V4 7.4 Evenwichten

7.4 Evenwichten
Wat is een evenwichtsreactie?
Hoe reken je aan evenwichtsreacties?
1 / 37
suivant
Slide 1: Diapositive
ScheikundeMiddelbare schoolvwoLeerjaar 4

Cette leçon contient 37 diapositives, avec quiz interactifs et diapositives de texte.

time-iconLa durée de la leçon est: 45 min

Éléments de cette leçon

7.4 Evenwichten
Wat is een evenwichtsreactie?
Hoe reken je aan evenwichtsreacties?

Slide 1 - Diapositive

Chemisch evenwicht
  • Reacties kunnen omkeerbaar zijn
  • Beginstoffen -> reactieproducten
  • Reactieproducten -> beginstoffen
  • Noem je evenwichtsreacties
  • Als deze reacties met dezelfde snelheid verlopen, ontstaat er een chemisch evenwicht 

Slide 2 - Diapositive

Chemisch evenwicht
  • Eerst begint H2O met CO te reageren (s1, rode lijn)
  • Nadat er H2 en CO2 ontstaat reageert dat ook weer terug (s2, blauwe lijn)
  • Na een tijdje zijn de snelheden even groot
  • Insteltijd is de tijd tussen begin van reactie en evenwicht 

Slide 3 - Diapositive

Chemisch evenwicht
  • Homogeen evenwicht: als alle reagerende stoffen in 1 fase zitten
  • Heterogeen evenwicht: als alle reagerende in meerdere fasen aanwezig zijn.

  • Is dit een homogeen of heterogeen evenwicht?

Slide 4 - Diapositive

Rekenen aan chemische evenwichten
  • Maak gebruik van een omzettingstabel. Kijken naar de algemene reactie A + B <-> C + D in een reactievat van 1,0 dm3:
  • Beginnen met 2 mol A en 1 mol B
  • Er is 0,75 mol A omgezet.
  • Wat zijn alle concentraties
    aan het eind?
[A]
[B]
[C]
[D]
t0
omg.
tev

Slide 5 - Diapositive

Wat is [A] bij het begin (t0)?
A
0,5 mol/L
B
0,5 L/mol
C
2 L/mol
D
2 mol/L

Slide 6 - Quiz

Wat is [B] bij het begin (t0)?
A
1 mol/L
B
0 L/mol
C
1 L/mol
D
0 mol/L

Slide 7 - Quiz

Wat is [C] bij het begin (t0)?
A
1 mol/L
B
0 L/mol
C
1 L/mol
D
0 mol/L

Slide 8 - Quiz

Er wordt 0,75 mol A omgezet. Wat vul je in de tabel in?
A
+ 0,75
B
- 0,75

Slide 9 - Quiz

Bij [A] omgezet staat -0,75. Wat komt er te staan bij [C]?
A
+ 0,75
B
- 0,75

Slide 10 - Quiz

Rekenen aan chemische evenwichten
  • Beginwaarden invullen: [A] = 2, [B] = 1. Er is nog geen C of D ontstaan, dus die zijn beide 0
[A]
[B]
[C]
[D]
t0
2
1
0
0
omg.
tev

Slide 11 - Diapositive

Rekenen aan chemische evenwichten
  • Wat er aanwezig is bij evenwicht is het verschil tussen wat er was bij t0 en hoeveel er is omgezet.
  • Let op hoe groot het reactievat is! Als het reactievat bijvoorbeeld 5 liter, moet je niet vergeten
    om de hoeveelheid mol te 
    delen door 5 liter voor de 
    concentratie
[A]
[B]
[C]
[D]
t0
2
1
0
0
omg.
-0,75
-0,75
+0,75
+0,75
tev
1,25
0,25
0,75
0,75

Slide 12 - Diapositive

Rekenen aan chemische evenwichten
  • Er is 0,75 mol A omgezet, dus er verdwijnt 0,75: -0,75.
  • De molverhouding tussen A en B is 1:1, dus er verdwijnt net zoveel.
  • Molverhouding tussen A, C en D is 1:1:1, dus er ontstaat ook 0,75
[A]
[B]
[C]
[D]
t0
2
1
0
0
omg.
-0,75
-0,75
+0,75
+0,75
tev

