H6.5 - Chemisch evenwicht _ Les 1

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 4

H6.4 - Chemisch evenwicht

Chemie 4V - 7e editie 

6.3 Evenwichten

Pagina 149

Planning

• Voorkennis ophalen

• Leerdoelen

• Uitleg §6.5

• Aan de slag

Leerdoelen

Na deze les weet ik...:

• wat er verstaan wordt onder chemisch evenwicht

Na deze les kan ik...:

• op microniveau uitleggen wat wordt verstaan onder dynamisch evenwicht.
• aan de hand van een gegeven reactievergelijking van een chemisch evenwicht verklaren of het een homogeen, heterogeen of verdelingsevenwicht betreft.

Voorkennis ophalen

Leg uit wat we bij scheikunde met het botsende deeltjesmodel bedoelen.

Noem de punten waarvan de reactiesnelheid afhankelijk is.

De reactiesnelheid is niet afhankelijk van ...

1. concentratie beginstoffen
2. soort glaswerk
3. temperatuur
4. verdelingsgraad van de stoffen

Welke van de reactiesnelheid bepalende omstandigheden kun je uitleggen met het botsende deeltjesmodel.

1. Soort stof
2. Reactietemperatuur
3. Concentratie van de beginstoffen
4. Aanwezigheid katalysator

Evenwichtsreacties

• Veel reacties zijn omkeerbaar. 
• => De verbranding van glucose is bijvoorbeeld het omgekeerde van de fotosynthese-reactie.

• C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ -> 6 CO₂ + 6 H₂0
• 6 CO₂ + 6 H₂0 -> C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

• Bij veel reacties vinden deze reacties 'tegelijkertijd' plaats.

Evenwichtsreacties

• We spreken dan van evenwichtsreacties.
  
• Als de snelheid van de reacties zodanig is dat de hoeveelheden van de stof niet meer veranderen spreken we van chemisch evenwicht.
• Evenwichtsreacties vinden alleen plaats in gesloten omgevingen!

• Bijv.:

Chemisch evenwicht

• Homogeen evenwicht:
• Alle stoffen die betrokken zijn bij het evenwicht hebben dezelfde fase

• Bijv.: N₂ (g) + 3 H₂ (g)          2 NH₃ (g)

⇄

Chemisch evenwicht

• Heterogeen evenwicht:
• Hierbij is één stof verdeeld over twee fasen
  

• Bijv.: CO₂ (aq)          CO₂ (g)

⇄

Dynamisch evenwicht

• Verdelingsevenwicht
•  verdeling van dezelfde stof in verschillende medium

• Bijv.: I₂ (water)        I₂ (wasbenzine)      

⇄

Evenwicht

• Homogeen evenwicht: alles in dezelfde fase
• Heterogeen evenwicht: deeltjes in verschillende fasen
• Verdelingsevenwicht: verdeling van dezelfde stof over verschillende fasen/vloeistoffen

• Dynamisch evenwicht: chemisch evenwicht
• Statisch evenwicht: natuurkundig evenwicht

Voorbeeld

Een ander voorbeeld van een evenwicht is een slecht oplosbaar zout. Je kan dat goed bekijken in deze simulatie:

phet.colorado.edu/nl/simulation/legacy/soluble-salts

Micro- en macroniveau

• Bij een chemisch evenwicht kun je op macroniveau niet meer zien dat er reacties plaatvinden (bijvoorbeeld de kleur blijft hetzelfde).

• Op microniveau vinden de reacties wel degelijk plaats.
• Je kunt dit goed uitleggen met het botsende deeltjesmodel. 

Leg in je eigen woorden uit hoe het evenwicht van een slecht oplosbaar zout ontstaat.
(gebruik micro- en macroniveau)

Antwoord

Als een slecht oplosbaar zout in water wordt gebracht zal je waarnemen dat het naar de bodem zakt (=macroniveau). Een heel klein deel van de ionen zal worden gehydrateerd, maar deze wisselen steeds met de ionen van het zout die in het kristal op de bodem van de oplossing zitten (=microniveau).

