NOVA 6.1 Simulatie evenwicht en diagrammen (les 2)

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

CHEMISCH EVENWICHT(2)

NOVA H6.1 HAVO4

les 2

LEERDOELEN DEZE LES:

• je ziet hoe concentraties en reactiesnelheid veranderen bij het instellen van een evenwicht
• je ontdekt hoe het komt dat concentraties bij evenwicht niet meer veranderen, terwijl de reacties gewoon doorlopen
• je kunt uit een diagram de insteltijd van het evenwicht aflezen
• je kunt het instellen van een evenwicht weergeven in een diagram (s - t)
• je kunt een evenwicht weergeven in een reactievergelijking

Simulatie opdracht

Onderzoek met behulp van gekleurde kaartjes hoe de reactiesnelheid en de concentratie van de stoffen veranderen als een evenwicht zich instelt. Gebruik hiervoor het uitgedeelde werkblad.

Bron: NVOX april 2022, blz 40/41

dynamisch evenwicht =

een omkeerbare reactie waarbij beide reacties even snel verlopen. Hierdoor veranderen de concentraties niet.

S1

   Beginstof (Blauw)                                       Reactieproduct (Roze)

 S2

weet je het nog?

welke factoren hebben invloed op de reactiesnelheid (S1 en S2)?

1. soort stof

2. 

3. 

4. 

5. 

welke factoren hebben invloed op de reactiesnelheid (S1 en S2)?

1. soort stof

2. 

3. 

4. 

5. 

bij ons "kaartjes"experiment blijven de temperatuur en verdelingsgraad constant en gebruiken we geen katalysator.
S1 is dus alléén afhankelijk van [B] en

S2 alléén afhankelijk van [R]

Het aantal moleculen dat elke minuut wordt omgezet
(= reactiesnelheid), bereken je deze les
met de volgende formules:

S₁ = k₁ x [B]            neem aan dat snelheidsconstante k₁ = ½

S₂ = k₂ x [R]           neem aan dat snelheidsconstante k₂ = ¼

stap 1:

 concentratie op t = 0

• Je krijgt 24 kaartjes. 
• Leg ze met de blauwe kant naar boven aan de linkerkant van je blad.
• Noteer het aantal blauwe en roze kaartjes
  in tabel 1 bij t = 0

stap 2: 

verandering t = 0 > 1 min

• Bereken hoeveel beginstof wordt omgezet:

     S₁ = k₁ x [B] met k₁ = 1/2

• Hoe groot zal S₂ zijn?

stap 2: 

verandering t = 0 > 1 min

• Noteer de uitkomst in
   tabel 2
• Draai dit aantal blauwe kaartjes om naar de roze kant en verplaats ze naar rechts
  

stap 2:
concentratie op t = 1 min

• Noteer het aantal blauwe en roze kaartjes op t = 1 minuut in tabel 1

stap 3: verandering 

t = 1 > 2 minuut

• Bereken hoeveel beginstof wordt omgezet in reactieproduct (S₁) 

• Bereken hoeveel reactieproduct wordt omgezet in beginstof (S₂)

• Noteer de uitkomst in tabel 2

S1 = 1/2 x [B]

S2 = 1/4 x [R]

stap 3: verandering 

t = 1 > 2 minuut

• Verplaats het berekende aantal blauwe kaartjes naar de roze kant (en draai ze om)
• Verplaats het berekende aantal roze kaartjes naar de blauwe kant (en draai ze om)

• Tel het aantal blauwe en roze kaartjes en noteer dit in tabel 1. Dit is de concentratie van de stoffen. op t = 2

En nu zelf: noteer de uitkomsten in tabel 1 & 2

• Bereken  de verandering van t = 2 >3 min. Verschuif het aantal kaartjes en tel de concentratie op t = 3. Rond af op hele getallen.
• Bereken de verandering van t = 3 > 4 min. Verschuif het aantal kaartjes en tel de concentratie op t = 4.
• Bereken de verandering van t = 4 > 5 min. Verschuif het aantal kaartjes en tel de concentratie op t = 5.

