§5.2 Reactiewarmte berekenen

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

H5 Reacties in beweging

Reactiewarmte berekenen

NOVA §5.2

Deze les

• herhalen endo/exotherm en energiediagram
• Uitleg §5.2
  
• zelf oefenen: opdracht 10 tm 12ab
  

Leerdoel §5.2

Je kunt de reactiewarmte van een reactie berekenen met behulp van de vormingswarmte.

Waarom leer je dit?

Wanneer een reactie energie nodig heeft om te verlopen, moet een bedrijf energie inkopen. Het is belangrijk om te kunnen berekenen hoeveel energie er nodig is.

Wanneer er bij een reactie warmte vrijkomt, moet de reactor gekoeld worden, om te zorgen dat deze niet oververhit raakt. Dit zou bijvoorbeeld kunnen leiden tot een explosie. Het is daarom belangrijk om te kunnen berekenen hoeveel warmte er vrijkomt.

herhaling

herhaling

Bij oplossen van natriumhydroxide in water stijgt de temperatuur van de oplossing.

1. exotherm
2. endotherm

Maak de volgende zin af: Bij de verbranding van hout…

1. komt warmte vrij, dus het is een exotherme reactie.
2. wordt warmte ontrokken, dus het is een endotherme reactie.
3. wordt warmte ontrokken, dus het is een exotherme reactie.
4. komt warmte vrij, dus het is een endotherme reactie.

Bij een endotherme reactie wordt de temperatuur voor en na de reactie gemeten. Voor de reactie is de temperatuur 20°C, wat is de temperatuur na de reactie?

1. afhankelijk van soort stof > of < dan 20°C
2. =20°C
3. > 20°C
4. < 20°C

Bij een bepaalde reactie geldt
ΔE= +15,3 Joule per mol. Wat voor een reactie is dit?

1. Een koelingsreactie
2. Een verbrandingsreactie
3. Een exotherme reactie
4. Een endotherme reactie

Vaak worden exotherme reacties in het lab gekoeld met ijswater, waarom?

1. Omdat deze reacties alleen verlopen als het ijskoud is.
2. Om de reactie sneller te laten verlopen.
3. Omdat de opbrengst van de reactie dan hoger wordt.
4. Omdat de temperatuur zo kan oplopen dat een vloeistof gaat koken.

Energiediagrammen

herhaling

Hoe bereken je het verschil in energie tussen beginstoffen en reactieproducten (=∆E)?

Eerlijk vergelijken

De absolute chemische energie E van stoffen is onbekend.

∆E = E_{reactieproducten} - E_beginstoffen is dus níet te berekenen!

Om de hoeveelheid chemische energie van verschillende stoffen eerlijk met elkaar te kunnen vergelijken, moeten we een "aftelpunt" of "nulpunt" afspreken.

Wet van Hess: ∆E is onafhankelijk van gevolgde weg

∆hoogte = 2876-2249 = 627 m

alternatief is bepaling hoeveel omhoog naar top berg en hoeveel omlaag vanaf top berg:

∆hoogte =(3792-2249)-(3782-2876)=

1543 omhoog-906 omlaag = 627m

Nulniveau nodig:

Om te kunnen vergelijken hoe hoog de Mount Everest is ten opzichte van de Alpen, moeten we afspreken wat het nulniveau is. Voor hoogtemetingen is dat: zeeniveau

nulniveau nodig

Vorming van 1 mol van een verbinding uit de niet-ontleedbare stoffen (elementen).

De vormingswarmte Ev van niet-ontleedbare stoffen is per definitie 0 J per mol

0

vormingswarmte

= de energie die vrijkomt bij (of nodig is voor) de vorming van een stof uit de niet-ontleedbare stoffen 

Deze waarden kun je vinden in Binas tabel 57

noteer & leer >>

Binas 57A Vormingswarmten

Binas 57B Vormingswarmten

Wat is de vormingswarmte van waterdamp?

1. 0 J per mol
2. -2,42 x10^5 J per mol
3. -2,86 x 10^5 J per mol
4. -1,88 x 10^5 J per mol

Wat is de vormingswarmte van waterstof?

1. 0 J per mol
2. -2,42 x10^5 J per mol
3. -2,86 x 10^5 J per mol
4. -1,88 x 10^5 J per mol

uitleg

Hoe bereken je de reactiewarmte (∆E)  met behulp van de vormingswarmte?

Uitleg a.d.h.v. 2 korte filmpjes Kemia:

∆E = Eveind  -  Evbegin 

stappenplan

1. noteer de kloppende reactievergelijking

2. noteer onder elke stof de vormingswarmte uit Binas 57 en houd rekening met het aantal mol  (bijv 3 H2O = 3x vormingswarmte H2O)

3. Tel de vormingswarmten van de beginstoffen op (Evbegin) en tel de vormingswarmten van de reactieproducten op (Eveind)

4. Bereken ∆E :  ∆E =  (Eveind)  - (Evbegin)     Gebruik haakjes!

5. Controleer of je ∆E nog moet omrekenen naar J per 1 mol

voorbeeld: Bereken de reactiewarmte voor de verbranding van 1 mol methaan. Water komt vrij als vloeistof.

Stappenplan

1. reactievergelijking:

2. Noteer de vormingswarmten onder de stoffen

3. Ev beginstoffen optellen en Ev reactieproducten optellen

4. ∆E = Eveind - Evbegin    Gebruik haakjes!!

5. controleer: J per 1 mol?

Bereken Evbegin en Eveind. Hoe groot is ∆E?

uitwerking

En....klopte jouw antwoord? TIP: Let op de tekens, gebruik haakjes!

sleep de woorden naar de juiste plek

niet alle woorden worden gebruikt

beginstoffen

reactieproducten

Eact

geactiveerde toestand

∆E < 0

∆E > 0

niet-ontleedbare stoffen

keuze moment

begin alvast met het eigen werk (opgave 10 en 11 ab)

OF

doe nog een keer mee met een voorbeeld

voorbeeld 2: Bereken de reactiewarmte van de vorming van distikstoftetra-oxide uit stikstofdioxide. Geef je antwoord in J per mol stikstofdioxide.

Stappenplan

1. reactievergelijking:

2. Noteer de vormingswarmten onder de stoffen

3. Ev beginstoffen optellen en Ev reactieproducten optellen

4. ∆E = Eveind - Evbegin Gebruik haakjes!!

5. controleer: J per 1 mol?

Zelfstandig werken

reactie-energie leren berekenen met vormingswarmte

Oefen dit met opgave 10 t/m 12 ab