Chemisch evenwicht verschuiven

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Typen evenwichtsreacties

• Homogeen evenwicht: alle stoffen in de reactie zijn aanwezig in dezelfde fase.

• Heterogeen evenwicht: de stoffen in de reactie zijn aanwezig in verschillende fasen.

Instellen van evenwicht

• S1 geeft snelheid van de

heengaande reactie weer.

• S2 geeft snelheid van de 

teruggaande reactie weer.

• Op t2 is het evenwicht 

ingesteld. Dit noemen we de

insteltijd (tev).

Welke reactie verloopt het snelst op tijdstip t1?

1. Heengaande reactie
2. Teruggaande reactie

Uitspraken, waar of niet waar?

Hierna volgen een vier uitspraken over het chemisch evenwicht. Geef aan of de uitspraken waar of niet waar zijn.

"Hoeveelheden van alle stoffen zijn gelijk in een evenwicht."

1. Waar
2. Niet waar

"De reactiesnelheid van de reactie naar rechts en links is gelijk als er chemisch evenwicht is."

1. Waar
2. Niet waar

"Concentraties van alle stoffen zijn gelijk in evenwicht."

1. Waar
2. Niet waar

"Als een reactie het evenwicht heeft bereikt, veranderen de concentraties van de stoffen niet meer."

1. Waar
2. Niet waar

Ligging van evenwicht

• Als evenwicht zich heeft ingesteld, dan veranderen de concentraties van de stoffen niet meer. 

• Als er méér beginstof is dan reactie-product -> dan ligt het evenwicht links.
• Als er méér reactieproduct is dan beginstof -> dan ligt het evenwicht rechts.

Evenwicht verstoren

• Er is evenwicht als de snelheid van de heengaande reactie gelijk is aan de snelheid van de teruggaande reactie (s₁ = s₂)

• Factoren die invloed hebben op de reactiesnelheid kunnen daarom invloed hebben op de ligging van een evenwicht

Factoren die evenwicht beïnvloeden

• Concentratie
• Druk
• (Volume)
• Temperatuur

• LET OP: Een katalysator verkort de insteltijd van het evenwicht, maar zal de ligging van het evenwicht niet beïnvloeden.

Beïnvloeden van een evenwicht

• Buisje met mengsel van N2O4 en NO2.
• Samenstelling in reactievat veranderd
• => afhankelijk van de temperatuur

• Er vindt een wel een evenwichtsreactie plaats
• Wat zou een reden kunnen zijn voor de kleurverandering?
  

0

Invloed temperatuur

In het warme water gaan beide reacties 

sneller verlopen, maar de reactie waarbij

de bruine stof ontstaat loopt tijdens het

opwarmen sneller dan de reactie waarbij

de bruine stof verdwijnt. Er is dus tijdens

het opwarmen eventjes geen evenwicht meer.

Het evenwicht is verstoord. 

Daardoor wordt de buis tijdens het opwarmen bruiner.

Invloed temperatuur

In het koude water gaan beide reacties 

lanzamer verlopen, maar de reactie waarbij

de bruine stof ontstaat wordt tijdens het

afkoelen veel meer afgeremd dan de reactie waarbij

de bruine stof verdwijnt. Er is dus tijdens

het afkoelen eventjes geen evenwicht meer.

Het evenwicht is verstoord. 

Daardoor wordt de buis tijdens het afkoelen lichter.

Stel, we behouden de hogere temperatuur.
Wat gebeurt er dan?

1. Geleidelijk herstelt zich het originele evenwicht
2. De bruine stof blijft meer aanwezig - er ontstaat een nieuw evenwicht

invloed temperatuur

Een endotherme reactie neemt energie op uit de omgeving. Deze reactie verloopt beter als de temperatuur in de omgeving hoger is

Een exotherme reactie staat energie af aan de omgeving. Deze reactie verloopt beter als de temperatuur in de omgeving lager is

Bij afkoelen wordt de buis lichter. 

De reactie van NO2 (bruin) naar N2O4 (kleurloos) is dus

1. endotherm
2. exotherm

2. concentratie

Hoe hoger de concentratie van een stof, 

hoe hoger de reactiesnelheid. 

Wat gebeurt er met het evenwicht als stof C en/of D wordt verwijderd uit het reactiemengsel?

A + B <--> C + D

1. Er gebeurt niets
2. Het evenwicht verschuift naar links
3. Het evenwicht verschuift naar rechts

Hoe maak je een evenwicht aflopend?

Je kunt een evenwicht net zo lang verstoren tot het een aflopende reactie wordt. Welke verstoring moet je dan aanbrengen? 

We zetten de kenmerken van beide soorten reacties eerst eens overzichtelijk naast elkaar:

Aflopende reacties

A + B -> C + D

• Reactie in 1 richting.
• Enkele reactiepijl.
• Niet omkeerbare reactie, bijv. verbranding van een kaars.

Evenwichtsreacties

A + B           C + D

• Heen- en teruggaande reactie tegelijkertijd (dynamisch).
• Dubbele reactiepijl.


• Reactie is omkeerbaar.

Aflopend maken van een evenwicht

Als je een evenwicht aflopend wilt maken naar rechts, moet je zorgen dat de reactie naar links niet meer kan verlopen. Dat doe je door één van de stoffen die nodig zijn voor de reactie naar links weg te halen uit het reactiemengsel. Als je dit voortdurend doet, wordt het evenwicht een aflopende reactie naar rechts.

Toepassing verstoren evenwicht

De vorming van ammoniak uit waterstof en stikstof is een evenwichtsreactie. Om zoveel mogelijk ammoniak te produceren, kan een fabrikant ervoor kiezen om:

1. temperatuur te verhogen 

2. extra veel stikstof of waterstof toe te voegen 

3. ammoniak af te scheiden van het reactiemengsel, zodat evenwicht aflopend wordt

In praktijk moet er een goede balans gevonden worden tussen de kosten, veiligheid en opbrengst van elke maatregel.

Welke van onderstaande factoren beïnvloedt NIET het evenwicht?

1. Concentratie
2. Katalysator
3. Temperatuur