S1 = 1/2 x [B]

S2 = 1/4 x [R]

verwerking

• Maak een grafiek van de gegevens in tabel 1 en
• maak een grafiek van de gegevens in tabel 2.
• Verbind de punten met een vloeiende lijn.

vragen

1. Wat gebeurde er in de eerste drie minuten met

a. De concentratie beginstof?

b. De concentratie reactieproduct?

vragen

2. In de laatste twee minuten veranderen de concentraties niet meer. Zijn de reacties gestopt? 

Zo niet, leg dan in eigen woorden uit hoe het komt dat de concentraties niet meer veranderen.

vragen

3. Hoe kun je aan de grafiek van de snelheid zien wanneer het evenwicht zich heeft ingesteld?

Markeer dit punt met een verticale lijn in de grafiek. Dit is de insteltijd ti van het evenwicht. Noteer het bijschrift ti op de plek waar deze lijn de x-as snijdt.

afronding: leerdoelencheck

met de vragen op de volgende dia's controleer je of je de leerdoelen van deze les hebt gehaald

Welke omschrijving is de beste? 

Geef bij de andere uitspraken aan waarom zij niet (volledig) 

juist zijn.

A

B

C

D

Reactievergelijking van een evenwicht

• je noteert een aflopende reactie met een enkele pijl

bijv  CH4 + 2 O2                CO2    + 2 H2O

• je noteert een evenwicht met een dubbele pijl

bijv  N2O4                 2 NO2

1. I
2. II
3. beide
4. geen van beide

uitleg

• In de simulatie van deze les reageerden beginstof en reactieproduct 1:1. Je hebt gezien dat de concentraties bij evenwicht niet hetzelfde waren.
• De verhouding waarin stoffen reageren is dus niet hetzelfde als de verhouding waarin de stoffen bij evenwicht aanwezig zijn: uitspraak I is onjuist.
• Bij de simulatie heb je gezien dat uitspraak II wel juist is.

1. I
2. II
3. beide
4. geen van beide

uitleg

• Een aflopende reactie stopt, wanneer één van de beginstoffen op is. Eén van de stoffen heeft dan een concentratie nul: uitspraak II is onjuist.
• Als de reactie is gestopt, kan de concentratie van de aanwezige stoffen niet meer veranderen: uitspraak I is juist.

1. I​2​​(g)
2. O​3​​(g)
3. I​2​​O(g)
4. O​2​​(g)

uitleg

• Een aflopende reactie stopt als één van de beginstoffen op is.
• De beginstof waarvan teveel aanwezig is, blijft over en reageert niet op. Deze stof noem je de overmaat.
• Bij deze reactie is O3 in overmaat, die reageert dus niet op.
• Om aan te tonen dat de reactie aflopend is, moet Eva dus aantonen dat alle I2 op is (afwezig is).

1. F​2​​(g)
2. O​3​​(g)
3. F​2​​O(g)
4. O​2​​(g)

uitleg

• Bij een evenwichtsreactie wordt steeds reactieproduct omgezet naar beginstof, dus de beginstoffen raken nooit op. Cynthia moet dus aantonen dat één van de twee beginstoffen nog aanwezig is.
•  Aan de aanwezigheid van O3 kan Cynthia niet het verschil zien tussen een aflopende reactie of een evenwicht: O3 is in overmaat en zou ook bij een aflopende reactie nog steeds aanwezig zijn.
• Om aan te tonen dat dit een evenwicht is, moet Cynthia daarom aantonen dat F2 nog steeds aanwezig is.

H6.1 Chemisch evenwicht

Op de volgende dia's vind je twee filmpjes om de uitleg nog eens terug te horen:

•   de evenwichtsreactie tussen NO₂ en N₂O₄

• het tekenen van grafieken van concentratie tegen tijd & snelheid tegen tijd

Eigen werk

Doorlezen H6.1 blz 130 t/m 132 

AFMaken + nakijken H6.1 opgaven 1 t/m 6