4.1 Energie

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 3

4.1 Energie

Programma

Activiteit	Doel	Tijdsduur
-Toets bespreken	Reflecteren op vorige leerdoelen	20 min
-Energieomzetting	Nieuwe leerdoelen introduceren	20 min
-Energiediagrammen		20 min
-Oefenen	Nieuwe leerdoelen verwerken	20 min

Leerdoelen

Wat behandelen we vandaag?

• Je kunt uitleggen wat de wet van behoud van energie inhoudt.
  
• Je kunt benoemen welke energieomzetting plaatsvindt tijdens een proces en/of chemische reactie.
  
• Je kunt het verschil uitleggen tussen een exotherme en een endotherme reactie.
  
• Je kunt de begrippen reactiewarmte en activeringsenergie uitleggen en toepassen.
  
• Je kunt de reactiewarmte en de activeringsenergie in een energiediagram weergeven.

Welke soorten energie zijn er?

Soorten energie

Bij natuurkunde heb je natuurlijk al een hoop verschillende soorten energie gezien:

Elektrische energie, bewegingsenergie, lichtenergie, etc.

Bij scheikunde gaat het vooral om chemische energie (E_chem).

Elk soort molecuul bevat een bepaalde hoeveelheid chemische energie. Deze zit opgeslagen in de atoombindingen.

Energieomzetting

Soms hebben reacties chemische energie nodig, en soms moet er chemische energie uit.

Wat er dan plaats vindt is energieomzetting:

• Chemische energie wordt omgezet in andere soorten energie.
  
• Een andere soort energie wordt omgezet in chemische energie.
  

Bij het verbranden van een brandstof zoals hout, wordt de chemische energie in het hout omgezet tot warmte en licht.

Wat is de wet van behoud van energie?

Wet van behoud van energie

De hoeveelheid energie voor de omzetting moet altijd net zo groot zijn als de hoeveelheid energie na de omzetting.

Energie kan nooit verloren gaan, dit heet de wet van behoud van energie.

2 soorten energiereacties

Energie kan tijdens chemische reacties op 2 manieren gebruikt worden:

• Exotherme reacties: hier komt energie bij vrij.
• Endotherme reacties: hier is energie voor nodig.

Exotherme reacties

Wanneer er bij een chemische reactie energie vrijkomt (warmte-energie, lichtenergie), dan noem je dit een exotherme reactie.

Een exotherme reactie werkt alleen als er een klein beetje energie aan wordt toegevoegd, de activeringsenergie (E_act).

Door middel van de E_act bereikt een stof de geactiveerde toestand, vanaf hier begint de chemische reactie.

Geef een voorbeeld van een exotherme reactie.

Endotherme reacties

Wanneer een reactie meer energie nodig heeft dan dat er uit komt, noem je dit een endotherme reactie.

De E_act van een endotherme reactie is groter dan de energie die bij de reactie vrijkomt, waardoor een endotherme reactie juist energie kost.

Geef een voorbeeld van een endotherme reactie.

Welke van de volgende processen zijn endotherm en welke exotherm?
1. de verbranding van benzine in een benzinemotor
2. het opladen van een batterij
3. de elektrolyse van water
4. het condenseren van water

Energiediagram

In een energiediagram staat het proces van een chemische reactie.

• Op de y-as staat de chemische energie die de stoffen voor en na de reactie bevatten.
  
• Op de x-as staat het verloop van de reactie.
  
  

ΔE geeft aan of er energie uit de reactie gaat, of dat er energie

in gestopt moet worden.

Hiernaast zie je een exotherme reactie, want de
reactieproducten bevatten minder energie dan de
beginstoffen. Er is dus energie weggegaan.

De energie van de reactieproducten is 9,655·10⁵ J. De energie van de beginstoffen is 0,75·10⁵ J.
Is dit een exotherme of endotherme reactie?

1. Exotherm
2. Endotherm

Energiediagram

Om de energiediagram compleet te maken wordt ook de activeringsenergie en de geactiveerde toestand in het diagram verwerkt.

Oefeningen

Wie?	Zelfstandig of duo's in rust.
Wat?
Hoe?	Uit het boek
Hulp?	Docent
Tijd?	Tot 5 minuten voor eindtijd.
Uitkomst?	Je beheerst de gestelde leerdoelen.
Klaar?	Werken aan een ander vak

Hoofdstuk 4 Paragraaf 1:

1 t/m 8

Welke leerdoelen beheers je nu?

Deze leerdoelen beheers ik nu al

Deze leerdoelen beheers ik nog niet. Dus ga ik hier nog mee verder oefenen/lezen. Anders vraag ik hulp aan de docent.

Je kunt uitleggen wat de wet van behoud van energie inhoudt.

Je kunt het verschil uitleggen tussen een exotherme en een endotherme reactie.

Je kunt benoemen welke energieomzetting plaatsvindt tijdens een proces en/of chemische reactie.

Je kunt de reactiewarmte en de activeringsenergie in een energiediagram weergeven.

Je kunt de begrippen reactiewarmte en activeringsenergie uitleggen en toepassen.