Evenwichten herhaling (4v 5v)

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

Het ammoniak evenwicht

Voorkennis: H6 evenwichten

Geef de evenwichtsvoorwaarde.
(de kromme haakjes stelt de concentratie voor)

Geef de juiste evenwichtsvoorwaarde nb.  (x)=[x] = de concentratie.

1. Q=​(N2)⋅(H2)​3​​​​(NH3)​2​​​​
2. K=​(N2)⋅(H2)​3​​​​(NH3)​2​​​​
3. K=​(N2)+(H2)​3​​​​(NH3)​2​​​​
4. K=​(NH3)​2​​​​((N2)⋅(H2)​3​​)​​​​​

Uitleg.

let goed op de notaties!

-  [H2] = de concentratie waterstof in mol per L.

- nooit optellen, altijd vermenigvuldigen.

- Q is de waarde van de concentratiebreuk bij elke willekeurige concentratie.

- K is de waarde van de concentratiebreuk bij evenwicht (Q=K)

Heeft er ook iets invloed op deze evenwichtcontstante (K)?

Zeker wel, dit is de temperatuur

Wat gebeurt met de waarde van K ?
wanneer er
extra stikstof wordt ingebracht.

1. Er zal niets gebeuren met de waarde van K.
2. De waarde van K stijgt, want [N2] stijgt.
3. De waarde van K daalt want [N2] stijgt
4. De waarde van K daalt tot geldt Q = K

Uitleg.

K is een constante. De waarde van K is een constate onder de voorwaarde van een gegeven temperatuur (T).

De concentraties van de stoffen passen zich zo aan dat de waarde van Q gelijk wordt aan K. K zelf blijft constant (gelijke T).

Dus K blijft gewoon gelijk, mits de temperatuur gelijk blijft.

Wat gebeurt met de waarde van de concentratiebreuk Q ?
Er wordt extra stikstof ingebracht.

1. Er zal niets gebeuren met de waarde van Q.
2. De waarde van Q stijgt, want [N2] stijgt.
3. De waarde van Q daalt want [N2] stijgt
4. De waarde van Q daalt tot geldt Q = K

Uitleg.

K is een constante. Wanneer [N2] stijgt, neemt de waarde van de noemer in de breuk toe. Dit wil zeggen dat de waarde van Q (de breuk) zal dalen. Op dat moment is Q kleiner dan K.  Er  is dan geen evenwicht meer.

Dus antwoord C.

Is de reactie naar rechts endotherm of exotherm?

1. Geen van beide.
2. De reactie naar rechts is exotherm.
3. De reactie naar rechts is endotherm.
4. Deze vraag is niet te beantwoorden.

Uitleg.

K is constant bij een bepaalde T. Wanneer de Temperatuur stijgt, daalt volgens BiNaS de waarde van K. Dit wil zeggen dat er bij een hogere T tijdens evenwicht meer deeltjes N2 en H2 zijn vergeleken bij een lagere T. (want dan is K groter, en dus de noemer van de breuk kleiner/teller groter).

Als T stijgt, dan zijn er bij evenwicht meer N2 en H2 deeltjes, dus het ontstaan van die deeltjes is endotherm. Want endotherme reacties hebben voordeel bij meer warmte in de omgeving. Dus de reacie naar de andere kant toe, naar rechts (NH3) is exotherm. Dus antwoord B.

Wat gebeurt er met ligging van dit evenwicht als de temperatuur plots hoger wordt?

1. Niets
2. De concentratie van reactieproducten worden groter.
3. De concentratie van de beginstoffen worden groter.
4. Het evenwicht blijft gelijk, maar wordt eerder bereikt.

Uitleg.

De reactie naar rechts toe is exotherm. Deze reactie moet zijn energie kwijt aan de omgeving.

Dat lukt lastiger als de temperatuur daar al hoog is of hoger wordt.

De reactie naar links is endotherm, die heeft voordeel bij meer omgevingswarmte. Dus de reactie naar links zal tijdelijk sneller verlopen totdat er weer evenwicht is. De concentratie N2 en H2 zal toenemen bij een temperatuursverhoging. Dus antwoord C.

Wat gebeurt er met ligging van dit evenwicht als het reactie volume wordt verkleind. (bij gelijk aantal deeltjes).

1. Niets
2. Q < K, de reactie naar rechts neemt tijdelijk toe.
3. Q > K, de reactie naar links neemt tijdelijk toe
4. Q < K, de reactie naar links neemt tijdelijk toe.

Uitleg.

De macht in de noemer is een: 1e macht x 3e macht = 4e macht (meer deeltjes in noemer van de breuk ten opzichte van de teller)

De macht van de teller is een 2e macht. Dus als alle concentraties toenemen, neemt door de machten de noemer relatief meer toe dan de teller. T dus K blijft gelijk, dan verandert de waarde van Q zo dat Q kleiner wordt dan K (De noemer neemt meer toe dan de teller).

Om Q=K terug te krijgen moet de noemer kleiner worden, en teller groter. Dit gebeurt dan ook, want er stelt zich weer een evenwicht in. De reactie naar rechts is in het voordeel (loopt tijdelijk sneller) totdat Q = K.  Dus B

Wat verandert wanneer je een katalysator toevoegt?

1. Niets, de reactiesnelheiden blijven gelijk.
2. De concentratie van reactieproducten worden groter.
3. De concentratie van de beginstoffen worden groter.
4. Het evenwicht wordt eerder bereikt.

Uitleg.

Een katalysator zorgt ervoor dat de reacties sneller lopen door de activeringsenergie (beide kanten op) te verlagen. De reactie van links naar rechts en de reactie van rechts naar links zal sneller verlopen, maar K blijft gelijk. Het evenwicht zal zich sneller instellen. Dus anwoord D.

Dus, verandert de concentratie van een stof, dan..

b.v. wanneer de concentratie van ammoniak plots

wordt vergroot, dan verandert de waarde

van Q, deze wordt groter. Om Q = K terug

te krijgen moet [NH3] afnemen.  

Hierbij is de reactie naar 

links tijdelijk in het voordeel. 

Dit totdat het evenwicht opnieuw is ingesteld.