Les 2: Reactiesnelheid en evenwicht

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

Waar gaan we heen?

Hoe dan?

Concept Cards Game

Things to do today

Hoe dan?

Alle omstandigheden voor jouw experiment zijn ideaal: 

- de temperatuur klopt

- de druk is perfect 

- je 2 reactiestoffen zijn 100% zuiver

- je voorbereiding is top

Na de reactie bereken je dat het redement:  60%!

Hoe kan dat nou?

Botsende-deeltjes model

Ineffectieve botsing:

Er vindt géén reactie plaats

Effectieve botsing:

Er vindt wel een reactie plaats

Waar hangt het aantal effectieve botsingen vanaf?

Concentratie

Temperatuur (Niet iedereen beweegt even snel) 

Verdelingsgraad (welk oppervlak is groter?)

Reactiemengsel en DHCS

Hoe hoger de concentratie hoe groter de kans dat de deeltjes elkaar raken. NOTE: alleen wanneer de deeltjes voldoende energie hebben zal er een effectieve botsing plaatsvinden

De tempertuur van een stof wordt bepaald door de beweging van de deeltjes. Hoe warmer hoe sneller de deeltjes bewegen. Hierdoor is de kans dat als de deeltjes botsen deze ook effectief zijn

De verdelingsgraad bepaalt ook de reactiesnelheid. Hoe fijner de deeltjes van een bepaald gewicht aan stof hoe groter het oppervlak en daarmee hoe groter het reactieoppervlak

Aflopende reacties

CH4 (g) + 2 O2 (g) ⟶ CO2 (g) + 2 H2O (g)

Chemische reacties

Aflopende reacties

CH4 (g) + 2 O2 (g) ⟶ CO2 (g) + 2 H2O (g)

Omkeerbare reacties

Sommige reacties kunnen heen en terug: De reactieproducten kunnen weer terug reageren tot de beginstof

N2 (g) + 3 H2 (g) ⟶ 2 NH3 (g) 

2 NH3 (g)  ⟶ N2 (g) + 3 H2 (g)

Chemische reacties

Het chemisch evenwicht

Voorwaarden:

• De chemische reactie is omkeerbaar
  
• De omkeerbare reacties vinden plaats in 1 afgesloten reactievat
  

Na een tijdje verandert er op macro-niveau niets meer: we hebben een dynamisch evenwicht

Dit is net als de rij bij de kassa: 

de rij is evenlang maar de mensen veranderen

Op micro-niveau verandert er dus wel wat!

Hoe ziet dat eruit?

Het evenwicht in beeld

2 NO2  ⇄ N2O4

• S1 geeft snelheid van de heengaande reactie weer.
  
• S2 geeft snelheid van de teruggaande reactie weer.
  
• Op t2 is het evenwicht ingesteld. Dit noemen we de insteltijd (tev).
  

Welke reactie verloopt het snelst op tijdstip t1?

A: Heengaande reactie
B: Teruggaande reactie

1. Heengaande reactie
2. Teruggaande reactie

Concept Card Game

Met welke mening ben jij het eens en waarom?

• Lees de quotes op de concept cards. Welke past het beste bij jou?  
  
• Staat jouw mening er niet tussen? Vul dan op de ??? in wat jij hierover denkt. 
  
• Schrijf vervolgens op per concept card waarom deze mening het beste bij je past.
  

De komende 20 minuten

5 minuten

zelfstandig 2 Concept Cards over evenwichten beoordelen (Socrative)

10 minuten

in groepjes komen tot een consensus: welke mening op welke concept card is de juiste en waarom.

5 minuten

Elk groepje presenteert de uikomsten van de discussie 

• Check: mogelijkheid tot opnemen van groepsgesprek om eventuele misconcepten beter te begrijpen
• Check: opnemen van terugkoppeling door groepjes

Jouw Concept Card Mening

Welke mening vinden jullie nu gezamenlijk de juiste en waarom?

Kies er 1 per concept card.

1 persoon uit jullie groepje presenteert de hooflijnen terug na afloop

Groepsconsensus

Jullie hebben per groepje 7 minuten om voor beide concept cards tot een concensus te komen.

Na deze 7 minuten heb je per groepje 1 minuut de tijd om aan wat jullie consensus en en waarom.

Zorg er dus voor dat je voor je groepje een spokesperson hebt aangewezen.

Schrijf je discussie op en upload.

Geef in 1 minuut aan 

• Welke mening volgens jullie de juiste is 
  

• Waarom jullie dat vinden

Terugkoppeling per groepje

Huiswerk voor 20 mei 

Groepsopdracht

schrijf een betoog met daarin jullie argumenten waarom de toegewezen quote niet correct is. 

Individueel

• bestuderen 6.3 en voorbereiden 6.4
  
• maken opgaven:
  
• gedifferentieerde opgaves o.b.v. Concept Card Game
  

Vragen: 2 lln. interviewen over misconcepten. Wie heeft 30 minuten tijd hiervoor.

Na deze les herken je de volgende begrippen en kun je deze begrippen, bij het verklaren en uitleggen van het chemisch evenwicht correct gebruiken: 

botsende deeltjes, aflopende reactie, dynamisch evenwicht, omkeerbare reactie

Na deze les kun je 

veranderingen in reactiesnelheid verklaren met het botsende deeltjesmodel en daarbij de volgende begrippen gebruiken: verdelingsgraad; concentratie en temperatuur.

Lesdoelen

Kernpunten

Een aflopende reactie loopt uitluitend naar de kant van de reactie producten.

Bij een omkeerbare reactie kan de reactie (onder verschillende omstandigheden) naar reachts en naar links verlopen.

Bij een evenwichtsreactie verlopende de heengaande en teruggaande reactie tegelijkertijd. Je geeft dat in een reactievergelijking aan met een dubbele pijl ⇆.

De insteltijd is de tijd die nodig is om een evenwicht te bereiken

Kernpunten

Een chemisch evenwicht is een dynamisch evenwicht. Daarvoor geldt:

A (aq) ⇆ B (aq)

1. De snelheid waarmee B wordt gevormd is even groot als de snelheid waarmee B verdwijnt
   
2. Er is altijd stof A en stof B aanwezig
   
3. De concentraties van stof A en stof B veranderen niet