Kijk goed of je de juiste termen gebruikt in je uitleg.

Concentratiebreuk

• In evenwichtsreacties zijn stoffen in een verhouding met elkaar aanwezig 
• Evenwicht bereikt? Dan blijft de verhouding constant
• Dit kunnen we weergeven in een concentratiebreuk:

• Q = concentratiebreuk

Q=​[A]​q​​⋅[B]​r​​​​[C]​m​​⋅[D]​n​​​​

reactie:qA+rB⇄mC+nD

Concentratiebreuk

• Let op:
  
• Concentratiebreuk: gaat over concentraties
  

• alléén (aq) en (g) komen terug in deze breuk
  
• => want deze hebben een concentratie (in bijv. g/L of kg/m3)

• (s) en (l) hebben geen concentratie, dus weglaten in concentratiebreuk!!

Concentratiebreuk

• Bij dit evenwicht: 
• N2O4 (g)         2 NO2 (g)

• Hoort de concentratiebreuk: 
• 
  

⇄

​[N​2​​O​4​​]​​[NO​2​​]​2​​​​

Concentratiebreuk opstellen - zelf proberen

Opgave: stel de concentratiebreuk op bij de onderstaande evenwichten:

a.

b.  

c.

d.

Concentratiebreuk opstellen - zelf proberen

Opgave: stel de concentratiebreuk op bij de onderstaande evenwichten:

a.

b.  

c.

d.

​[NO]​2​​​​[N​2​​][O​2​​]​​

​[CO]​2​​​​[CO​2​​]​2​​​​

​[NH​3​​]​4​​[O​2​​]​5​​​​[NO]​4​​​​

[CO​2​​]

Concentratiebreuk

• Bij dit evenwicht:     N2O4 (g)         2 NO2 (g)

• Hoort de concentratiebreuk: 

• Wij zeiden net dat de verhouding tussen de concentraties constant blijft, wanneer er evenwicht is

• Dus geldt: 

⇄

​[N​2​​O​4​​]​​[NO​2​​]​2​​​​

​[N​2​​O​4​​]​​[NO​2​​]​2​​​​=constant

Evenwichtsconstante

• In de scheikunde geven we deze 'constante' aan met de letter K

• er geldt: 

• waarbij      K = evenwichtsconstante (geen eenheid)

• => Evenwichtsvoorwaarde

​[N​2​​O​4​​]​​[NO​2​​]​2​​​​=K

Oefen met opstellen van de evenwichtsvoorwaarde

Noteer van de volgende reacties de evenwichtsvoorwaarde

Schrijf de antwoorden in je schrift

a.

b.

Leerdoelen

Na deze les weet ik...:

• wat er verstaan wordt onder chemisch evenwicht

Na deze les kan ik...:

• op microniveau uitleggen wat wordt verstaan onder dynamisch evenwicht.
• aan de hand van een gegeven reactievergelijking van een chemisch evenwicht verklaren of het een homogeen, heterogeen of verdelingsevenwicht betreft.

Stel 1 vraag over een onderdeel dat je niet helemaal hebt begrepen.

H6.4 - Chemisch evenwicht

Chemie 4V - 7e editie 

6.3 Evenwichten

Pagina 149

Antwoord

• Niels: Deze stelling kan waar zijn, maar hoeft niet. Meestal zal die juist niet zo zijn.
  
  
• Jerome: Deze stelling klopt. Als het reactiemengsel het evenwicht heeft bereikt dan zijn de reactiesnelheden constant.
  
  
• Nynke: Eigenlijk dezelfde stelling als Niels. Als het volume constant is, dan zijn de concentraties direct te vergelijken met de hoeveelheden.
  
  
• Jetse: Gesplitst naar beide kanten van de reactie, maar ook hier worden beide kanten gelijk gesteld.

Voor de volgende les

• LEES: 6.4
• MAAK: Opgave 30, 32, 33, 34, 36