Slide 13 - Diapositive

Chemisch evenwicht
  • Reacties kunnen omkeerbaar zijn
  • Beginstoffen -> reactieproducten
  • Reactieproducten -> beginstoffen
  • Noem je evenwichtsreacties
  • Als deze reacties met dezelfde snelheid verlopen, ontstaat er een chemisch evenwicht 

Slide 14 - Diapositive

Chemisch evenwicht
  • In experiment 1 is er 1 mol N2O4. Bij evenwicht is er 0,80 mol N2O4 en 0,40 mol NO2
  • In experiment 2 is er 2 mol NO2. Bij evenwicht is er 0,80 mol N2O4 en 0,40 mol NO2

Slide 15 - Diapositive

Chemisch evenwicht
  • Ze leiden allebei tot dezelfde evenwichtstoestand, ondanks een andere beginsituatie
  • Ligging van het evenwicht is gelijk

Slide 16 - Diapositive

Chemisch evenwicht
  • Hier is de molverhouding gebruikt tussen N2O4 en NO2: 1:2
  • Als er 0,20 mol N2O4 verdwijnt, dan ontstaat er 2 x zoveel: 0,40 mol NO2

Slide 17 - Diapositive

N2O4 <-> 2 NO2
Er wordt 0,20 mol N2O4 omgezet. Wat zet je in de tabel neer bij [NO2]?
A
-0,20
B
+0,20
C
-0,40
D
+0,40

Slide 18 - Quiz

Chemisch evenwicht
  • NO2 daalt 2 x zo snel als die van N2O4, omdat er twee moleculen NO2 ontstaan uit 1 molecuul N2O4

Slide 19 - Diapositive

Concentratiebreuk en evenwichtsvoorwaarde
  • Van elke evenwichtsreactie kan je een concentratiebreuk opstellen, met 3 regels:
  1. Concentraties van reactieproducten staan in de teller en van beginstoffen staan in de noemer
  2. Het coëfficiënt in de reactievergelijking wordt het exponent bij die behorende concentratie
  3. Er staan geen vaste of vloeibare stoffen in. Alleen maar gassen of opgeloste stoffen.

Slide 20 - Diapositive

Concentratiebreuk N2O4 en NO2
  • N2O4 <-> 2 NO2
  • Evenwichtsvoorwaarde:
  1. Reactieproduct in de teller, beginstof in de noemer
  2. Coëfficiënt bij NO2 is nu het exponent.
  3. Zijn beide gassen, dus beide in de concentratiebreuk

Slide 21 - Diapositive

Concentratiebreuk N2O4 en NO2
  • Op het moment dat het evenwicht zich heeft ingesteld, veranderen de concentraties niet meer
  • De concentratiebreuk verandert dan dus ook niet en zal een constante waarde hebben
  • Deze constante waarde is K, de evenwichtsconstante 

Slide 22 - Diapositive

Evenwichtsvoorwaarde N2O4 en NO2
  • Als K gelijk is aan de concentratiebreuk is er evenwicht
  • K hangt niet af van de druk, volume, beginconcentraties
  • K hangt alleen maar af van de temperatuur. In Binas tabel 51 staan verschillende evenwichtsvoorwaarden 

Slide 23 - Diapositive

Wiskundig intermezzo: de abc-formule
  • Voor rekenen met evenwichtsvoorwaarde is de abc-formule nodig
  • Gebruik je bij ax2 + bx + c
  • Komen 2 waarden voor x uit: bij wiskunde gebruik je allebei, bij scheikunde gebruik je alleen degene die kan (positief)

Slide 24 - Diapositive

Rekenen aan chemische evenwichten met K
  • Kijken naar H2O (g) + CO (g) <-> H2 (g) + CO2 (g)
  • Onder bepaalde omstandigheden geldt: K = 0,75
  • 0,50 mol H2O en 0,50 mol CO wordt in een vat van 1,0 dm3 gedaan
  • Wat is [H2] bij
    evenwicht?
[H2O]
[CO]
[H2]
[CO2]
t0
omg.
tev

