Chemisch evenwicht - Les 4

Chemisch evenwicht - Les 2

1 / 42

Slide 1: Tekstslide

ScheikundeMiddelbare schoolhavo, vwoLeerjaar 4

In deze les zitten 42 slides, met interactieve quizzen, tekstslides en 1 video.

Lesduur is: 60 min

Onderdelen in deze les

Chemisch evenwicht - Les 2

Slide 1 - Tekstslide

Antwoord

Niels: De grote evenwichtsconstante verwijst naar een evenwicht dat aan de rechterkant van de reactievergelijking ligt en niets over de snelheid van de reactie.

Jerome: De reactiesnelheid heeft maar één relatie bij evenwicht: de stoffen reageren net zo snel als ze ontstaan.

Nynke: Door het toevoegen van een katalysator zal het evenwicht sneller instelt, maar de ligging van het evenwicht zal niet veranderen.

Jetse: Deze is juist. Elke stof reageert net zo snel als dat de stof ontstaat vanuit de omgekeerder reactie.

Slide 2 - Tekstslide

Voor deze les

6.4 gelezen

Opgave 21, 23, 27 en 28 gemaakt en nagekeken.

Lijstje van de begrippen van deze les gemaakt.

Slide 3 - Tekstslide

Leerdoelen

Je kunt voor een gegeven reactievergelijking de concentratiebreuk opstellen.
Je kunt uitleggen wanneer de concentratiebreuk en de evenwichtsvoorwaarde gelijk zijn.
Je kunt berekeningen aan een evenwicht uitvoeren aan de hand van een BOE-schema
Je kunt aan de hand van gegeven concentraties bij een evenwichtsreactie bepalen of evenwicht is bereikt.
Je kunt bij de aanwezigheid van een katalysator de verandering in insteltijd verklaren.
Je kunt met werken met Tabel 51 van Binas.

Slide 4 - Tekstslide

Van een chemisch evenwicht is de reactie naar links de endotherme reactie.

Naar welke kant verschuift het evenwicht als het reactiemengels wordt verwarmd?

naar links

naar rechts

Slide 5 - Quizvraag

Sleep de punten voor de reactie naar het juiste vak.

H^{​ 2 ​ ​} (g) + I^{​ 2 ​ ​} (g) ⇆ 2 H I (g)

N^{​ 2 ​ ​} (g) + 3 H^{​ 2 ​ ​} (g) ⇆ 2 N H^{​ 3 ​ ​} (g)

C a (O H)^{​ 2 ​ ​} (s) ⇆ C a^{​ 2 + ​ ​} (a q) + 2 O H^{​ - ​ ​} (a q)

Heterogeen

Homogeen

Slide 6 - Sleepvraag

Bedenk een manier om deze reactie aflopend te maken.

M g (O H)^{​ 2 ​ ​} (s) ⟷ M g^{​ 2 + ​ ​} (a q) + 2 O H^{​ - ​ ​} (a q)

M g (O H)^{​ 2 ​ ​} (s) ⟷ M g^{​ 2 + ​ ​} (a q) + 2 O H^{​ - ​ ​} (a q)

C a C O^{​ 3 ​ ​} (s) ⇆ C a O (s) + C O^{​ 2 ​ ​} (g)

Slide 7 - Open vraag

Antwoord

Zorg dat de koolstofdioxide kan ontsnappen en de reactie wordt aflopend.

In de praktijk: een schoorsteen op de kalkoven.

C a C O^{​ 3 ​ ​} (s) ⇆ C a O (s) + C O^{​ 2 ​ ​} (g)

Slide 8 - Tekstslide

Rekenen aan evenwichten

NO₂

N₂O₄

B(egin)

7,50

O(mzetting)

-1,77

+0,855

E(venwicht)

5,73

0,855

Rekenen aan evenwichten

Als je 7,50 mol NO₂ (g) in een reactievat van 10,0 dm³, dan zal zich een evenwicht vormen.

Als het evenwicht zich heeft gevormd dan is 23,6% van de NO₂ omgezet in N₂O₄.

Bereken de hoeveelheden en concentraties bij evenwicht.

