8.3 Reactiewarmte berekenen

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Overzicht Periode 1

• Thema: Energie en duurzaamheid, Koolstofchemie & Kunststoffen
• Benodigde lesmaterialen: Chemie boek V5, Binas 7e editie, rekenmachine

Week 1	Week 2	Week 3	Week 4	Week 5	Week 6	Week 7	Week 8	Week 9	Week 10	Week 11
Energie en duurzaamheid voorkennis Groenechemie en energie	Katalyse Reactiewarmte berekenen		...	...	...	...

Startklaar

• Op je plek zitten 
• Telefoon in het Zakkie 
  
• Jas over de stoel, oortjes in de tas, tas op de grond
• Schoolspullen op tafel: Boek, Chromebook, JdW-map, etui 

1. Startklaar

Bij de start van iedere les verwelkomt de docent de leerlingen bij de ingang van de deur, noemt leerlingen bij naam, maakt oogcontact en besteedt aandacht aan hun welbevinden. De docent geeft het goede voorbeeld en spreekt hoge verwachtingen uit voor het verloop van de les door succescriteria op gewenst gedrag, schooltaal en effectief leren te benoemen. De leerlingen zijn startklaar: ingelogd in LessonUp, telefoons opgeborgen in het Zakkie, en JdW-map op tafel.

      Leerdoelen

• Je leert hoe je de reactiewarmte kunt meten.
  
• Je leert verschillende soorten reactiewarmte: vormingswarmte, ontledingwarmte, verdampingswarmte en oploswarmte.
  
• Je leert de reactiewarmte berekenen uit de ontledings- en vormingswarmten.

3. Leerdoelgericht werken

De docent geeft het onderwerp, RTTI geformuleerde leerdoelen en de lesopbouw aan. De docent weet de leerdoelen goed te laten aansluiten bij de voorkennis en het (taal)niveau van de leerlingen. Gedurende de les wordt continu een terugkoppeling naar de leerdoelen gemaakt om de mate van beheersing te controleren.   

Reactiewarmte

Om bij een proef de reactiewarmte te bepalen moet je de proef zo ontwerpen dat dit ook daadwerkelijk kan. 

Dit kan door een bekende hoeveelheid water en/of energie te gebruiken. 

Door het temp verschil voor en na de reactie te meten kan je de energieverandering Q in het water berekenen.

Reactiewarmte berekenen

De hoeveelheid warmte die het water heeft opgenomen kan je berekenen met de formule:

Hierin is c de soortelijke warmte, m de massa en delta t het verschil in temperatuur. Deze kan negatief zijn. 

De reactiewarmte bereken je met de formule:

n is het aantal mol van de beginstof. 

Soorten warmte

Het berekenen van het warmte-effect van de verbranding van waterstof is een hele complexe berekening. 

Het zijn te veel reacties in opvolging van elkaar om het experimenteel te berekenen. Daarom heeft een meneer genaamd Hess iets slims bedacht:

De vormingswarmte.

binastabel 57

Soorten warmte

We hebben vormingswarmte, en de tegengestelde is dan ook de ontledingswarmte. Deze kan je berekenen met:

ontledingswarmte= -vormingswarmte

Het oplossen of verdampen van stoffen kan ook energie kosten. Deze staan in tabel 59B van binas

Schematische berekening

         Fe₂O₃ (s)                + 2 Al (s) --> Al₂O₃ (s)                  + 2 Fe (s)

Schematische berekening

         Fe₂O₃ (s)                + 2 Al (s) --> Al₂O₃ (s)                  + 2 Fe (s)

ΔE   1 x -(-8,24 x 10⁵)       2 x 0            1 x -16,76 x 10^{5          2 x 0}

Schematische berekening

         Fe₂O₃ (s)                + 2 Al (s) --> Al₂O₃ (s)                  + 2 Fe (s)

ΔE   1 x -(-8,24 x 10⁵)       2 x 0            1 x -16,76 x 10^{5          2 x 0}

ΔE = (+8,24 + 0 - 16,76 + 0) x 10⁵ =  -8,52 x 10⁵ J

Schematische berekening

         Fe₂O₃ (s)                + 2 Al (s) --> Al₂O₃ (s)                  + 2 Fe (s)

ΔE   1 x -(-8,24 x 10⁵)       2 x 0            1 x -16,76 x 10^{5          2 x 0}

ΔE = (+8,24 + 0 - 16,76 + 0) x 10⁵ =  -8,52 x 10⁵ J

Reactiewarmte per mol Fe: 

ΔE = -8,52 x 10⁵ : 2 = -4,26 x 10⁵ J mol^-1 Fe

Oefenen

Ontleding van methaanzuur in waterstof en koolstofdioxide.

Bereken de reactiewarmte ΔE van de ontleding van methaanzuur en hierna hoeveel energie er nodig is om 2,45 x 10⁴ L H₂ te vormen.

Oefenen uitwerking

            HCOOH (l)                 --> CO₂ (g)                        + H₂ (g)

Oefenen uitwerking

            HCOOH (l)                 --> CO₂ (g)                        + H₂ (g)

ΔE      1 x -(-4,25 x 10⁵)            1 x -3,935 x 10⁵      + 0

Oefenen uitwerking

            HCOOH (l)                 --> CO₂ (g)                        + H₂ (g)

ΔE      1 x -(-4,25 x 10⁵)            1 x -3,935 x 10⁵      + 0

ΔE = (+4,25 - 3,935 + 0) x 10⁵ = +0,315 x 10⁵ J

Oefenen uitwerking

            HCOOH (l)                 --> CO₂ (g)                        + H₂ (g)

ΔE      1 x -(-4,25 x 10⁵)            1 x -3,935 x 10⁵      + 0

ΔE = (+4,25 - 3,935 + 0) x 10⁵ = +0,315 x 10⁵ J

reactiewarmte per mol H₂: ΔE - +0,315 x 10⁵ J

Aan de slag

Maak de opdrachten 27 t/m 30, 33 en 34

6. Actieve verwerking

De docent maakt expliciet hoe de leerstof actief verwerkt dient te worden. De docent start met modelleren en laat leerlingen vervolgens actief inoefenen. Volgens het 'ik-wij-jullie/jij-wij' principe wordt de ondersteuning geleidelijk afgebouwd. Er wordt gevarieerd in oefentypes en het leerproces wordt zichtbaar gemaakt, bijvoorbeeld met hardop denken opdrachten. Effectieve leerstrategieën zoals zelftesten, gespreid leren, schema’s maken, en samenvatten volgens de Cornell-methode worden expliciet aangeleerd. Dit herkneden van de lesstof helpt bij het bewerken van het lange termijn geheugen

Afsluiting

8. Afsluiting

De docent controleert in de slotfase van de les of de leerdoelen door alle leerlingen behaald zijn en plaatst de les in de context van de betreffende periode. De docent evalueert samen met de leerlingen het leren en het gedrag en blikt vooruit aan de hand van de JdW-planner. 

    Begrippen uit deze les

• ...
• ...
•  ...

Exit ticket