8.3 Energie-berekeningen bij reacties

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

Hoofdstuk 7.3

Rekenen

Doel voor vandaag

- Weet wat de reactiewarmte, vormingswarmte, oploswarmte en ontledingswarmte is. 

- Bereken de reactiewarmte van reacties (toets je met opdracht 11 uit 7.3). 

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

Reactiewarmte

Proefondervindelijk!

Dit kan door een bekende hoeveelheid water en/of energie te gebruiken. 

Door het temp verschil voor en na de reactie te meten kan je de energieverandering Q in het water berekenen.

Hoeveelheid warmte die is opgenomen/afgestaan (Q)

Q = m c Δ T

Q = in joule 
 

m = massa

c = soortelijke warmte

ΔT = temperatuursverandering

Wat heb je gelezen over de soorten warmtes? 

Soorten warmte

Het berekenen van het warmte-effect van de verbranding van waterstof is een hele complexe berekening. 

Te veel reacties --> meneer Hess heeft de oplossing!

De vormingswarmte : binastabel 57

Soorten warmte

Wat is het tegenovergestelde van vormen? 

Het oplossen of verdampen of verbranden van stoffen kan ook energie kosten. Deze staan in tabel 59B van binas

Proef!!

We kunnen deze waarde handmatig berekenen. Ik geef eerst een voorbeeld 

Stel we gaan methaan (CH₄) volledig verbranden. hoeveel energie komt er vrij?

Reactie:

 CH₄ + 2 O₂ --> 2 H₂O +  CO₂

vul altijd ook even de fases in!

Je kijkt alleen maar, je schrijft niet mee!

CH₄ (g) + 2 O₂ (g) --> 2 H₂O (l) + CO₂ (g)

Zoek van elke stof de vormingswarmte op!

CH₄ (g) + 2 O₂ (g) --> 2 H₂O (l) + CO₂ (g)

_{methaan (g) = - 0,75 * 10}⁵ _J/mol

O₂ = 0 J/mol

H₂O (l) = - 2,86 * 10⁵ J/mol

CO₂ = -3,935 * 10⁵ J/mol

CH4 (g) + 2 O₂ (g) --> 2 H₂O (l) + CO₂ (g)

vermenigvuldig met het aantal mol (uit reactievergelijking)

_{methaan (g) = -0,75 * 10}⁵ _{J/mol * 1 mol}

O₂ = 0 J/mol * 7 mol

H₂O (g) = -2,86 * 10⁵ J/mol * 2 mol

CO₂ = -3,935 * 10⁵ J/mol * 1 mol

CH₄ (g) + 2 O₂ (g) --> 2 H₂O (l) + CO₂ (g) 

Bereken verschil in energie (ΔE) door energie na de pijl - energie voor de pijl

((H₂O (g) = -2,86 * 10⁵ J/mol * 2) + (CO₂ = -3,935 * 10⁵ J/mol * 1)) -  ((methaan (g) = -0,75 * 10⁵ J/mol * 1) + (O₂ = 0 J/mol * 7))

= -8,905 J

Waarom - ?

De stoffen voor de pijl worden niet gevormd, maar juist ontleed. Dit is het tegenovergestelde proces!!

CH₄ (g) + 2 O₂ (g) --> 2 H₂O (l) + CO₂ (g) 

Bereken verschil in energie (ΔE) door energie na de pijl - energie voor de pijl

ΔE = 2 * -2,86 * 10⁵ J/mol  + 1 * -3,935 * 10⁵ J/mol  -  (1 * -0,75 * 10⁵ J/mol + 7 *0 J/mol ) = -8,905 *10⁵ J 

_{ΔE = (2 * -2,86 + 1 * - 3,935  - (1 * - 0,75 + 7 * 0 )) * 10}5  _{= -8,905 * 10}⁵  _J 

Voorbeeld van methaan!

CH₄ (g) + 2 O₂ (g) --> 2 H₂O (l) + CO₂ (g) 

= -8,905 * 10⁵ J

Het gaat om methaan, daarvan heb je 1 mol

= -8,905 J / 1 mol = = -8,905 * 10⁵ J/mol

check dit even in tabel 56

Aan de slag!

7.2: B: 16, t/m 20, 22, 23, 25 

V: 24 en 26

7.3: B: 27 t/m 31 

Schrijf goed de berekeningen uit en gebruik BINAS tabel 57. 

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

Zelf oefenen: Bereken de verbrandingswarmte die vrij komt bij de volledige verbranding van propaan 

*ga er vanuit dat water vrij komt als vloeistof*

Zelf oefenen: Bereken de verbrandingswarmte die vrij komt bij de volledige verbranding van propaan 

*ga er vanuit dat water vrij komt als vloeistof*

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

((4 * - 2,86 * 10⁵) + (3 * -3,935 * 10⁵)) 

-

((5 * 0 * 10⁵) + (1 *  -1,04 * 10⁵))

=  - 22,205 * 10⁵ J

Zelf oefenen: Bereken de verbrandingswarmte die vrij komt bij de volledige verbranding van propaan 

*ga er vanuit dat water vrij komt als vloeistof*

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

=  - 22,205 * 10⁵ J

per 1 mol propaan, dus per mol propaan --> /1 mol

= - 22,205 * 10⁵ J / mol 

komt redelijk overeen met de BiNaS waarde uit 56

Bij de reactie van Fe2O3 (s) met CO (g) ontstaat Fe(s) en CO2 (g). Bereken de reactiewarmte van deze reactie in J mol-1 Fe2O3