Hoofdstuk 5 Reac/esnelheid en evenwichten

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Hoofdstuk 5 Reac/esnelheid en evenwichten"

Agnes Brabander
7 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Hoofdstuk 5 Reac/esnelheid en evenwichten 4HAVO periode

2 Weekplanning per3, week 5 Woensdag H5.1 H5.2 theorie Vragen over H4 / tijd om hoofdstuk 4 door te nemen Donderdag PTA H432 Vrijdag Werkuur: weektaak M t/m 7 Vooruitblik: PTA H433 over vijf weken

3 5.1 Inleiding Opdracht 1 in /en minuten

4 5.2 Energie-effecten Demonstratiepracticum 5.1: Wat is het warmte-effect van de reactie? Ammoniumnitraat oplossen in water Natriumhydroxide oplossen in water Mengen van 25mL 2,0M zwavelzuuroplossing en 25mL 4,0M natronloog Vragen bij de proef a) NH 4 NO 3 à NH NO 3 - NaOH à Na + + OH - b) H + + OH - à H 2 O c) Waarnemingen tijdens proef

5 Energie-effecten Voorbeelden van warmte- effecten Oplossen van stoffen (gootsteenontstopper) Faseveranderingen (ijs à water) Chemische reac/es (CH 4 verbranden) Exotherm, reac/e waarbij energie aan de omgeving wordt afgestaan: omgeving wordt warmer Endotherm, reac/e waarbij energie uit de omgeving wordt opgenomen: omgeving wordt kouder

6 Eenheid van energie De energie wordt uitgedrukt in de eenheid Joules (J) Bijvoorbeeld in Tabel 56 in J/mol Nega/ef getal, reac/e is exotherm Posi/ef getal, reac/e is endotherm (tab 59A) Weektaak maken t/m 7 Vragen over hoofdstuk 4?! Geen molrekenvraag zoals in vraag 5 van het voorbeeldproefwerk

7 Experimenten 5.2 en 5.3; Aandachtspunten Experiment 5.2 Ø Maken opdrachten 5.2 Experiment 5.3 Alle buizen inleveren op demotafel Proef 5 met aardappel overslaan Verwarmen in waterbad Permanganaat = MnO - 4 Bruinsteen = MnO 2 Marmer = CaCO 3 Ø Maken opdrachten 5.3

8 Vraag 3a Tabel 57B Vormingswarmte in 10 5 J mol -1 Waarde in Tabel 57 Energie die vrijkomt of nodig is als 1,00 mol stof wordt gevormd uit de elementen Geef de reactievergelijking voor de vorming van FeCl 3 uit de elementen 2 Fe (s) + 3 Cl 2 (g) à 2 FeCl 3 (s) Wat is de waarde in Tabel 57? -4, J mol -1

9 Vraag 5a en b Volledige verbranding van propaan? C 3 H 8 (g) + 5 O 2 (g) à 3 CO 2 (g) + 4 H 2 O (l) Exotherm of endotherm? Bij verbranding komt energie vrij dus exotherm Hoeveel warmte levert brander met tankje van 0,5 dm 3 propaan? Gegevens: 1,00 dm 3 weegt 2,02g Tabel 56: Bij de verbranding van 1,00 mol propaan komt 22, J mol -1 aan energie vrij Aanpak: Van dm 3 naar g à van g naar mol à van mol naar J

10 Uitwerking vraag 5c Van dm 3 naar gram met behulp van dichtheid 2,02 g 2,02 x 0,5 / 1,00 = 1,01 g propaan 1,00 dm 3 0,5 dm 3 Van gram naar mol met behulp van molmassa 44,09 g (3x12,01+8x1,008) 1,01 g propaan 1,00 mol 1,00x1,01 / 44,09 = 2, mol Van mol naar J met behulp van waarde uit Tabel 56 22, J 2, x 22, / 1,00 = J 1,00 mol 2, mol

11 Uitwerking vraag 5d en e Van J naar liter met behulp van gegevens in opgave 3, J J 1,0 dm x 1,0 / 3, = 0,1 L Waarom is hoeveelheid water dat je in de praktijk kan opwarmen veel lager? Ø In de praktijk warm je veel lucht op: Je raakt warmte kwijt aan de omgeving!

12 5.3 De snelheid van een reactie De reactiesnelheid wordt uitgedrukt in een aantal mol van een bepaalde stof dat per seconde en per liter reactiemengsel verdwijnt of ontstaat De eenheid is mol L -1 s -1 Dit kun je zien als de concentratieverandering (mol L -1 ) in de tijd (s)

13 5.3 De snelheid van een reactie De snelheid van een reactie hangt af van vijf factoren De soort stof Katalysator (wordt zelf wel gebruikt, maar niet verbruikt) Verdelingsgraad van de beginstof(fen) De concentratie(s) van de beginstof(fen) De temperatuur van het reactiemengsel

14 Begrippen in 5.3 Reactietijd De tijd die nodig is voor een reactie Reactiesnelheid Het aantal mol L -1 s -1 dat reageert Transportsnelheid De verplaatsingssnelheid van stoffen naar een andere ruimte Katalysator Stof die bij een reactie wordt gebruikt, maar niet wordt verbruikt

