overzicht H5 voor toets

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

4VWO

H5 Reacties in beweging

H5.1 Leerdoelen 

• je kunt uit een temperatuurverandering afleiden of een reactie endotherm of exotherm is
• je kunt een volledig energiediagram (met alle bijschriften) tekenen
• je kunt de CO2 emissie van brandstoffen vergelijken

ENDOtherm

EXOtherm

Als het proces de ene kant op warmte kost, dan komt er bij het omgekeerde proces warmte vrij. 

    (Wet van behoud

            van energie)

Energiediagram

In een energiediagram wordt de chemische energie (E) van de beginstoffen en van de reactieproducten weergegeven:

• bij een exotherme reactie hebben de beginstoffen MEER   
    energie dan de reactieproducten
• bij een endotherme reactie hebben de beginstoffen MINDER
    energie dan de reactieproducten

H5.2 Leerdoelen

• je kunt de reactiewarmte van een reactie berekenen met behulp van de vormingswarmte 
• je kunt het rendement van een energie-omzetting berekenen

H5.1 specifieke CO2-emissie

= hoeveelheid CO2 die vrijkomt per MJ geleverde energie:

hoe meer energie de brandstof geeft en hoe minder CO2 daarbij vrijkomt, hoe duurzamer de brandstof

voorbeeld

	methaan	propaan
.
.
.

reacievergelijking:

hoeveel mol CO2 komt vrij bij verbranding van 1 mol?

reactiewarmte:

hoeveel energie komt vrij bij verbranding van 1 mol? (T56)

specifieke CO2-emissie:

massa CO2: reken aantal mol om in gram

Vergelijk op basis van de specifieke CO2-emissie (g MJ-1) welke brandstof het meest duurzaam is:

noteer & leer

Om te kunnen vergelijken hoeveel energie verschillende stoffen hebben, moeten we afspreken wat het nulniveau is:

De chemische energie van Niet Ontleedbare Stoffen is 0 J per mol

0 

vormingsenergie

= de energie die vrijkomt bij (of nodig is voor) de vorming van een stof uit de niet-ontleedbare stoffen 

Deze waarden kun je vinden in Binas tabel 57

0 

noteer & leer >>

Binas 57A Vormingswarmten

Binas 57B Vormingswarmten

dE = Eeind  -  Ebegin 

voorbeeld: bereken de reactiewarmte voor de verbranding van 1 mol methaan. Water komt vrij als water (l).

1. reactievergelijking:

2. Ev beginstoffen optellen

     Ev reactieproducten optellen

3. dE = Eeind - Ebegin

gebruik haakjes!!

4. controleer: J per 1 mol?

Bereken Ebegin en Eeind. Hoe groot is dE?

uitwerking

Bereken de reactiewarmte voor de verbranding van 1 mol methaan. Het antwoord kunnen we in dit geval checken in Binas tabel 56

rendement

= hoeveel energie is nuttig gebruikt?

(deze formule kan ook worden gebruikt om te berekenen hoe nuttig stoffen gebruikt worden in een proces)

Leerdoel H5.3

• je kunt de gemiddelde snelheid van een reactie berekenen 

 - op 1 punt

- over een interval

- over de gehele reactie

• je kunt een omzettingsschema gebruiken bij je berekeningen aan reacties

Eenheid (noteer en leer)

De reactiesnelheid wordt uitgedrukt als

"het aantal mol stof dat per Liter in 1 seconde verdwijnt"

en heeft als eenheid "mol per Liter per seconde":

molL​−1​​s​−1​​

De reactiesnelheid kan op verschillende manieren worden gevraagd. Hier zie je manier 3:

let op: HIER is de reactie al gestopt!

De reactiesnelheid kan op verschillende manieren worden gevraagd. Hier zie je manier 2:

De reactiesnelheid kan op verschillende manieren worden gevraagd. Hier zie je manier 1:

eerlijk vergelijken

Een reactie verloopt maar met één snelheid. Maar in de grafiek hiernaast zie je dat de grafiek voor elke stof een andere helling heeft. Dat komt door de molverhouding waarin de stoffen reageren: waterstof verdwijnt 3x zo snel als ammoniak ontstaat.

Daarom moet je bij het berekenen van de reactiesnelheid rekening houden met de molverhouding. Je berekent de snelheid per 1 mol stof. Je deelt dus door de coëfficiënt.

VOORBEELD

Omzettingstabel gebruiken: 

het BOE-schema

	beginstof 1	beginstof 2	product
B egin
O mzetting
E ind

Voorbeeld: In een vat van 2,0 L wordt 12 mol CO met 12 mol O2 gedaan. Na 10 min is er 6 mol O2 over. Wat is [CO2] na 10 min? 

1. Reactievergelijking                               2 CO     +     O2       --> 2 CO2

2. BOE-schema

3. concentratie berekenen

	2 CO	O 2	2 CO 2
Begin	12	12	0
Omzetting	-12	-6	+12
Eind	0	6	12
[ ] eind	0 M	3,0 M	6,0 M

H5.4 leerdoelen 

• je kent de 5 factoren die invloed hebben op de reactiesnelheid
• je kunt de invloed van temperatuur, concentratie en verdelingsgraad op de reactiesnelheid uitleggen op microniveau (botsende deeltjes model)
• je kunt de invloed van een katalysator op de reactiesnelheid uitleggen met behulp van een energiediagram

Voor een effectieve botsing:

• Moeten de deeltjes in de gelegenheid zijn om tegen elkaar te botsen;
  
• Moet de totale energie van de stoffen voldoende hoog zijn;
  
• Moet de ruimtelijke orientatie van de deeltjes juist zijn.

definitie (noteer en leer!)

MACRO                                        MICRO

reactiesnelheid = het aantal effectieve botsingen per seconde

microniveau (noteer en leer)

MACRO      hoe groter de verdelingsgraad van de stof

MICRO       hoe groter het contactoppervlak van de deeltjes

                     hoe meer effectieve botsingen per seconde

MACRO     dus hoe groter de reactiesnelheid

microniveau (noteer en leer)

MACRO      hoe groter de concentratie van de stof

MICRO       hoe groter het aantal deeltjes (per volume)

                     hoe meer effectieve botsingen per seconde

MACRO     dus hoe groter de reactiesnelheid

microniveau (noteer en leer)

MACRO      hoe hoger de temperatuur van de stof

MICRO       hoe sneller de deeltjes bewegen. Dit heeft 2 effecten:

                     1. meer botsingen

                     2. hardere botsingen 

                      dus: veel meer effectieve botsingen per seconde

MACRO     dus hoe groter de reactiesnelheid

Een katalysator verlaagt de activeringsenergie

het kost daardoor minder energie om de reactie te laten verlopen, dus bij dezelfde temperatuur verloopt de reactie sneller

soorten katalysatoren

        homogene katalysator              heterogene katalysator

katalysator heeft dezelfde              katalysator heeft andere fase

fase als de reagerende stoffen     dan de reagerende stoffen

oefenvraag over sgem 

Maak opgave 6*abc op blz 87 en 88

Extra:

Bij de start van de reactie was [N2O5] = 10 mol/L.

Bereken met behulp van een BOE-schema [N2O5] en [O2] na 600s.