8.4 hoe verhoog je het rendement (1)

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

8.4 Hoe verhoog je het rendement

• Uitleg evenwichtsvoorwaarde
  
• Uitleg evenwicht verschuivingen

Leerdoelen

• Je leert wat de evenwichtsvoorwaarde is;
• Je leert hoe je de evenwichtsvoorwaarde kunt opstellen;
  
• Je leert wat wordt bedoeld met Chatelier's principe;
  

• Je leert door welke factoren een evenwicht kan worden beïnvloed; 
  

• Je leert hoe de ligging van een evenwicht kan worden beïnvloed door deze factoren.

De evenwichtsvoorwaarde

                                                                  K =  Q

K = Evenwichtsconstante, een getal, alleen afhankelijk van temperatuur, te vinden in Binas (bijv. tabel 51)

Q = concentratiebreuk (volgende dia)

Werk je met concentraties of molariteiten: Kc = Qc

Werk je met druk: Kp = Qp

Op moment van evenwicht geldt

Q_c= K_c

In de volgende slide is een link waarbij je zelf aan de slag gaat met het opstellen van evenwichtsvoorwaarden. Sleep de deeltjes en de eventuele coefficienten naar de juiste plek.

Als de link niet werkt:

http://employees.oneonta.edu/viningwj/sims/equilibrium_expressions_t.html

employees.oneonta.edu

Chatelier's principe

Verklaart hoe een systeem in evenwicht reageert op 'stress'

Stress: 

zijn veranderingen aan het reactiemengsel die ervoor zorgen dat het systeem uit evenwicht raakt.

Welke van onderstaande factoren beïnvloedt NIET het evenwicht?

1. Concentratie
2. Katalysator
3. Volume
4. Temperatuur

Factoren die evenwicht beïnvloeden

• Concentratie 
  
• Druk (indirect het volume)
• Temperatuur

Een katalysator verkort de insteltijd van het evenwicht, maar zal de ligging van het evenwicht niet beïnvloeden.

Wat gebeurt er met het evenwicht als stof C en/of D wordt verwijderd uit het reactiemengsel?

A + B <--> C + D

1. Er gebeurt niets
2. Het evenwicht verschuift naar links
3. Het evenwicht verschuift naar rechts

Practicum 4 van paragraaf 8.4.

Je voert het practicum uit van het evenwicht:

Fe³⁺  +  SCN^-  <--> Fe(SCN)²⁺

8.4 Practicum 4

Pak je boek er bij en lees de instructie. De waarnemingen zijn als volgt:

In de simulatie op de volgende dia kun je dit proefje zelf uitvoeren. Daarbij doet men nog 1 stap die niet in je boek staat: ze voegen kaliumionen toe om zo het SCN- ion weg te nemen uit de oplossing.

https:

Leg uit hoe het komt dat de oplossing donkerrood wordt,
na toevoegen van IJzer(III)chloride opl. en na het toevoegen van een kaliumthiocyanaat opl.

Leg uit hoe het komt dat de oplossing donkerrood wordt, 

 na toevoegen van IJzer(III)chloride opl. en na het toevoegen van een kaliumthiocyanaat opl.

Door toevoegen van de ionsoorten die voor de reactie staan, gaat het systeem zorgen dat de reactie naar rechts tijdelijk in het voordeel is, hierdoor wordt er meer ijzerthiocyanaat gevormd, dat ijzerthiocyanaat is een rood complex , vandaar dat de oplossing donkerder wordt.

Verklaar waarom de oplossing kleurloos wordt na toevoegen van een kaliumchloride oplossing

Verklaar waarom de oplossing kleurloos wordt na toevoegen van een kaliumchloride oplossing

Er is ook een evenwicht tussen kaliumionen en de thiocyanaationen, wanneer er meer kaliumionen worden toegevoegd, zorgt dat systeem ervoor dat er thiocyanaationen worden weggenomen, waarbij er minder thiocyanaationen beschikbaar zijn voor de evenwichtsreactie van ijzerionen en thiocyanaationen, hierdoor zal de  evenwichtsreactie van ijzerionen en thiocyanaationen tijdelijk naar links in het voordeel zijn en verdwijnt de rode kleur van het ijzerthiocyanaatcomplex.

Leg uit hoe de evenwichten verschuiven bij verhogen van de druk.

Uitleg quizvraag

1) Links 2 mol aan deeltjes, rechts 1 mol aan deeltjes. Evenwicht verschuift naar rechts (minste aantal mol).

2) Links 0 mol in gasvormige fase, rechts 4 mol aan gas. Evenwicht verschuift naar links.

00:01-00:11

warm water

ijswater

buisje met mengsel van stikstofdioxide en distikstoftetraoxide 

Filmpje

• Buisje met mengsel van N₂O₄ en NO₂.
• Afhankelijk van de temperatuur, 

verandert de samenstelling van het

mengsel.

• Er vindt een evenwichtsreactie plaats.

Temperatuur veranderen

• Temperatuur verhogen verhoogt de reactiesnelheid.
  

Bij evenwicht geldt:

• Bij het verhogen van de temperatuur verschuift het evenwicht naar de endotherme kant.
• Bij het verlagen van de temperatuur verschuift het evenwicht naar de exotherme kant. 
• In BiNaS tabel 51 kun je van enkele gasreacties vinden of de reactie endotherm/exotherm is, aan de hand van de evenwichtsconstante bij de gegeven temperaturen.
  

De reactie naar rechts waarbij stof A ontstaat is exotherm. Je wilt zoveel mogelijk stof A krijgen. Welke omstandigheden kies je?

1. Zo hoog mogelijke temperatuur
2. Zo laag mogelijke temperatuur
3. Een beetje hoge temperatuur, maar niet te hoog
4. Een beetje lage temperatuur, maar niet te laag

Probleem bij exotherme reacties

• Hoe lager de temperatuur, hoe hoger de opbrengst (evenwicht ligt rechts).
  

• Hoe hoger de temperatuur, hoe sneller de reactie.
  

• Je moet dus balans vinden in de temperatuur, voor zo hoog mogelijke opbrengst, maar nog binnen een redelijke tijd.

Ammonia wordt geproduceerd volgens de Haber reactie, waarbij de reactie naar rechts exotherm is.
De vorming van ammoniak is in het voordeel wanneer:

1. De druk wordt verhoogd
2. De druk wordt verlaagd
3. Wanneer er stikstof wordt weggehaald
4. Wanneer er waterstof wordt weggehaald

Gegeven is de volgende reactie op moment van evenwicht.

De reactie naar links is endotherm.

Welke verandering zorgt ervoor dat de reactie tijdelijk naar rechts in het voordeel is?

1. De temperatuur verhogen
2. De druk verhogen
3. De hoeveelheid zwaveldioxide verlagen
4. De hoeveelheid zuurstof verlagen

Welke reactie (systeem), op moment van evenwicht, zal het minst veranderen wanneer er een verandering in druk plaatsvindt?

1. 
2. 
3. 
4. 

Aan de slag:

Deze week de vragen 25 t/m 36 van paragraaf 8.4