9.2 Energie-berekeningen bij reacties

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

9.2 Reacties en warmte

Vragen 2 t/m 7?

Doel voor vandaag

• Weet wat de reactiewarmte, vormingswarmte, oploswarmte en ontledingswarmte is. 
  
• Bereken de reactiewarmte van reacties. 
  

Teken een energie-diagram van een exotherm proces wat even opgestart moet worden.

Reactiewarmte

De hoeveelheid energie die nodig is (of die vrij komt) bij een chemische reactie heet: reactiewarmte (symbool            )

In het energiediagram wordt de reactiewarmte aangegeven met een pijl van het energieniveau van de beginstoffen naar het energieniveau van de reactieproducten.

Belangrijke termen

Vormingswarmte

• De vormingswarmte is die energie die nodig is of vrijkomt bij de vorming van 1 mol stof uit de elementen
• Staan in Binas 57A en 57B
• Elementen zijn per definitie 0.

Reactiewarmte berekenen

1. Reactievergelijking opstellen
2. Vormingswarmten uit Binas 57A of 57B opzoeken (Let op bij H₂O! Staat H₂O (g) en H₂O (l) in)
3. Vormingswarmte is in J/mol
4. ΔE = Vormingswarmte (reactieproducten) - vormingswarmte (beginstoffen)

Reactiewarmte berekenen

• Bereken de reactiewarmte voor de volledige verbranding van methaan. Water komt hierbij vrij als vloeistof.

1. Reactievergelijking opstellen
   
2. Vormingswarmten uit Binas 57A of 57B opzoeken (Let op bij H2O! Staat H2O (g) en H2O (l) in)
   
3. Vormingswarmte is in J/mol
   
4. ΔE = Vormingswarmte (reactieproducten) - vormingswarmte (beginstoffen)
   

Reactiewarmte berekenen

Bereken de reactiewarmte voor de volledige verbranding van methaan.

1. CH₄ (g) + 2 O₂ (g) -> CO₂ (g) + 2 H₂O (l)
2. CH₄ =  + 0,75 x 10⁵ J
   2 O₂ = 2 x 0
   CO₂ = -3,935 x 10⁵ J
   2 H₂O = 2 x -2,86 x 10⁵ J

Reactiewarmte berekenen

Bereken de reactiewarmte voor de volledige verbranding van methaan.
4. ΔE = (+ 0,75 + 2 x 0 -3,935 - 5,72) x 10⁵  = - 8,91 x 10⁵ J

- = exotherm

+ = endotherm 

Energie effect

Op deze manier laat je zien wat je doet:

In tabel 57A en B van je Binas vind je de vormingswarmte van een aantal stoffen.

De vormingswarmte van een element is 0

ΔE = -3,935 ∙ 10⁵ + (2 ∙ -2,86 ∙ 10⁵) - (-0,76 ∙ 10⁵)

ΔE = vormingswarmte reactieproduct - vormingswarmte beginstoffen

Geef de reactievergelijking voor de volledige verbranding van propaan.
Bereken daarna de reactiewarmte!

           C3H8 (g)    +      5 O2 -->         3 CO2 (g)        +           4H2O (l)

           C3H8 (g)    +      5 O2 -->         3 CO2 (g)        +           4H2O (l)

vorming 

C3H8 = - 1,04 x 105 J

 O2 = 0 J

 CO2 = - 3,935 x 105 J

 H2O (l) = - 2,86 x 105 J

    E = 

           C3H8 (g)    +      5 O2 -->         3 CO2 (g)        +           4H2O (l)

Ontleding & vorming 

C3H8 = + 1,04 x 105 J

 O2 = 0 J

 CO2 = - 3,935 x 105 J

 H2O (l) = - 2,86 x 105 J

    E = 

           C3H8 (g)    +      5 O2 -->         3 CO2 (g)        +           4H2O (l)

Ontleding & vorming 

C3H8 = + 1,04 x 105 J

 O2 = 0 J

 CO2 = - 3,935 x 105 J

 H2O (l) = - 2,86 x 105 J

    E = ( + 1,04 + 5 x 0 + 3 x -3,935 + 4 x -2,86)

            x 105 =

  

           C3H8 (g)    +      5 O2 -->         3 CO2 (g)        +           4H2O (l)

Ontleding & vorming 

C3H8 = + 1,04 x 105 J

 O2 = 0 J

 CO2 = - 3,935 x 105 J

 H2O (l) = - 2,86 x 105 J

    E = ( + 1,04 + 5 x 0 + 3 x -3,935 + 4 x -2,86)

            x 105 = - 22,205 x 105 J

     E = - 22,2 x 105 J / mol C3H8

Wat is de verbrandingswarmte van 500 gram propaan?

Aan de slag!

Maak opdracht 8 t/m 14.

Schrijf goed de berekeningen uit en gebruik BINAS tabel 57. 

Extra opdracht hierna voor wie wil. Meer scheikunde, meer plezier!

Bij de reactie van Fe2O3 (s) met CO (g) ontstaat Fe(s) en CO2 (g). 

Bereken de reactiewarmte van deze reactie in J/mol Fe2O3