V4 7.5 Evenwichten beïnvloeden

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

7.5 Evenwichten beïnvloeden

Welke factoren hebben invloed op het verloop van een evenwichtsreactie?

• Bij evenwicht wordt niet alle beginstof omgezet in reactieproducten, dan is het voor de industrie ongunstig
• Reactieomstandigheden aanpassen dat er toch zoveel mogelijk product ontstaat
• Concentratie, volume, katalysator, temperatuur en aflopend evenwicht 

Concentratieverandering

• B toevoegen: Meer botsingen tussen A en B, dus er wordt meer C gevormd. S1 is groter dan S2, dus het evenwicht gaat naar rechts
• B wegnemen: Minder botsingen tussen A en B, dus er wordt minder C gevormd. S2 is groter dan S1, dus het evenwicht gaat naar links

Concentratieverandering

• Dus: bij toevoegen naar beginstof verschuift het evenwicht naar de andere kant en omgekeerd
• Tip: het evenwicht verschuift naar de kant met minder deeltjes

Voorbeeld

Gegeven: A (s) + 4 B (g) --> C (g) + 2 D (g) + E (l)

Meer van stof B wordt toegevoegd.

Hierdoor wordt de noemer van de concentratiebreuk groter en de teller niet. Om weer evenwicht te krijgen, moet de noemer kleiner worden en de teller groter. Het evenwicht verschuift dus naar rechts.

Volumeverandering

• N₂O₄ (g) <-> 2 NO₂ (g)
• K = [NO₂]²/[N₂O₄]
• Als je van beide het volume verdubbelt, halveer je [NO₂] en [N₂O₄]
• De teller is 1/2 x 1/2 = 1/4 maal zo groot en de noemer 1/2 zo groot

Volumeverandering

• Evenwicht als dezelfde K weer is.
• Stel je begint met [NO₂] = 10 en [N₂O₄] = 10 bij evenwicht, dan geldt K = 10.
• Bij halveren van het volume worden de concentraties 5
• Dan geldt dat de breuk = 5

Volumeverandering

• Om terug te gaan naar K = 10, moet je de teller groter maken en de noemer kleiner
• Dus zal er meer NO₂ gemaakt worden, dus zal het evenwicht naar rechts gaan
• N₂O₄ (g) <-> 2 NO₂ (g)

Volumeverandering

• Volumevergroting doet het (gas)evenwicht verschuiven naar de kant met de meeste gasdeeltjes
• Volumeverkleining doet het gas(evenwicht) verschuiven naar de kant met de minste gasdeeltjes
• Als je druk verhoogt, ben je volume aan het verkleinen

Voorbeeld

Gegeven: A (s) + 4 B (g) --> C (g) + 2 D (g) + E (l)

De druk wordt verhoogd (dus volume verkleind)

De concentraties van de gassen worden groter. In de concentratie breuk wordt de noemer meer groter dan de teller. Om weer in evenwicht te komen, moet de noemer kleiner worden en de teller groter. De reactie naar rechts zal tijdelijk in het voordeel zijn.

Invloed van katalysator

• Een katalysator verhoogt de snelheid van beide reacties evenveel
• Ligging van het evenwicht verandert niet
• Insteltijd wordt wel kleiner

Voorbeeld

Gegeven: A (s) + 4 B (g) --> C (g) + 2 D (g) + E (l)

Er een katalysator wordt toegevoegd.

Er vindt geen evenwicht verschuiving plaats. Katalysator heeft enkel invloed op de insteltijd.

Wat betekent dit?

Invloed van de temperatuur

• De K is alleen afhankelijk van de temperatuur
• De reacties gaan bij hogere temperatuur sneller, maar de ene reactie gaat nog sneller dan de ander 

Invloed van de temperatuur

• 1 reactie is exotherm en de andere reactie is dan endotherm
• Een exotherme reactie heeft al genoeg energie, dus profiteert er niet zo heel veel van
• Een endotherme reactie heeft energie nodig, dus die profiteert er het meeste van

Invloed van de temperatuur

• Bij temperatuurverhoging verschuift het evenwicht naar de endotherme kant
• Bij temperatuurverlaging verschuift het evenwicht naar de exotherme kant

Voorbeeld

Gegeven: A (s) + 4 B (g) --> C (g) + 2 D (g) + E (l)

De reactie is exotherm naar rechts

De temperatuur wordt verhoogd

De K verandert. Je verwarmt dus verschuift het evenwicht naar de endotherme kant van de reactie. Dat is naar links.

Aflopend evenwicht

• Als er een gas ontstaat kan dat gas ontsnappen.
• Dan kan de reactie naar links niet meer verlopen, dus loopt het evenwicht af

Samengevat

• Concentratieverandering: Bij toevoegen van beginstoffen verschuift evenwicht naar de andere kant en omgekeerd
• Volumeverandering: Bij volumevergroting verschuift het evenwicht naar de kant met de meeste gasdeeltjes en bij volumeverkleining naar de kant met de minste gasdeeltjes
• Katalysator: geen evenwichtsligging, alleen een kortere insteltijd
• Temperatuur: Bij verhoging van temperatuur verschuift evenwicht naar de endotherme kant. Bij verlaging naar de exotherme kant
• Aflopend evenwicht: Evenwicht verloopt aflopend bij verwijderen product