4HAVO herhaling H6 reacties in beweging

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

H6: Reacties in beweging

dynamisch                                                        statisch

Reactiewarmte

Wet van behoud van energie: bij een proces verandert alleen de soort energie, niet de hoeveelheid. 

Chemische reactie = de energie van stoffen

Deze kan worden omgezet  in andere energievormen zoals warmte, licht, kinetische energie (= beweging) en/of elektrische energie.

De verandering in chemische energie tijdens een reactie is:

 ΔE = E reactieproducten – E beginstoffen

Reactiewarmte

Energie-effect:

Een reactie waarbij energie vrijkomt noemen we exotherm. Er komt meer energie vrij dan dat nodig is voor de reactie. ∆ E = negatief.

Een reactie waarbij energie nodig is noemen we endotherm. Er is meer energie nodig dan dat er vrijkomt. ∆ E = positief.

Kijk altijd vanuit de stof.

Reactiewarmte

In een energiediagram geef je weer hoeveel energie stof(fen) opnemen en afstaan. Dit moet je kunnen tekenen.

Fotosynthese:                                       Verbranding van glucose: 

6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2        C6H12O6 + 6O2 → 6CO2  6H2O

Een verbranding is een endotherm/exotherm proces (1),
omdat er energie vrijkomt/nodig is (2).
(20 s)

1. endotherm (1) nodig (2)
2. endotherm (1) vrijkomt (2)
3. exotherm (1) nodig (2)
4. exotherm (1) vrijkomt (2)

Reactiewarmte

Vormingswarmte:

De hoeveelheid energie die vrijkomt/nodig is, voor de vorming van 1 mol van een stof uit de elementen (niet-ontleedbare stoffen) Binas 57A/ B

De vormingswarmte van een element = 0 J/mol

Reactiewarmte

Berekening reactie-energie: houd rekening met coëfficiënten!

 

∆E = E vorming reactieproducten - E vorming beginstoffen

 ∆E = (q x E vorming stof C + r x E vorming stof D) - 

          (m x E vorming stof A + n x E vorming stof B)

OEFEN HIERMEE!! (paragraaf 6.1/KEMIA)

Reactiesnelheid

Reactie:

Stoffen reageren wanneer er effectieve botsingen plaats vinden.

De atomen laten elkaar los en vormen nieuwe groepjes atomen.

Dit gebeurt alleen bij voldoende krachtige botsingen en wanneer dit op de juiste plaats gebeurt (botsende deeltjesmodel).

Reactiesnelheid:

De hoeveelheid stof (in mol) die in een bepaalde tijd (seconde)

verdwijnt of ontstaat in een bepaald volume (L).

Reactiesnelheid

Reactiesnelheid wordt groter door:

• Temperatuur verhogen
  
• Contactoppervlak vergroten
  
• Concentratie verhogen
  
• Katalysator toevoegen
  

Uitleg in paragraaf 2

0,1 gram magnesiumlint reageer sneller/langzamer (1) dan 0,1 gram magnesiumpoeder met zoutzuur omdat (2): (45 s)

1. sneller (1) het lint groter is (2)
2. sneller (1) de concentratie groter is (2)
3. langzamer (1) het contactopp. kleiner is (2)
4. langzamer (1) concentratie van het poeder kleiner is (2)

Een katalysator versnelt de reactie omdat deze:

(20 s)

1. zorgt voor meer effectieve botsingen
2. het contactoppervlak vergroot waardoor er meer effectieve botsingen zijn.
3. de activerinsenergie verlaagt
4. de deeltjes sneller laat bewegen

Reactiesnelheid

Katalysator/Enzym:

Een katalysator doet wel mee aan de reactie, maar raakt niet op.

Het wordt wel gebruikt, maar niet verbruikt. Een katalysator verlaagt 

de activeringsenergie.

Energieniveaus begin- en eind-

stoffen blijven gelijk.

∆E blijft dus ook gelijk.

Evenwichtsreacties

Soms kunnen stoffen heen, maar ook terug reageren.

Als heen- en teruggaande reactie even snel zijn, spreek je van evenwichtstoestand.

Omdat de hoeveelheden stof gelijk blijven (er ontstaat net zoveel als wordt omgezet), blijft de concentratie ook gelijk.