Slide 25 - Diapositive

Rekenen aan chemische evenwichten met K
  • 0,50 mol H2O en 0,50 mol CO wordt in een vat van 1,0 dm3 gedaan
  • Dus bij t0 0,50 bij H2O en 0,50 bij CO. Er is nog geen H2 of CO2
[H2O]
[CO]
[H2]
[CO2]
t0
0,50
0,50
0
0
omg.
tev

Slide 26 - Diapositive

Rekenen aan chemische evenwichten met K
  • Er is niet bekend hoeveel er wordt omgezet, alleen maar wat de evenwichtsconstante is. Er wordt wel iets omgezet, namelijk x. Er verdwijnt x H2O en x CO en er ontstaat x H2 en x CO2
[H2O]
[CO]
[H2]
[CO2]
t0
0,50
0,50
0
0
omg.
-x
-x
+x
+x
tev

Slide 27 - Diapositive

Rekenen aan chemische evenwichten met K
  • Bij evenwicht is er het verschil tussen hoeveelheid bij t0 en wat er omgezet is.
[H2O]
[CO]
[H2]
[CO2]
t0
0,50
0,50
0
0
omg.
-x
-x
+x
+x
tev
0,50-x
0,50-x
x
x

Slide 28 - Diapositive

Rekenen aan chemische evenwichten met K
  • Evenwichtsvoorwaarde voor de reactievergelijking.
  • Je kan nu de waarden bij tev invullen in de breuk
[H2O]
[CO]
[H2]
[CO2]
t0
0,50
0,50
0
0
omg.
-x
-x
+x
+x
tev
0,50-x
0,50-x
x
x

Slide 29 - Diapositive

Rekenen aan chemische evenwichten met K
  • De hele breuk moet gelijk zijn aan 0,75 (info uit de vraag)
  • Note: (0,50-x)2 omdat [H2O] en [CO] hetzelfde is
[H2O]
[CO]
[H2]
[CO2]
t0
0,50
0,50
0
0
omg.
-x
-x
+x
+x
tev
0,50-x
0,50-x
x
x

Slide 30 - Diapositive

Rekenen aan chemische evenwichten met K
  • 0,75 (0,50-x)2 = x2
  • 0,75 (0,50-x)(0,50-x) = x2
  • 0,75 (0,25 - x + x2) = x2
  • 0,1875 - 0,75x + 0,75x2 = x2
  • 0,25x2 + 0,75x - 0,1875 = 0
  • abc-formule oplossen: a= 0,25, b= 0,75, c= -0,1875
  • x = 0,23

Slide 31 - Diapositive

Evenwichtsvoorwaarde bij heterogeen evenwicht

Slide 32 - Diapositive

Verdelingsevenwicht
  • Jood in water en wasbenzine verdeelt zich over het water en wasbenzine in bepaalde verhouding: I2 (aq) <-> I2 (wb)
  • Geen chemisch evenwicht, want er is geen reactie, maar wel een dynamisch evenwicht

Slide 33 - Diapositive

Oplosevenwicht
  • Slecht oplosbare zouten zijn in evenwicht met de opgeloste ionen en de vaste stof op de bodem
  • Je kan met de Ks berekenen hoeveel zout er oplost in een slecht oplosbaar zout
  • Ks(Al(OH)3) = 3*10-34
  • Betekent dat [Al3+] = 3,16 * 10-9

Slide 34 - Diapositive

Ik heb deze Lessonup serieus doorgenomen
A
Ja
B
Nee

Slide 35 - Quiz

Ik snap nu waar de paragraaf over evenwichten over gaat
A
Ja
B
Nee

Slide 36 - Quiz

En nu?
Paragraaf doorlezen
Opdrachten 7.4: 29, 32, 33, 35, 36, 39, 40

Slide 37 - Diapositive