H5.2 Reactiewarmte berekenen

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

Leerdoelen

- je kunt de reactiewarmte van een reactie berekenen mbv
  vormingswarmtes (Binas T57A/B) en omgekeerd

je kunt het rendement van een theoretische opbrengst  gebruiken in berekeningen aan energieomzettingen

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. Dat is afhankelijk van de soort stof
2. 20°C
3. Hoger dan 20°C
4. Lager dan 20°C

Hoe heet de energie die opgeslagen zit in stoffen?

1. Reactie energie
2. Onzichtbare energie
3. Nucleaire energie
4. Chemische energie

Maak de volgende zin af: Bij de verbanding 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 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 ver kan oplopen dat een vloeistof gaat koken en er dus een gas onstaat.

sleep de woorden naar de juiste plek

niet alle woorden worden gebruikt

beginstoffen

reactieproducten

Eact

geactiveerde toestand

dE < 0

dE > 0

niet-ontleedbare stoffen

natriumhydroxide en zoutzuur van
18 °C worden samengevoegd. Na de reactie is de temperatuur 23 °C

1. deze reactie is exotherm, want de stoffen worden warmer
2. deze reactie is endotherm, want de stoffen worden warmer
3. deze reactie is exotherm, want de omgeving wordt warmer
4. deze reactie is endotherm, want de omgeving wordt warmer

H5.1 specifieke CO2-emissie

= hoeveelheid CO2 die vrijkomt per MJ geleverde energie:

hoe meer energie de brandstof geeft en hoe minder CO2 daarbij vrijkomt, hoe duurzamer de brandstof

Vergelijk op basis van de specifieke CO₂-emissie
(gCO₂ MJ-1) welke brandstof het meest duurzaam is:

	methaan	propaan
.
.
.
conclusie

reactievergelijking:

hoeveel mol CO2 komt vrij bij verbranding van 1 mol?

verbrandingswarmte (T56):

hoeveel energie komt vrij bij verbranding van 1 mol?

specifieke CO2-emissie:

massa CO2: reken aantal mol om in gram

E_reactie = - E_beginstoffen+ E_{eindproducten}

In Binas tabel 57A+B kun je de vormingswarmtes van elke stof uit de reactievergelijking opzoeken

Voor iedere stof vermenigvuldig je de vormingswarmtes  met de bijbehorende coëfficiënt uit de reactievergelijking....

.... en vervolgens bereken je de reactiewarmte door de som te berekenen.

H5.2 Berekenen van E_reactie 

stap 1: kloppende reactievergelijking: 
                 CH₄ + 2 O₂ --> CO₂ + 2 H₂O

stap 2: zet onder reactie wat er gebeurt (krijg je minder of meer stof) en vervang de molecuulformules in de reactievergelijking door (.............) 

                -1 (..........) - 2 (..........) + 1 (...........) + 2 (............)

stap 3: vul de waardes uit T57A/B in en tel de waardes op. Vul voor
      elementen  0 in  (NB: denk aan de factor *10⁵)

E_reactie= -E_begin + E_product =  -1 (-0,75*10⁵) - 2 (0) + 1 (-3,395*10⁵) + 2 (-2,86*10⁵) =
                                                                 -8,905*10⁵ J = -8,91*10⁵ J

H5.2 Berekenen van E_reactie 

                       CH₄ + 2 O₂ --> CO₂ + 2 H₂O

E_reactie= -E_begin + E_product = 
           -1 (-0,75*10⁵) - 2 (0) + 1 (-3,395*10⁵) + 2 (-2,86*10⁵) =
                                                                 -8,905*10⁵ J = -8,91*10⁵ J

Ereactie = -E_begin + E_product = -8,91*10⁵ J

Bereken (volgens het stappenplan) de reactiewarmte
(= Ereactie = reactie-energie) van de substitutiereactie
van methaan en chloor waarbij trichloormethaan en waterstofchloride ontstaan.

Bereken (volgens het stappenplan) de reactiewarmte

(= Ereactie = reactie-energie) van de substitutiereactie

van methaan en chloor waarbij trichloormethaan en waterstofchloride ontstaan.

stap 1: CH₄ + 3 Cl₂ --> CHCl₃ + 3 HCl

stap 2: -1(...) - 3(0)   +   1(...)        + 3(....)

stap 3: -1(-0,75*10⁵) -0+1(-1,34*10⁵)+3(-0,923*10⁵)
                = -3,359*10⁵J =-3,4*10⁵J

Bereken (volgens het stappenplan) de reactiewarmte
(= Ereactie = reactie-energie = reactiewarmte) van de condensatiereactie van 100 g ethanol waarbij 50 g ethoxyethaan en ..... g water (l) ontstaan.

Bereken (volgens het stappenplan) de reactiewarmte

(= Ereactie = reactie-energie) van de condensatiereactie van 100 g ethanol waarbij 50 g ethoxyethaan en ..... g water (l) ontstaan. 

stap 1: 2 C₂H₅OH  --> C₂H₅OC₂H₅ +  H₂O

stap 2:        -2(...)         +        1(...)             + 1 (....)

stap 3: -2(-1,92*10⁵) + 1(-2,80*10⁵)+1(-2,42*10⁵)
                = -1,38*10⁵J ==> -1,38*10⁵J /mol ethoxyethaan

er ontstaat 50 g ethoxyethaan ==> 0,675 mol ethoxyethaan
==> 'rendement' = 67,5% ==> 0,675*-1,38*10⁵ J/mol =  -9,31*10⁴J

controleer of je de leerdoelen beheerst

- je kunt de reactiewarmte van een reactie berekenen mbv
  vormingswarmtes (Binas T57A/B) en omgekeerd

- je kunt het rendement van een theoretische opbrengst 
  gebruiken in berekeningen aan energieomzettingen

je kan de vormingswarmte uit tabel 57A/B gebruiken om reactie-energie te berekenen

0100

je kan rendement gebruiken om reactie-energie te berekenen

0100

je kan temperatuursverandering toepassen om energie of reactie-energie te berekenen

0100

Zelf (extra) oefenen met reactiewarmtes berekenen

Controleer of je de leerdoelen beheerst

Neem H5.2 in boek (of deze lesson-up) door en stel indien nodig vragen aan je docent

Maken + nakijken opgaven 9 t/m 11 en 13 t/m 15

Maken stencil met extra opgaven (kemia)