Een chemisch evenwicht is altijd een dynamisch evenwicht omdat:

(30 s)

1. de reacties niet stoppen maar heen- en terug blijven gaan
2. er meerdere stoffen bij de reactie betrokken zijn
3. na verloop van tijd de beginstof(fen) zijn verdwenen
4. na verloop van tijd de concentraties gelijk blijven

Evenwichtsreacties

Chemische evenwichten zijn dynamisch: in de evenwichtstoestand is de reactiesnelheid van reacties heen en terug gelijk.

Soorten chemische evenwichten

Homogeen evenwicht: Alle stoffen betrokken bij het evenwicht bevinden zich in dezelfde fase.

Heterogeen evenwicht:

De stoffen zitten in verschillende fasen.

Verdelingsevenwicht:

Een stof verdeelt zich over verschillende fasen (dus ook heterogeen).

Je hebt een demo-proef gezien met stiktofdioxide
en distikstoftetra-oxide.
In deze proef werd het mengsel bruiner of juist
lichter van kleur bij een andere temperatuur. (45 s)

1. het gaat hier om een homogeen evenwicht; beide stoffen in zelfde fase
2. het gaat hier om een heterogeen evenwicht; beide stoffen in zelfde fase
3. het gaat hier om verdelingsevenwicht; er zijn 2 verschillende gassen
4. hier is geen evenwicht; de stoffen blijven reageren

(45 s)
Koolzuur in frisdrank kan worden omgezet in water en koolstofdioxide en terug.
Als de dop van de fles is geweest verschuift het evenwicht naar:

1. links want koolstofdioxide ontsnapt
2. links want er ontstaat meer water
3. rechts want koolstofdioxide ontsnapt
4. rechts want water ontsnapt

Evenwichtsreacties, BOE tabel

Bij rekenen aan evenwichten kun je een BOE tabel gebruiken.

1. Teken de tabel, horizontaal de stoffen, verticaal BOE
2. Vul de bekende de beginhoeveelheden (mol) of concentraties (mol/L).
3. Vul andere bekende waarden in (omzetting of eindwaarde)
4. Bereken de omgezette hoeveelheid stof m.b.v. 

     coëfficiënten in de reactievergelijking.

Evenwichtsreacties, BOE tabel

We bekijken de reactie tussen stikstof en waterstof waarbij ammoniak ontstaat:    N2 (g) +  3 H2 (g)        2 NH3 (g)     

 

3,0 mol stikstof en 5,0 mol waterstof worden samengevoegd. 

Na enige tijd ontstaat een evenwicht waarbij 1,5 mol ammoniak is gevormd.

Bereken de eindhoeveelheden in mol.

Evenwichtsreacties, BOE tabel

We bekijken de reactie tussen stikstof en waterstof waarbij ammoniak ontstaat:    N2 (g) +  3 H2 (g)        2 NH3 (g)     

 

3,0 mol stikstof en 

5,0 mol waterstof

1,5 mol ammoniak is gevormd

Hoeveel mol ammoniak wordt omgezet? (30 s)

1. 0,0 mol
2. - 1,5 mol
3. + 1,5 mol
4. +3,0 mol

Hoeveel mol stikstof wordt omgezet? (30 s)

1. + 1,5 mol
2. - 1,5 mol
3. + 0,75 mol
4. - 0,75 mol

Hoeveel mol waterstof wordt omgezet? (30 s)

1. - 2,25 mol
2. + 2,25 mol
3. - 3,0 mol
4. + 3,0 mol

Hoeveel mol stikstof en waterstof ontstaan? (45 s)

1. stikstof: 3,75 mol waterstof: 7,25 mol
2. stikstof: 3,75 mol waterstof: 2,75 mol
3. stikstof: 2,25 mol waterstof: 7,25 mol
4. stikstof: 2,25 mol waterstof: 2,75 mol

Evenwichtsreacties, BOE tabel

N2 (g) +  3 H2 (g)        2 NH3 (g)     

3,0 mol stikstof en 5,0 mol waterstof 

worden samengevoegd. 

Na enige tijd ontstaat een evenwicht 

waarbij 1,5 mol ammoniak is gevormd.

Bereken de eindhoeveelheden in mol.

Succes in TW 4 en in 5 HAVO !!