2 N O^{​ 2 ​ ​} (g) ⇆ N^{​ 2 ​ ​} O^{​ 4 ​ ​} (g)

[NO₂] = 5,73/10,0 = 0,573 M

[N₂O₄] = 0,855/10,0 = 0,0855 M

Slide 9 - Tekstslide

De temperatuur was bij de vorige situatie 298K.
Bij 500K is van de 7,50 mol NO2 de omzetting naar N2O4 48,9%.

Bereken de hoeveelheid NO2 en N2O4 bij evenwicht
met behulp van een BOE-schema.

Slide 10 - Open vraag

Rekenen aan evenwichten

NO₂

N₂O₄

B(egin)

7,50

O(mzetting)

-3,67

+1,83

E(venwicht)

3,83

1,83

Antwoord

De temperatuur was bij de vorige situatie 298K.

Bij 500K is van de 7,50 mol NO2 de omzetting naar N2O4 48,9%.

Bereken de hoeveelheid NO2 en N2O4 bij evenwicht

met behulp van een BOE-schema.

2 N O^{​ 2 ​ ​} (g) ⇆ N^{​ 2 ​ ​} O^{​ 4 ​ ​} (g)

NO2: 7,50 mol x 48,9%=

7,50 x 0,489 = 3,67 mol

N2O4: 3,67 / 2 x 1 =1,83 mol

Slide 11 - Tekstslide

Evenwichtsvoorwaarde

Om aan evenwichten verder te kunnen rekenen hebben we een vergelijking nodig: de concentratiebreuk.

Voor de reactie is deze:

Voor de algemene reactie

m A + n B <-> q C + r D is de concentratiebreuk (zie ook tabel 51):

Q^{​ c ​ ​} = \frac{​ [ C ] ^{​ q ​ ​} [ D ] ^{​ r ​ ​} ​ ​}{​ [ A ] ^{​ m ​ ​} [ B ] ^{​ n ​ ​} ​}

Q^{​ c ​ ​} = \frac{​ [ N ^{​ 2 ​ ​} O ^{​ 4 ​ ​} ] ​ ​}{​ [ N O ^{​ 2 ​ ​} ] ^{​ 2 ​ ​} ​}

De concentratiebreuk (Q_c) kun je altijd uitrekenen. Als de concentratiebreuk gelijk is aan de evenwichtsvoorwaarde (K) dan is er sprake van evenwicht. Dus bij evenwicht geldt:

De evenwichtsconstante is alleen afhankelijk van de temperatuur.

Als K groot is dan ligt het evenwicht aan de rechterkant van de reactie.

K = Q = \frac{​ [ N ^{​ 2 ​ ​} O ^{​ 4 ​ ​} ] ​ ​}{​ [ N O ^{​ 2 ​ ​} ] ^{​ 2 ​ ​} ​}

2 N O^{​ 2 ​ ​} (g) ⇆ N^{​ 2 ​ ​} O^{​ 4 ​ ​} (g)

Slide 12 - Tekstslide

Bereken met de evenwichtsvoorwaarde
de evenwichtsconstante bij 500K van de reactie:

2 N O^{​ 2 ​ ​} (g) ⇆ N^{​ 2 ​ ​} O^{​ 4 ​ ​} (g)

Slide 13 - Open vraag

Rekenen aan evenwichten

NO₂

N₂O₄

B(egin)

7,50

O(mzetting)

-3,67

+1,83

E(venwicht)

3,83

1,83

Antwoord

Bereken de evenwichtsconstante bij 500 K.

2 N O^{​ 2 ​ ​} (g) ⇆ N^{​ 2 ​ ​} O^{​ 4 ​ ​} (g)

[NO2] = 3,83/10 = 0,383 M

[N2O4] = 1,83/10 = 0,183 M

K = \frac{​ [ N ^{​ 2 ​ ​} O ^{​ 4 ​ ​} ] ​ ​}{​ [ N O ^{​ 2 ​ ​} ] ^{​ 2 ​ ​} ​}

K = \frac{​ 0 . 1 8 3 ​ ​}{​ 0 . 3 8 3 ^{​ 2 ​ ​} ​} =

Slide 14 - Tekstslide

Zoek in tabel 51 van Binas de evenwichtsconstante bij 500K van de reactie op:

2 N O^{​ 2 ​ ​} (g) ⇆ N^{​ 2 ​ ​} O^{​ 4 ​ ​} (g)

8.9

6.9 \cdot 10^{​ - 4 ​ ​}

6.6 \cdot 10^{​ - 6 ​ ​}

6.5 \cdot 10^{​ - 7 ​ ​}

Slide 15 - Quizvraag

Slide 16 - Video

NO, NO!