15 5.3 De snelheid van een reactie Afronding Werking snelkookpan Bespreken experimenten 5.2 en 5.3 Weektaak morgen: t/m 16 Sciencequiz

16 5.4 Reactiesnelheden kwantitatief Exp 5.4 Kwan/ta/ef: Hoe hangt de snelheid af van de concentra/e? [S 2 O 3 2- ] = concentra/e van S 2 O 3 2- in oplossing. Dus aantal mol S 2 O 3 2- in oplossing. 20 ml 0,1M S 2 O Dus mol S 2 O 3 2- in 100 ml. [S 2 O 3 2- ] = 0,02 M Invullen tabel in schrif en vragen maken Conclusie exp 5.5 volgens boek: Bij een verhoging van de temperatuur van 10 C, gaat de reac9e twee keer zo snel.

17 5.4; Vervolg Voor- /jdens na tabel! (VTN) N 2 + 3H 2 à 2 NH 3 We starten met 1,00 mol N 2 en 1,00 mol H 2 in een vat. Op t 1 blijkt er 0,20 mol NH 3 te zijn. Hoeveel N 2 en H 2 is er dan nog over? N 2 mol 3 H 2 mol 2 NH 3 mol t 0 (V, B) 1,00 1,00 0 Omgezet (T, O) t ev (N, E) 0,20 Weektaak t/m 27 met uitwerking exp 5.3 en 5.4

18 Resultaten excelbestand conc (mol/l) 1 / wachttijd (1/s) gemiddelde wachttijd(s) std (s) % std 2,00E-02 4,271E % 4,00E-02 1,065E % 6,00E-02 1,395E % 8,00E-02 2,120E % temp* ( C) 1 / wachttijd (1/s) gemiddelde wachttijd(s) std (s) % std 30 8,000E % 40 1,366E % 50 1,946E % * Temperatuur thiosulfaat voor toevoegen van zoutzuur

19 Verband concentratie - reactiesnelheid 2,500E-02 Maat voor reactiesnelheid (1/s) 2,000E-02 1,500E-02 1,000E-02 5,000E-03 0,000E+00 0,00E+00 1,00E-02 2,00E-02 3,00E-02 4,00E-02 5,00E-02 6,00E-02 7,00E-02 8,00E-02 9,00E-02 Concentratie thiosulfaat (mol/l)

20 Verband temperatuur- reactiesnelheid 2,500E-02 Maat voor reactiesnelheid (1/s) 2,000E-02 1,500E-02 1,000E-02 5,000E-03 0,000E+00 y = 0,0006x - 0,0092 R² = 0, Temperatuur ( C)

21 5.5 Het botsende-deeltjes-model Deeltjes kunnen in vloeibare en gasfase botsen Grotere concentra/e beginstoffen Temperatuur omhoog Verdelingsgraad Katalysator

22 Botsende deeltjes voorbeeld 1 Als de temperatuur wordt verhoogd: Bij hogere temperatuur bewegen deeltjes sneller Doordat deeltjes sneller bewegen botsen ze harder Daardoor zijn er meer effectieve botsingen in de tijd Daarom is de reactiesnelheid hoger

23 Botsende deeltjes voorbeeld 2 Als de concentratie wordt verhoogd: Bij een hogere concentratie zijn er meer deeltjes per volumeeenheid (bijvoorbeeld per liter) Daardoor is er meer kans op effectieve botsingen Daarom is de reactiesnelheid hoger

24 Botsende deeltjes voorbeeld 3 Als de verdelingsgraad hoger is: Bij een hogere verdelingsgraad is er meer reactie-oppervlak beschikbaar Daardoor is er meer kans op effectieve botsingen Daarom is de reactiesnelheid hoger

25 Afronden tot en met 5.5 Bespreken 17 en 18

26 5.6 Evenwichten Sta/sch evenwicht Dynamisch evenwicht (chemisch) N 2 O 4 (kleurloos gas) D 2 NO 2 (bruin gas) Bij evenwicht: Reac/esnelheid naar rechts even groot als naar links Bij evenwicht: Aantal mol van een stof in evenwichtsmengsel blijf gelijk In evenwichtsmengsel zilen beginstoffen en reac/eprodukten

27 2 [ NO2] [ N O ] ; Evenwichten Homogeen/heterogeen evenwicht Concentra/ebreuk 2 [ NO ] Evenwichtsvoorwaarde K = [ N2O4 ] Alleen anankelijk van temperatuur Hogere druk, minder bruin. Dus evenwicht naar links Lagere druk, bruiner, dus evenwicht naar. 2 = 0,20

28 5.6; Evenwichten Evenwicht aflopend maken (voor 100% verlopen dus) CaCO 3 (s) D CaO(s) + CO 2 (g) Stof rechts weghalen, evenwicht aflopend naar rechts Weektaak t/m 36

Vergelijkbare documenten

SCHEIKUNDE. Hoofdstuk 9

SCHEIKUNDE. Hoofdstuk 9 SCHEIKUNDE Hoofdstuk 9 Par. 1 Elke chemische reactie heeft een energie-effect. De chemische energie voor én na de reactie is niet gelijk. Als de reactie warmer wordt is de chemische energie omgezet in