheid invloeden
• Wet van behoud van massa

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. 

Bespreken opgave 15

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:

• Temperatuur 
• Concentratie
  
• Verdelingsgraad
• Katalysator

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.

Wanneer een botsing voldoende krachtig
is, kunnen de atomen

hergroeperen. Er wordt dan gesproken van
een effectieve botsing.

Reactie snelheid

• Botsende deeltjes model
  

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 hoger —> moleculen bewegen sneller
  
• moleculen bewegen sneller —> meer effectieve botsingen
• meer effectieve botsingen —> grotere reactiesnelheid

lagere temperatuur

hogere temperatuur -> de deeltjes bewegen sneller -> botsen vaker -> meer effectieve botsingen per seconde

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

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

fijnere verdelingsgraad

                 -> groter oppervlakte

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.

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

1. Verdelingsgraad en katalysator
2. Soort stof, concentratie en temperatuur
3. Alle 4 de factoren 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.

Wet van behoud van massa

Al(s)    + O2(g)     ->      Al2O3(s)

Uitleg van de wet van behoud van massa op deeltjesniveau

Voor                         Na

1 C-atoom              1 C-atoom

4 H-atomen             4-H atomen

4 O-atomen             4 O-atomen

Conclusie:

Bij een chemische reactie blijven de atomen behouden . 

Voorbeeldberekening

Massaverhouding bij chemische reacties 

Bij de verbranding van calcium ontstaat calciumoxide. 

De massaverhouding tussen calcium en zuurstof is 5,0 : 2,0. 

Bereken hoeveel gram zuurstof je nodig hebt om 3,5 gram calcium volledig te verbranden.

Reactieschema:               calcium(s) + zuurstof(g) -> calciumoxide(s)

Reactievergelijking:        Ca(s) + O2(g) -> CaO(s)

Voorbeeldberekening

Massaverhouding bij chemische reacties 

Bij de verbranding van calcium ontstaat calciumoxide. 

De massaverhouding tussen calcium en zuurstof is 5,0 : 2,0. 

Bereken hoeveel gram zuurstof je nodig hebt om 3,5 gram calcium volledig te verbranden.

Reactieschema:               calcium(s) + zuurstof(g) -> calciumoxide(s)

Reactievergelijking:        Ca(s) + O2(g) -> CaO(s)

Er reageert 3,5 : 5 x 2 = 1,4 gram zuurstof

Er ontstaat dan 3,5 + 1,4 =  4,9 gram calciumoxide

Wat is de juiste
massaverhouding
waterstof: zuurstof: water

1. 2 : 32 : 18
2. 2 : 32 : 36
3. 4 : 32 : 18
4. 4 : 32 : 36

Magnesium en zuurstof reageren met elkaar in een massaverhouding van 3 : 2.
Je laat 12 gram magnesium reageren met 9 gram zuurstof. Welke stof is dan in overmaat aanwezig?

1. Magnesium
2. Zuurstof

Natrium en water reageren in de massaverhouding 46,0 : 36,0. Als je 4,1 gram natrium wil laten reageren met water, hoeveel water heb je dan nodig?

1. 5,2 g
2. 3,2 g
3. 82 g
4. 10 g

Huiswerk

Maak de volgende opdrachten:

- Lezen §4.4, §4.5

- Maak de vragen  t/m 31