Als 100g stikstof en zuurstof worden verwarmd in een reactievat van 1,00 dm³

tot 1000K ontstaat een evenwicht:

Als het evenwicht is bereikt is er 8,43 mg stikstofmono-oxide ontstaan.

Neem de gegevens over. De vragen over deze context volgen op de volgende pagina's.

N^{​ 2 ​ ​} (g) + O^{​ 2 ​ ​} (g) ⇆ 2 N O (g)

Slide 17 - Tekstslide

Maak met behulp van de gegevens een BOE-schema van dit
evenwicht en bereken de evenwichtsconstante.

Upload je uitwerkingen.

Slide 18 - Open vraag

Antwoord

Als 100g stikstof en zuurstof worden verwarmd in een reactievat van 1,00 dm³

tot 1000K ontstaat een evenwicht:

Als het evenwicht is bereikt is er 8,43 mg stikstofmono-oxide ontstaan.

N^{​ 2 ​ ​} (g) + O^{​ 2 ​ ​} (g) ⇆ 2 N O (g)

Gegevens:

m(stikstof) = 100 g

m(zuurstof) = 100 g

m(NO) = 0 --> 8,43 mg

V = 1 dm³

M(stikstof) = 28,02 g/mol

M(zuurstof) = 32,00 g/mol

M(NO) = 30,01 g/mol

n(stikstof) = 100 g/ 28,02 g/mol = 3,57 mol

n(zuurtstof) = 100 g/ 32,00 g/mol = 3,13 mol

n(NO) = 8,43 mg/30,01 g/mol = 0,281 mmol

Het volume is 1 dm³:

[N₂] = 3,57 M

[O₂] = 3,13 M

[NO] = 2,81x10^-4 M

N₂

O₂

3,57

3,13

-1,41x10-4

+2,81x10-4

3,57

3,13

2,81x10^-4

K = \frac{​ [ N O ] ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ [ N ^{​ 2 ​ ​} ] [ O ^{​ 2 ​ ​} ] ​} = \frac{​ ( 2 , 8 1 \times 1 0 ^{​ - 4 ​ ​} ) ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ 3 , 5 7 \times 3 , 1 3 ​} = 7, 06 \times 1 0^{​ - 9 ​ ​}

Slide 19 - Tekstslide

Bij een bepaalde temperatuur is de evenwichtsconstante
van dit evenwicht 86,4.
Bereken de [NO2] als [N2O4] een waarde heeft van 0,00250 M

2 N O^{​ 2 ​ ​} (g) ⇆ N^{​ 2 ​ ​} O^{​ 4 ​ ​} (g)

Slide 20 - Open vraag

Antwoord

Bij een bepaalde temperatuur is de evenwichtsconstante

van dit evenwicht 86,4.

Bereken de [NO₂] als [N₂O₄] een waarde heeft van 0,00250 M

K = 86,4

[N₂O₄] = 0,00250 M

K = \frac{​ [ N ^{​ 2 ​ ​} O ^{​ 4 ​ ​} ] ​ ​}{​ [ N O ^{​ 2 ​ ​} ] ^{​ 2 ​ ​} ​}

[N O^{​ 2 ​ ​}]^{​ 2 ​ ​} = \frac{​ 0 , 0 0 2 5 0 ​ ​}{​ 8 3 , 6 ​}

[N O^{​ 2 ​ ​}] = \sqrt ​ \frac{​ 0 , 0 0 2 5 0 ​ ​}{​ 8 3 , 6 ​} ​ ​ ​ = 0, 00547 M

Slide 21 - Tekstslide

Leerdoelen

Je kunt voor een gegeven reactievergelijking de concentratiebreuk opstellen.
Je kunt uitleggen wanneer de concentratiebreuk en de evenwichtsvoorwaarde gelijk zijn.
Je kunt berekeningen aan een evenwicht uitvoeren aan de hand van een BOE-schema
Je kunt aan de hand van gegeven concentraties bij een evenwichtsreactie bepalen of evenwicht is bereikt.
Je kunt bij de aanwezigheid van een katalysator de verandering in insteltijd verklaren.
Je kunt met werken met Tabel 51 van Binas.

