6.5 Evenwichten 4H

6.5 Evenwichten
Omkeerbare reacties
Evenwichtstoestand
Evenwicht aflopend maken
 + Evenwichtsvoorwaarde
1 / 17
volgende
Slide 1: Tekstslide

In deze les zitten 17 slides, met tekstslides.

Onderdelen in deze les

6.5 Evenwichten
Omkeerbare reacties
Evenwichtstoestand
Evenwicht aflopend maken
 + Evenwichtsvoorwaarde

Slide 1 - Tekstslide

Omkeerbare reacties 
Twee reacties die onder vrijwel dezelfde omstandigheden tegelijkertijd kunnen verlopen noem je omkeerbare reacties.

Zo'n reactie geef je weer met een dubbele pijl ⇄

Slide 2 - Tekstslide

Omkeerbare reacties
Aan het begin van een reactie heb je alleen de beginstoffen van reactie 1. Zodra deze gaat verlopen ontstaan er reactieproducten.

Deze kunnen dan weer reageren tot de beginstoffen totdat de snelheid van beide reacties gelijk is.
De concentraties van de stoffen die deelnemen veranderen dan niet meer. 

Slide 3 - Tekstslide

Omkeerbare reacties
Reacties waarbij de reactieproducten weer kunnen terugreageren tot de beginstoffen worden omkeerbare reacties genoemd.

Voorbeeld
2H2O --> 2H2 + O2 (elektrolyse)
2H2 + O2 --> H2O (verbranding)

Slide 4 - Tekstslide

Aflopende reacties
A + B -> C + D
  • Reactie in 1 richting.
  • Enkele reactiepijl.
  • Niet omkeerbare reactie, bijv. verbranding van een kaars.
Evenwichtsreacties
A + B           C + D
  • Heen- en teruggaande reactie tegelijkertijd (dynamisch).
  • Dubbele reactiepijl.

  • Reactie is omkeerbaar.

Slide 5 - Tekstslide

Slide 6 - Tekstslide

De evenwichtstoestand
Als de twee reacties met dezelfde snelheid plaatsvinden en de concentraties niet meer veranderen spreken we van een chemisch evenwicht. 
- De twee reacties die bij zo'n evenwicht verlopen noem je evenwichtsreacties

Een chemisch evenwicht is een dynamisch evenwicht 

Slide 7 - Tekstslide

Dynamisch evenwicht
De dubbele pijl geeft aan dat er twee tegengestelde reacties tegelijkertijd verlopen met dezelfde snelheid. 

In het reactiemengsel zijn dus zowel beginstoffen als reactieproducten aanwezig. 

Slide 8 - Tekstslide

Dynamische evenwicht
Als de concentratie van de drie stoffen niet meer veranderd is er een chemisch evenwicht. Dat wil niet zeggen dat de hoeveelheid nog aanwezige N2 en H2 gelijk is aan de hoeveelheid NH3. 

Als er veel stikstof en waterstof aanwezig is ligt het evenwicht links
Is er veel ammoniak aanwezig dan ligt het evenwicht rechts 

De concentratie van de stoffen in de evenwichtstoestand hangt dus af van de ligging van het evenwicht. 

Slide 9 - Tekstslide

Misconcept
Wat is het verschil tussen een statisch en een dynamisch evenwicht? 

Bij een statisch evenwicht veranderd er niks terwijl er bij een dynamisch evenwicht wel dingen veranderen. 

Slide 10 - Tekstslide

Verdieping
In de industrie is het belangrijk dat de opbrengt van een product zo groot mogelijk is. Je kunt dan proberen om de omstandigheden aan te passen zodat de beginstoffen wel volledig worden omgezet in reactieproducten.
Je maakt van een evenwichtsreactie een aflopende reactie

Voorbeeld hiervan is het kalkovenproces.
De oven is zo gebouwd dat CO2 door de opening verdwijnt waardoor de reactie van 
rechts naar links niet meer kan plaatsvinden. De reactie wordt dan aflopend. 

Slide 11 - Tekstslide

Concentratiebreuk en evenwichtsvoorwaarde
  • Van elke evenwichtsreactie kan je een concentratiebreuk opstellen, met 3 regels:
  1. Concentraties van reactieproducten staan in de teller en van beginstoffen staan in de noemer
  2. Het coëfficiënt in de reactievergelijking wordt het exponent bij die behorende concentratie
  3. Er staan geen vaste of vloeibare stoffen in. Alleen maar gassen of opgeloste stoffen.

Slide 12 - Tekstslide

Concentratiebreuk N2O4 en NO2
  • N2O4 <-> 2 NO2
  • Evenwichtsvoorwaarde:
  1. Reactieproduct in de teller, beginstof in de noemer
  2. Coëfficiënt bij NO2 is nu het exponent.
  3. Zijn beide gassen, dus beide in de concentratiebreuk

Slide 13 - Tekstslide

Concentratiebreuk N2O4 en NO2
  • Op het moment dat het evenwicht zich heeft ingesteld, veranderen de concentraties niet meer
  • De concentratiebreuk verandert dan dus ook niet en zal een constante waarde hebben
  • Deze constante waarde is K, de evenwichtsconstante 

Slide 14 - Tekstslide

Evenwichtsvoorwaarde N2O4 en NO2
  • Als K gelijk is aan de concentratiebreuk is er evenwicht
  • K hangt niet af van de druk, volume, beginconcentraties
  • K hangt alleen maar af van de temperatuur. In Binas tabel 51 staan verschillende evenwichtsvoorwaarden 

Slide 15 - Tekstslide

Differentiatie 
De evenwichtsvoorwaarde



Als er een evenwicht is ingesteld kan er een evenwichtsvoorwaarde worden opgesteld. Hierin staan de concentraties van stoffen uit de reactie 

Slide 16 - Tekstslide

Rekenen met aan een evenwicht:
de concentratiebreuk (Q) & evenwichtsconstante (K)
Als het evenwicht is ingesteld verandert de evenwichtsconstante K niet meer

Slide 17 - Tekstslide