Les 5.1 Energie en reactie

Les 5.1 Energie en reactie

Planning

• Nakijken les 4.4
• Les 5.1 Energie en reactie
• Maken opgaven
• Nakijken opgaven 

Leerdoelen 5.1

• Je kunt het energie-effect van een reactie weergeven in een energiediagram en uit een energiediagram het energie-effect aflezen.
  
• Je kunt redeneren over energieomzettingen bij chemische processen en daarbij de wet van behoud van energie gebruiken.
  
• Je kunt de duurzaamheid van een brandstof of energiebron beoordelen op basis van emissies en energieopbrengst. energie.

Wet van behoud van energie

• Wet van behoud van energie: Energie kan worden omgezet, maar de totale hoeveelheid blijft gelijk. 
• Alle stoffen bevatten chemische energie.
• In chemische reacties vinden energieomzettingen plaats: 
• - Warmte → temperatuur stijgt.
• - Bewegingsenergie → arbeid wordt verricht.
• - Elektrische energie → elektrische spanning.
• - Stralingsenergie → licht wordt uitgestraald.
• - Chemische energie

energie-effecten

• Bij elke reactie komt energie vrij óf is energie nodig om de reactie te laten verlopen.
• Dit komt door het verbreken en vormen van (atoom)bindingen:
• - Verbreken van bindingen kost energie.
• - Vormen van bindingen levert energie op.
• De grootte van het energie-effect verschilt per reactie.

exotherme en endotherme reacties

Tijdens elke chemische reactie worden bindingen verbroken én gevormd.

Exotherme reacties: energie wordt afgestaan aan de omgeving.

• Bij een exotherme reactie levert het vormen van bindingen méér energie op dan het verbreken kost..
• Verbrandingsreacties zijn bijna altijd exotherm.

Endotherme reacties: energie wordt opgenomen tijdens de reactie.

• Voorbeeld: Fotosynthese → zonlicht levert energie om glucose en zuurstof te vormen.

Energie diagram

Verdampen: bindingen tussen moleculen worden verbroken → kost energie.

• Voorbeeld: Blaas over natte handen → snelle verdamping onttrekt warmte → handen koelen af.

Condensatie: energie komt vrij.

• Fruittelers gebruiken dit om bloesem te beschermen bij late nachtvorst.

Welk proces is exotherm?

1. Het bakken van een ei
2. Het smelten van kaarsvet
3. Het verbranden van aardgas
4. Het koken van water

Dit is een exotherme reactie

1. Pizza bakken
2. Magnesium verbranden

Wat is exotherm?

1. Er komt energie vrij
2. Heeft energie nodig

Welke process is exotherm?

1. Smelten van kaarsvet
2. Verbranden van aardgas
3. Koken van een ei
4. Koken van water

Exotherm of endotherm?
Fotosynthese

1. Endotherm
2. Exotherm

Een explosie is een exotherme reactie

1. Waar
2. Niet waar

fotolyse is endotherm

1. waar
2. niet waar

Welke reactie is endotherm?

1. Het stollen van ijs
2. Verbranding van papier
3. Condenseren van waterdamp
4. Het smelten van ijs

Energiediagram

• Het energie-effect van een reactie wordt weergegeven in een energiediagram.
• Het verloop van de reactie wordt van links naar rechts weergegeven:
• - Beginstoffen staan links.
• - Reactieproducten staan rechts.
• Energiediagrammen zijn schematisch, er is geen schaalverdeling nodig.

Energiediagram

reactiewarmte

• ΔE: de reactiewarmte
• Horizontale lijnen in het diagram tonen de energieniveaus van de beginstoffen en reactieproducten.

Het verschil in energieniveau is de reactiewarmte (ΔE):

• Eenheid: joule per mol (J mol⁻¹).
• ΔE wordt berekend als: 
• Δ𝐸=𝐸_chem(reactieproducten)−𝐸_chem(beginstoffen)

Energiediagram exotherme reactie

• Beginstoffen hebben meer chemische energie dan reactieproducten.
• ΔE < 0 → energie komt vrij (meestal als warmte).
• Voorbeeld: verbranding van aardgas.

Energiediagram endotherme reactie

• Reactieproducten hebben meer chemische energie dan beginstoffen.
• ΔE > 0 → energie wordt opgenomen.
• Voorbeeld: alle ontledingsreacties

Exotherme reactie

endotherme

Energiediagram

activeringsenergie

• Niet alle reacties starten vanzelf, ook exotherme reacties niet.
• Activeringsenergie (E_act) is de energie die nodig is om de beginstoffen in de geactiveerde toestand te brengen.
• Voorbeeld: Aardgas verbrandt pas na een vonk of vlam, omdat er eerst activeringsenergie nodig is.

Endotherm of exotherm

1. Endotherm
2. Exotherm
3. Geen van beide
4. Allebei

Dit is energiediagram van een:

1. thermolyse
2. verbrandinsgreactie

Is dit een
exotherme of endotherm
reactie?

1. endotherm want product staat lager
2. Exotherm want product staat lager
3. exotherm, het is een verbranding
4. endotherm, het is ontleding

kwaliteit van energie

• Niet elke vorm van energie kan volledig en efficiënt worden omgezet in een andere energievorm.
• Warmte-energie kan niet volledig worden omgezet in elektrische of lichtenergie.
• Elektrische energie heeft een hoger rendement en grotere flexibiliteit dan warmte-energie.
• De kwaliteit van energie is daarom hoger bij elektrische energie dan bij warmte-energie.

Lees: duurzame brandstoffen en kijk naar voorbeeldopdracht 2

Maken: 1 t/m 4 (blz 77)

klaar? maak 5 t/m 7 (blz 78)