3V H4.1 Energie

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

4.1 Energie

Aan het einde van de les....

... kun je uitleggen wat de wet van behoud van energie inhoudt

... benoemen welke energieomzetting plaatsvinden tijdens een proces en/of chemische reactie

... kun je het verschil uitleggen tussen een endotherme en een exotherme reactie

... kun je de begrippen reactiewarmte en activeringsenergie uitleggen en toepassen

... kun je in een energiediagram aangeven wat de activeringsenergie en reactiewarmte is

Wet van behoud van energie

Vormen van energie:

warmte, licht, mechanische energie, elektrische energie, stralingsenergie en chemische energie

Energie-effecten bij reacties

Er komt energie vrij bij de reactie of er is energie nodig om te laten verlopen

Exotherme reacties

• Exotherm: Er komt energie vrij
• De beginstoffen staan energie
  af aan de omgeving
• Chemische energie producten lager
  dan chemische energie beginstoffen

Endotherme reacties

• Endotherm: Er is energie nodig.
• Er is constant energie vanuit de
  omgeving nodig om de chemische
  reactie te laten plaatsvinden.
• Chemische energie producten hoger
  dan chemische energie beginstoffen

Exotherme en endotherme reacties

• Voor beide soort reacties is
  altijd energie nodig om te beginnen!
• Dat is de activeringsenergie
• Bij exotherme reacties is er genoeg
  energie om daarna zelf te verlopen

Energiediagram

• x-as : geen eenheid
• y-as : energie

• Beginstoffen
• Geactiveerde toestand
• Reactieproducten
• Reactie-energie

Reactiewarmte

• Reactiewarmte is de energie die
  vrijkomt of opgenomen wordt bij een
  chemische reactie 
• Endotherm - energieniveau producten 
  hoger --> positieve reactiewarmte
• Exotherm - energieniveau producten
  lager --> negatieve reactiewarmte

Activeringsenergie

• Voor beide soort reacties is altijd
  energie nodig om te beginnen!
• Dat is de activeringsenergie.
• Geactiveerde toestand altijd hoogste
  energieniveau
• Bij exotherme reacties is er genoeg
  energie om daarna zelf te verlopen

Activeringsenergie

• Bij endotherme reacties is er constant energie nodig om een reactie te laten verlopen

Acterveringsenergie

Exotherme reactie

Acterveringsenergie

Endotherme reactie

Faseovergangen

Processen

Smelten en verdampen zijn endotherme processen

Stollen en condenseren zijn exotherme processen

Nu maken...

1 t/m 7

Test jezelf 4.1

Reactiesnelheid

• Uit H4:  factoren die invloed hadden op reactiesnelheid:
• De soort stof
  
• Verdelingsgraad
  
• Concentratie
  
• Temperatuur
  
• Katalysator

Verklaren met 
botsende-deeltjesmodel

Het botsende-deeltjesmodel

• Deeltjes bewegen en deeltjes moeten met elkaar botsen om te reageren.
• Twee voorwaarden:
• De botsing moet hard genoeg zijn
• De botsing moet de juiste richting hebben
• Zo'n botsing heet een effectieve botsing

Het botsende-deeltjesmodel

• Deeltjes bewegen en deeltjes moeten met elkaar botsen om te reageren.
• Twee voorwaarden:
• De botsing moet hard genoeg zijn
• De botsing moet de juiste richting hebben
• Zo'n botsing heet een effectieve botsing

Het botsende-deeltjesmodel

• Als je wilt dat een reactie snel verloopt, moet je zorgen voor veel botsingen
• Hoe meer botsingen, hoe groter het aantal effectieve botsingen is!

Invloed van concentratie op de reactiesnelheid

• Bij een grotere concentratie van deeltjes, zijn er meer deeltjes.
• Meer deeltjes betekent meer botsingen.
• Meer botsingen betekent meer effectieve botsingen
• Meer effectieve botsingen betekent een hogere reactiesnelheid. 

Invloed van verdelingsgraad op de reactiesnelheid

• Veel contactoppervlakte betekent veel botsingen.
• Veel botsingen betekent veel effectieve botsingen.
• Veel effectieve botsingen betekent een hoge reactiesnelheid.

Invloed van temperatuur op de reactiesnelheid

• Bij een hogere temperatuur gaan de deeltjes sneller bewegen.
• Hierdoor neemt aantal botsingen toe.
• Een botsing met snellere deeltjes zorgt ook dat de kans dat ze hard genoeg botsen groter wordt.
• Dit leidt tot meer effectieve botsingen en een hogere reactiesnelheid.
• Vuistregel: Bij een temperatuursverhoging van 10 °C gaat de reactie twee keer zo snel.

Aan het einde van de les....

... kun je het energiediagram van een endotherme en een exotherme reactie aflezen

... kun je in een energiediagram aangeven wat de activeringsenergie is

... kun je met het botsende deeltjesmodel de invloed van concentratie, temperatuur en verdelingsgraad verklaren