Slide 22 - Tekstslide

Controle

Hierna volgt een aantal vragen.

Hiermee kun je controleren of je de leerdoelen van deze les hebt gehaald.

Slide 23 - Tekstslide

Welke evenwichtsvoorwaarde hoor bij deze reactie?

2 H^{​ 2 ​ ​} (g) + O^{​ 2 ​ ​} (g) ⇆ 2 H^{​ 2 ​ ​} O (g)

K = \frac{​ [ H ^{​ 2 ​ ​} ] ^{​ 2 ​ ​} [ O ^{​ 2 ​ ​} ] ​ ​}{​ [ H ^{​ 2 ​ ​} O ] ^{​ 2 ​ ​} ​}

K = \frac{​ [ H ^{​ 2 ​ ​} O ] ​ ​}{​ [ H ^{​ 2 ​ ​} ] [ O ^{​ 2 ​ ​} ] ​}

K = \frac{​ [ H ^{​ 2 ​ ​} ] [ O ^{​ 2 ​ ​} ] ​ ​}{​ [ H ^{​ 2 ​ ​} O ] ​}

K = \frac{​ [ H ^{​ 2 ​ ​} O ] ​ ​}{​ [ H ^{​ 2 ​ ​} ] ^{​ 2 ​ ​} [ O ^{​ 2 ​ ​} ] ^{​ 2 ​ ​} ​}

Slide 24 - Quizvraag

Wat geldt voor de concentratiebreuk als het evenwicht is bereikt?

Slide 25 - Open vraag

Antwoord

Als het evenwicht is bereikt, dan is Q gelijk aan K (de evenwichtsconstant).

Slide 26 - Tekstslide

De temperatuur was bij de vorige situatie 500K.
Bij 750K is van de 7,50 mol NO2 de omzetting naar N2O4 0,378%.

Bereken de hoeveelheid NO2 en N2O4 bij evenwicht
met behulp van een BOE-schema.

Slide 27 - Open vraag

Rekenen aan evenwichten

NO₂

N₂O₄

B(egin)

7,50

O(mzetting)

-0,028

+0,014

E(venwicht)

7,47

0,0014

Antwoord

De temperatuur was bij de vorige situatie 500K.

Bij 750K is van de 7,50 mol NO2 de omzetting naar N2O4 0,378%.

Bereken de hoeveelheid NO2 en N2O4 bij evenwicht

met behulp van een BOE-schema.

2 N O^{​ 2 ​ ​} (g) ⇆ N^{​ 2 ​ ​} O^{​ 4 ​ ​} (g)

NO2: ,50 mol x 0,378%=

7,50 x 0,00378 = 0,0284 mol

N2O4: 0,0284 / 2 x 1 = 0,0142 mol

Slide 28 - Tekstslide

Leg uit hoe het evenwicht verschuift als de temperatuur stijgt bij deze reactie:

N^{​ 2 ​ ​} (g) + 3 H^{​ 2 ​ ​} (g) ⟷ 2 N H^{​ 3 ​ ​} (g)

C (s) + C O^{​ 2 ​ ​} (g) ⇆ 2 C O (g)

Slide 29 - Open vraag

Antwoord

In tabel 51 van Binas is te zien dat bij stijging van de temperatuur de evenwichtsconstante groter wordt. Dan verschuift het evenwicht dus naar rechts.

Slide 30 - Tekstslide

Van het bovenstaande evenwicht is in een reactievat bij evenwicht 2,8 mol waterstof, 1,9 mol zuurstof en 2,2 mol water aanwezig. Bereken de evenwichtsconstante van dit evenwicht.

2 H^{​ 2 ​ ​} (g) + O^{​ 2 ​ ​} (g) ⇆ 2 H^{​ 2 ​ ​} O (g)

0,16

0,32

3,1

6,2

Slide 31 - Quizvraag

Antwoord

Het reactievat is 500 mL is.

