6V: energiediagrammen en reactie energie

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Endotherm

Exotherm

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

1. Begin met een kloppende reactievergelijking
   
2. Ontleed het aantal mol van de beginstoffen in niet ontleedbare stoffen.
3. De ontledingswarmte x aantal mol geeft de energie die vrijkomt bij de ontleding van de beginstoffen
4. Vorm het aantal mol van de eindproducten.
5. De vormingswarmte x aantal mol geeft de energie die nodig is om de eindproducten te vormen
6. Bereken de reactiewarmte (ΔE): som van de ontledingswarmte van de beginstoffen en de vormingswarmte van de eindproducten

Let op:

vormingswarmte = - ontledingswarmte

Stappen bij reactiewarmte berekenen

Bereken het energie effect van de volgende reactie:

CuO (s) + H2 (g)→ Cu (s) + H2O (l)

Berekenen energie effect

Bereken het energie effect van de volgende reactie:
CuO (s) + H2 (g)→ Cu (s) + H2O (l)

CuO (s) + H2 (g)→ Cu (s) + H2O (l)

• Stap 1: Ontleed 1 mol van de basisstof in niet ontleedbare stoffen vormingswarmte 1 mol CuO (s) = -1,57.105 J/mol. Ontledingswarmte is dan + 1,57.105 J/mol.  

• Stap 2: H2(g) is een niet-ontleedbare stof dus ontledingswarmte is 0 KJ/mol 

• Stap 3: Cu(s) is een niet-ontleedbare stof dus vormingswarmte is 0 KJ/mol 

• Stap 4: Vorming van 1 mol H2O (l) levert -2,86.105 J/mol  

Berekenen energie effect

BINAS 57

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

Exotherm

Gaat vanzelf

Energie diagram

Endotherm

Heeft energie nodig

Exotherm

ΔE = negatief, de reactie kan spontaan verlopen

Energie diagram

Endotherm

ΔE = positief, de reactie kan alleen verlopen wanneer voortdurend energie wordt toegevoegd.

Energie diagram

De meeste reacties moeten op gang worden geholpen, de energie die daarvoor nodig is heet activeringsenergie (Eact).

sleep de woorden naar de juiste plek

niet alle woorden worden gebruikt

beginstoffen

reactieproducten

Eact

geactiveerde toestand

dE < 0

dE > 0

niet-ontleedbare stoffen

• Bereken de reactiewarmte van de verbranding van 1,0 mol ethoxyethaan
  

• Bereken de reactiewarmte van de verbranding van 1,0 mol buta-1,3-dieen
  

Even oefenen!

BINAS 57

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

• ethoxyethaan: -27,24 x 10^5 joule/mol
  
• buta-1,3-dieen: -50,84 x 10^5 joule/ 2mol buta-1,3-dieen. DUS nog delen door 2: -25,42 x 10^5 Joule/mol
  

4.4 Rekenen aan reacties - basis

Wie doet hem voor op het bord?

Gekristalliseerd natriumacetaat heeft de verhoudingsformule NaCH3COO·3H2O. Het kristalliseren van
natriumacetaat is een exotherm proces. Van deze eigenschap word gebruik gemaakt in een zogenoemd
warmtekussen. Een warmtekussen is een plastic zakje dat gevuld is met een zeer geconcentreerde
oplossing van natriumacetaat in water. Op het moment dat aan de oplossing heftig wordt geschud,
ontstaat gekristalliseerd natriumacetaat. Hierbij komt een hoeveelheid warmte.

Geef het ontstaan van gekristalliseerd natriumacetaat uit een natriumacetaatoplossing in een vergelijking
weer.

Warmte kussen

Geef het ontstaan van gekristalliseerd natriumacetaat uit een natriumacetaatoplossing in een vergelijking weer.

1. Geef het kristallisatieproces in een energiediagram weer. Geef hierin de energieverandering (ΔE) aan
   met een pijl.
   

Warmte kussen

Het warmtekussen bevat 80 gram natriumacetaatoplossing. De oplossing bestaat uit 40 gram natriumacetaat
en 40 gram water. Na kristallisatie is 0,30 mol gekristalliseerd natriumacetaat ontstaan. Daarnaast
is een kleine hoeveelheid verzadigde natriumacetaatoplossing overgebleven.

Ga door berekening na hoeveel gram vloeibaar water er na kristallisatie is overgebleven

Warmte kussen

Ga door berekening na hoeveel gram vloeibaar water er na kristallisatie is overgebleven

Bij het kristallisatieproces komt per mol gekristalliseerd natriumacetaat 1,97∙104 J vrij. Om een gram
van het mengsel een graad in temperatuur te laten stijgen is 3,1 J nodig.

Bereken de maximale temperatuurstijging in oC van het warmtekussen.

Warmte kussen

Bereken de maximale temperatuurstijging in oC van het warmtekussen.