8.3 Reactiewarmte berekenen

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

8.3 Reactiewarmte berekenen

Deze les

• Uitleg reactiewarmte uit experiment
• Maken opdracht in lessonup
• Maken boek vraag 34
• Uitleg reactiewarmte uit theoretische waarden
• Maken 28, 29AB, 31, 33 
• Examen 2016-I Heet: 6 t/m 8
• Practicum 6

Leerdoelen

• Je weet wat wordt bedoeld met reactiewarmte, verbrandingswarmte, oploswarmte en verdampingswarmte en kunt dit toepassen in berekeningen.
  
• Je kunt de reactiewarmte berekenen a.d.h.v. experimentele waarden met de formule Q = c m ∆T.
  
• Je kunt de reactiewarmte berekenen a.d.h.v. theoretische waarden met ∆E = Eeind - Ebegin

Exotherm en endotherm

• Exotherm = chemische energie wordt omgezet in andere vorm van energie (Echem neemt af) -->        E < 0

• Endotherm = andere vorm van energie wordt omgezet in chemische energie (Echem neemt af) -->      E > 0

Reactiewarmte 

•      E wordt ook wel de reactiewarmte genoemd.
•       E = Q + W (Q=warmte; W=arbeid)
• Bij chemische processen mag de arbeid (W) verwaarloosd worden, waardoor Q =     E
• Reactiewarmte kun je theoretisch berekenen of bepalen met een experiment.

Reactiewarmte uit experiment

• Met een calorimeter kun je de reactiewarmte experimenteel bepalen.
• Q = c * m *     T (Binas 35C4)
• c = soortelijke warmte (Binas 8-12) in J kg-1 K-1
• m = massa in kg
•       T = temperatuurverschil in K (of oC)
• Vaak wordt een waterbad gebruikt om de reactiewarmte te bepalen van het systeem.

Aan de slag

• Maak de opdracht hiernaast.
• Maak in je boek vraag 34 

Reactiewarmte berekenen uit theoretische waarde

• De reactiewarmte kan worden berekend door het verschil te bepalen in de hoeveelheid energie die nodig is om een binding te verbreken en de hoeveelheid energie die vrijkomt bij het vormen van een nieuwe binding.

• Reactiewarmte     E = E eind - E begin

Vormings- en ontledingswarmte

• Bij het vormen van een chemische verbinding uit de elementen komt meestal energie vrij.
• Binas 57 geeft deze vormingswarmten in *105 J mol^-1.
• Een negatieve waarde geeft aan dat de chemische energie afneemt = exotherm.
• De ontledingswarmte heeft dezelfde waarde, maar met omgekeerd teken (+ wordt - en andersom).
• De vormings- en ontledingswarmte van elementen is 0.

VB: vormingswarmte methaan

• Methaan wordt gevormd uit de elementen waterstof en koolstof.
  
• C + 2 H2 -> CH4
• Vormingswarmte (Binas 57) methaan = -0,75*105 J mol-1.
• Bij het vormen van methaan komt dus 0,75*105 J per mol methaan vrij.

Let op!

• Vergeet niet het juiste teken over te nemen (+ of -).
• Let op de fase van de stoffen, bijv. waterdamp of vloeibaar water.
• Vergeet niet de factor 105 in de berekening.
• Kijk naar de coëfficiënten in de reactievergelijking of je de reactiewarmte voor 1 mol hebt berekend of meer.
• Gebruik haakjes bij het uitrekenen met je rekenmachine.

Verbrandings- en verdampingswarmte

• Verbrandingswarmte (Binas 56) geeft de reactiewarmte van een aantal verbrandingsreacties.

• Verdampingswarmte (Binas 59B) geeft de reactiewarmte van een verdampingsproces.

Bereken de reactiewarmte voor de verbranding van ethaan. Ga er vanuit dat water vrijkomt als waterdamp. Vergelijk je uitkomst met de verbrandingswarmte van ethaan en verklaar het verschil.

Aan de slag

• Bestudeer 'Zo doe je dat' + voorbeelden blz. 45 
  
• Maken 28, 29AB, 31, 33 
• Maken examen 2016-I Heet: 6 t/m 8
• Practicum 6 (boek)