Dus [H₂] = 5,6 M, [O₂] = 3,8 M en [H₂O] = 4,4 M.

2 H^{​ 2 ​ ​} (g) + O^{​ 2 ​ ​} (g) ⇆ 2 H^{​ 2 ​ ​} O (g)

K = \frac{​ [ H ^{​ 2 ​ ​} O ] ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ [ H ^{​ 2 ​ ​} ] ^{​ 2 ​ ​} [ O ^{​ 2 ​ ​} ] ​} = \frac{​ 4 , 4 ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ 5 , 6 ^{​ 2 ​ ​} \times 3 , 8 ​} = 0, 16

Slide 32 - Tekstslide

Welke stelling over een katalysator bij een evenwichtsreactie is waar?

De katalysator verschuift het evenwicht naar rechts.

De katalysator verkort de insteltijd van het evenwicht.

De katalysator verandert de evenwichtsconstante.

De katalysator versnelt de reactie naar rechts.

Slide 33 - Quizvraag

Stel 1 vraag over een onderdeel dat je niet helemaal hebt begrepen.

Slide 34 - Open vraag

Voor de volgende les

MAAK: Opgave 35, 36, 39, 40
LEREN: 6.3 en 6.4

Oefentoets 6.3 en 6.4

Slide 35 - Tekstslide

Differentiatie

Voor extra oefening:

stappenplan opstellen evenwichtsvergelijking/concentratiebreuk

Voor extra uitdaging:

partiële druk

Slide 36 - Tekstslide

Om aan evenwichten verder te kunnen rekenen hebben we een vergelijking nodig: de concentratiebreuk.

Voor de reactie 2 NO2 <-> N2O4 is deze:

Voor de algemene reactie m A + n B <-> q C + r D is de concentratiebreuk (zie ook tabel 51):

STAPPENPLAN

LEZEN

1) Lees de opgave goed door.

2) Neem de reactievergelijking over en vul deze eventueel aan met toestandsaanduidingen.

VERWOORDEN

3) Kijk aan de hand van de toestandsaanduidingen welke stoffen je nodig hebt bij deze situatie.

AANPAK

4) Als je de concentratiebreuk moet opschrijven begin je met Q = en een deelstreep

5) Als je de evenwichtsvoorwaarde moet opschrijven begin je met K = en een deelstreep

UITVOEREN

6) Zet de concentraties van stoffen die je gebruikt en rechts van de pijl staan boven de deelstreep.

7) Zet de concentraties van stoffen die je gebruikt en links van de pijl staan onder de deelstreep.

8) Plaats eventuele coëfficiënten voor de stoffen als macht bij de concentratie van de stof.

CONTROLEREN

9) Controleer er geen stoffen zijn opgenomen die daar niet in thuis horen.

10) Controleer of alle stoffen met een coëfficiënt > 1 de juiste macht hebben.

Q^{​ c ​ ​} = \frac{​ [ C ] ^{​ q ​ ​} [ D ] ^{​ r ​ ​} ​ ​}{​ [ A ] ^{​ m ​ ​} [ B ] ^{​ n ​ ​} ​}

Q^{​ c ​ ​} = \frac{​ [ N ^{​ 2 ​ ​} O ^{​ 4 ​ ​} ] ​ ​}{​ [ N O ^{​ 2 ​ ​} ] ^{​ 2 ​ ​} ​}

Slide 37 - Tekstslide

Welke evenwichtsvoorwaarde hoor bij deze reactie?

2 N O^{​ 2 ​ ​} ⇆ N^{​ 2 ​ ​} O^{​ 4 ​ ​}

K = \frac{​ [ N O ^{​ 2 ​ ​} ] ​ ​}{​ [ N ^{​ 2 ​ ​} O ^{​ 4 ​ ​} ] ​}

K = \frac{​ [ N ^{​ 2 ​ ​} O ^{​ 4 ​ ​} ] ​ ​}{​ [ N O ^{​ 2 ​ ​} ] ^{​ 2 ​ ​} ​}

K = \frac{​ [ N O ^{​ 2 ​ ​} ] ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ [ N ^{​ 2 ​ ​} O ^{​ 4 ​ ​} ] ​}

K = \frac{​ [ N ^{​ 2 ​ ​} O ^{​ 4 ​ ​} ] ​ ​}{​ 2 [ N O ^{​ 2 ​ ​} ] ​}

Slide 38 - Quizvraag

Welke evenwichtsvoorwaarde hoor bij deze reactie?

