H5.4 Energie en reactiesnelheid 3V les 2

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

5.4 Energie en reactiesnelheid

Les 2

Vandaag...

• Demo experiment over §5.4
  
• §5.4 Energie en reactiesnelheid (2de deel)
• Leerdoelen
• Uitleg
• Quiz
• Afsluiting

Demo experiment §5.4

Experiment 5.16 

Zijn deze reacties exotherm of endotherm?

Aan het einde van de les....

... kun je het energiediagram van een endotherme en een exotherme reactie aflezen

... kun je in een energiediagram aangeven wat de activeringsenergie is

... kun je met het botsende deeltjesmodel de invloed van concentratie, temperatuur en verdelingsgraad verklaren

Exotherme reacties

• Exotherm: Er komt energie vrij
• De beginstoffen staan energie
  af aan de omgeving
• Chemische energie producten lager
  dan chemische energie beginstoffen

Endotherme reacties

• Endotherm: Er is energie nodig.
• Er is constant energie vanuit de
  omgeving nodig om de chemische
  reactie te laten plaatsvinden.
• Chemische energie producten hoger
  dan chemische energie beginstoffen

Exotherme en endotherme reacties

• Voor beide soort reacties is
  altijd energie nodig om te beginnen!
• Dat is de activeringsenergie
• Bij exotherme reacties is er genoeg
  energie om daarna zelf te verlopen

Energiediagram

• Voor beide soort reacties is altijd energie nodig om te beginnen!
• Dat is de activeringsenergie.
• Bij exotherme reacties is er genoeg energie om daarna zelf te verlopen

Energiediagrammen

• Beginstoffen moeten eerst energie opnemen om in de geactiveerde toestand te komen: de activeringsenergie 

Energiediagram

• x-as : geen eenheid
• y-as : energie

• Beginstoffen
• Geactiveerde toestand
• Reactieproducten
• Reactie-energie

Activeringsenergie

• Voor beide soort reacties is altijd
  energie nodig om te beginnen!
• Dat is de activeringsenergie.
• Geactiveerde toestand altijd hoogste
  energieniveau
• Bij exotherme reacties is er genoeg
  energie om daarna zelf te verlopen

Reactie-energie

• Reactie-energie is de energie die
  vrijkomt of opgenomen wordt bij een
  chemische reactie 
• Endotherm - energieniveau producten 
  hoger --> positieve reactie-energie
• Exotherm - energieniveau producten
  lager --> negatieve reactie-energie

Het botsende-deeltjesmodel

• Deeltjes bewegen en deeltjes moeten met elkaar botsen om te reageren.
• Twee voorwaarden:
• De botsing moet hard genoeg zijn
• De botsing moet de juiste richting hebben
• Zo'n botsing heet een effectieve botsing

Het botsende-deeltjesmodel

• Deeltjes bewegen en deeltjes moeten met elkaar botsen om te reageren.
• Twee voorwaarden:
• De botsing moet hard genoeg zijn
• De botsing moet de juiste richting hebben
• Zo'n botsing heet een effectieve botsing

Het botsende-deeltjesmodel

• Als je wilt dat een reactie snel verloopt, moet je zorgen voor veel botsingen
• Hoe meer botsingen, hoe groter het aantal effectieve botsingen is!

Reactiesnelheid

• Uit H4:  factoren die invloed hadden op reactiesnelheid:
• De soort stof
  
• Verdelingsgraad
  
• Concentratie
  
• Temperatuur
  
• Katalysator

Verklaren met 
botsende-deeltjesmodel

Invloed van concentratie op de reactiesnelheid

• Bij een grotere concentratie van deeltjes, zijn er meer deeltjes.
• Meer deeltjes betekent meer botsingen.
• Meer botsingen betekent meer effectieve botsingen
• Meer effectieve botsingen betekent een hogere reactiesnelheid. 

Invloed van verdelingsgraad op de reactiesnelheid

• Het contactoppervlakte reageert bij een reactie.
• Bij een lage verdelingsgraad is er weinig contactoppervlakte
• Bij een hoge verdelingsgraad is er veel contactoppervlakte.

Invloed van verdelingsgraad op de reactiesnelheid

• Veel contactoppervlakte betekent veel botsingen.
• Veel botsingen betekent veel effectieve botsingen.
• Veel effectieve botsingen betekent een hoge reactiesnelheid.

Invloed van temperatuur op de reactiesnelheid

• Bij een hogere temperatuur gaan de deeltjes sneller bewegen.
• Hierdoor neemt aantal botsingen toe.
• Een botsing met snellere deeltjes zorgt ook dat de kans dat ze hard genoeg botsen groter wordt.
• Dit leidt tot meer effectieve botsingen en een hogere reactiesnelheid.
• Vuistregel: Bij een temperatuursverhoging van 10 °C gaat de reactie twee keer zo snel.

Als je de concentratie van de deeltjes vergroot, wat gebeurt er dan met de reactiesnelheid?

1. Reactiesnelheid neemt af
2. Reactiesnelheid neemt toe

Als je de verdelingsgraad van de deeltjes vergroot, wat gebeurt er dan met de reactiesnelheid?

1. Reactiesnelheid neemt af, want er is meer contactoppervlakte
2. Reactiesnelheid neemt toe, want er is meer contactoppervlakte
3. Reactiesnelheid neemt toe, want er is minder contactoppervlakte
4. Reactiesnelheid neemt af, want er is minder contactoppervlakte

Als je de temperatuur van de deeltjes verhoogt, wat gebeurt er dan met de reactiesnelheid?

1. Reactiesnelheid neemt af, want de deeltjes gaan langzamer
2. Reactiesnelheid neemt toe, want de deeltjes gaan langzamer
3. Reactiesnelheid neemt af, want de deeltjes gaan sneller
4. Reactiesnelheid neemt toe, want de deeltjes gaan sneller

De reactiesnelheid is lager bij

1. een fijnere verdelingsgraad
2. een minder fijne verdelingsgraad
3. de verdelingsgraad is niet van invloed

Met schoonmaakazijn kun je kalk verwijderen. Er ontstaan daarbij gasbellen. Wat is de invloed van de concentratie azijnzuur op de hoeveelheid gasbelletjes die ontstaan in een bepaalde tijd?

1. een hogere concentratie azijnzuur -> minder belletjes
2. een hogere concentratie azijnzuur -> meer belletjes
3. concentraties azijnzuur -> geen invloed op hoeveelheid belletjes

De reactiesnelheid is hoger bij

1. Hoge temperatuur
2. Lage temperatuur

Welk van de methoden om reactiesnelheid te beïnvloeden kan niet worden verklaard met het botsende deeltjes model?

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

Wat is een effectieve botsing?

1. Een botsing van deeltjes waarbij geen reactie plaats vindt.
2. Elke botsing van deeltjes.
3. Een botsing van deeltjes die een reactie laat plaatsvinden.

Aan welke voorwaarden moeten deeltjes voldoen voor een effectieve botsing?

1. Ze moeten op de juiste plaats botsen
2. Ze moeten met voldoende snelheid botsen bij de juiste temperatuur.
3. Ze moeten op kamertemperatuur botsen op de juiste plaats
4. Ze moeten met voldoende snelheid op de juiste plaats botsen

Aan het einde van de les....

... kun je het energiediagram van een endotherme en een exotherme reactie aflezen

... kun je in een energiediagram aangeven wat de activeringsenergie is

... kun je met het botsende deeltjesmodel de invloed van concentratie, temperatuur en verdelingsgraad verklaren