3 H^{​ 2 ​ ​} (g) + N^{​ 2 ​ ​} (g) ⇆ 2 N H^{​ 3 ​ ​} (g)

K = \frac{​ [ N ^{​ 2 ​ ​} ] [ H ^{​ 2 ​ ​} ] ^{​ 3 ​ ​} ​ ​}{​ [ N H ^{​ 3 ​ ​} ] ^{​ 2 ​ ​} ​}

K = \frac{​ 3 [ H ^{​ 2 ​ ​} ] [ N ^{​ 2 ​ ​} ] ​ ​}{​ 2 [ N H ^{​ 3 ​ ​} ] ​}

K = \frac{​ [ N H ^{​ 3 ​ ​} ] ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ [ N ^{​ 2 ​ ​} ] [ H ^{​ 2 ​ ​} ] ^{​ 3 ​ ​} ​}

K = \frac{​ 2 [ N H ^{​ 3 ​ ​} ] ​ ​}{​ 3 [ H ^{​ 2 ​ ​} ] [ N ^{​ 2 ​ ​} ] ​}

Slide 39 - Quizvraag

Partiële druk

Voor de evenwichten gebruiken we bij de evenwichtsvoorwaarde de concentraties van de stoffen. Als het echter om gassen gaat kan ook de partiële druk worden gebruikt. In plaats van [X] wordt het dan p(X).

Slide 40 - Tekstslide

Noteer de concentratiebreuk van de onderstaande reactie in partiëele drukken.

2 N O^{​ 2 ​ ​} ⇆ N^{​ 2 ​ ​} O^{​ 4 ​ ​}

Slide 41 - Open vraag

Antwoord

Q^{​ p ​ ​} = \frac{​ p ^{​ (N^{​ 2 ​ ​} O^{​ 4 ​ ​}) ​ ​} ​ ​}{​ p ^{​ (N O^{​ 2 ​ ​})^{​ 2 ​ ​} ​ ​} ​}

Slide 42 - Tekstslide

Chemisch evenwicht - Les 4

Onderdelen in deze les

Slide 1 - Tekstslide

Slide 2 - Tekstslide

Slide 3 - Tekstslide

Slide 4 - Tekstslide

Slide 5 - Quizvraag

Slide 6 - Sleepvraag

Slide 7 - Open vraag

Slide 8 - Tekstslide

Slide 9 - Tekstslide

Slide 10 - Open vraag

Slide 11 - Tekstslide

Slide 12 - Tekstslide

Slide 13 - Open vraag

Slide 14 - Tekstslide

Slide 15 - Quizvraag

Slide 16 - Video

Slide 17 - Tekstslide

Slide 18 - Open vraag

Slide 19 - Tekstslide

Slide 20 - Open vraag

Slide 21 - Tekstslide

Slide 22 - Tekstslide

Slide 23 - Tekstslide

Slide 24 - Quizvraag

Slide 25 - Open vraag

Slide 26 - Tekstslide

Slide 27 - Open vraag

Slide 28 - Tekstslide

Slide 29 - Open vraag

Slide 30 - Tekstslide

Slide 31 - Quizvraag

Slide 32 - Tekstslide

Slide 33 - Quizvraag

Slide 34 - Open vraag

Slide 35 - Tekstslide

Slide 36 - Tekstslide

Slide 37 - Tekstslide

Slide 38 - Quizvraag

Slide 39 - Quizvraag

Slide 40 - Tekstslide

Slide 41 - Open vraag

Slide 42 - Tekstslide

Meer lessen zoals deze

H7.4 Evenwichten

V4 7.4 Evenwichten

H7: Evenwichten

NOVA H6.2 les 3 Instellen van een evenwicht

NOVA H6 HAVO Evenwichten

V4 7.4 Evenwichten 1

4 havo par 6.5 quiz evenwichten

Herhaling evenwichten