§2.4 Reactievergelijkingen (Nova 3 havo)

• newEditor
• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Introductie

Leerlingen leren dat atomen bij een reactie behouden blijven, het verschil tussen index en coëfficiënt, en maken reactievergelijkingen kloppend in stappen. Les bij Nova scheikunde 3 havo, 4e editie, hoofdstuk 2 Chemische reacties, paragraaf 2.4. Met startvraag, theorie, opdrachten Kennis en Toepassing, een verdieping en de checklist leerdoelen.

2

Chemische reacties

Paragraaf 2.4

Reactievergelijkingen

Bij een reactie verdwijnt er geen enkel atoom. Hoe laat je dat zien in een reactievergelijking?

Scheikunde havo 3 | bij Nova scheikunde 3 havo, 4e editie

Foto: Federico Cardoner (CC BY 2.0)

Les bij Nova scheikunde 3 havo, 4e editie, hoofdstuk 2 Chemische reacties, paragraaf 2.4 Reactievergelijkingen. Ongeveer 40 minuten, scheikunde havo 3. Image credit: LessonUp Image credit: Federico Cardoner, Wikimedia Commons (CC BY 2.0)

Hoofdstuk 2

Paragraaf 2.4

2.4  Reactievergelijkingen

Leerdoelen

2.4.1

Je kunt uitleggen waarom een reactievergelijking links en rechts evenveel atomen heeft.

2.4.2

Je kunt het verschil uitleggen tussen een index en een coëfficiënt.

2.4.3

Je kunt een reactievergelijking kloppend maken door coëfficiënten te kiezen.

Practica en vaardigheden

V A A R D I G H E I D

Reactievergelijkingen kloppend maken in stappen

De leerdoelen staan in het boek bovenaan de paragraaf. Aan het eind van de les komen ze terug in de checklist. Image credit: LessonUp

Hoofdstuk 2

Paragraaf 2.4

Startvraag

Waarom een 2?

Bij het ontleden van water geldt: 2 H₂O → 2 H₂ + O₂. Waarom staat er een 2 voor H₂O?

A

Water heeft twee soorten atomen

B

De reactie gebeurt twee keer

C

Er is twee keer zoveel zuurstof

D

Links en rechts evenveel atomen

Laat eerst stemmen en vraag dan naar de redenering. Rechts staan 2 O-atomen in O₂, dus links moeten ook 2 O-atomen staan: dat zijn 2 watermoleculen. Dan zijn er links 4 H-atomen en rechts ook 4 in 2 H₂. De 2 voor H₂O zorgt dat het klopt. Dit is de kernvraag van de les.

Hoofdstuk 2

Paragraaf 2.4

Atomen gaan niet verloren

Bij een reactie verdwijnen er geen atomen en komen er geen bij. Ze worden anders gerangschikt. Daarom heeft een reactievergelijking links en rechts evenveel atomen van elke soort. Dat toonde Antoine Lavoisier in de achttiende eeuw aan met nauwkeurig wegen.

Dit is de wet van behoud van massa: de totale massa vóór en na de reactie is gelijk. Bij de verbranding van staalwol in 2.3 leek de massa te veranderen, omdat de zuurstof uit de lucht niet gewogen werd. Laat leerlingen dat zelf terugkoppelen. Image credit: Jacques-Louis David, Wikimedia Commons (publiek domein) Image credit: LessonUp

Hoofdstuk 2

Paragraaf 2.4

Index en coëfficiënt

In een reactievergelijking staan twee soorten cijfers. Ze doen niet hetzelfde.

Index

Het kleine cijfer achter een symbool, zoals de 2 in H₂O. Het hoort bij de formule en blijft altijd staan.

Coëfficiënt

Het getal vóór een formule: het aantal moleculen. Alleen dit getal verander je bij kloppend maken. 3 H₂O is drie moleculen water.

Dit is de belangrijkste regel: nooit een index veranderen. Verander je H₂O in H₂O₂, dan heb je een andere stof (waterstofperoxide) en klopt je reactie niet meer. Een coëfficiënt telt voor alle atomen in de formule: in 3 H₂O zijn 6 H en 3 O. Image credit: LessonUp

Hoofdstuk 2

Paragraaf 2.4

Opdrachten Kennis

1

Hoeveel zuurstofatomen staan er in 3 H₂O?

A

1

B

6

C

3

D

2

Eén H₂O heeft 1 zuurstofatoom, dus 3 H₂O heeft er 3. Het aantal waterstofatomen is 6. Wie 6 kiest, telt de waterstofatomen. Wie 2 kiest, kijkt alleen naar de index in de formule.

Hoofdstuk 2

Paragraaf 2.4

Kloppend maken in stappen

Bijvoorbeeld: waterstof verbrandt tot water.

• schrijf de formules op: H₂ + O₂ → H₂O

• tel de atomen links en rechts: links 2 O, rechts 1 O

• verander coëfficiënten: 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O

• tel opnieuw: links 4 H en 2 O, rechts ook

Soms staat achter een formule de toestand: (s) vast, (l) vloeibaar, (g) gas of (aq) opgelost.

Werk in deze volgorde en tel na elke aanpassing opnieuw. Verandering van een coëfficiënt kan een andere soort atoom scheeftrekken. Begin met het atoom dat in de minste formules voorkomt, bewaar waterstof en zuurstof tot het laatst. Image credit: LessonUp

Hoofdstuk 2

Paragraaf 2.4

Voorbeeldopdracht 1

Methaan verbrandt volledig: CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O. Maak de reactievergelijking kloppend.

gegeven

CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O

gevraagd

kloppende reactievergelijking

uitwerking

C klopt al: 1 en 1

H: 2 H₂O geeft 4 H

O: nu 4 O rechts, dus 2 O₂

antwoord

CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O

Controle: links 1 C, 4 H en 4 O, rechts 1 C, 4 H en 2 + 2 = 4 O. Dit is de reactie in een gaskachel of een gasfornuis. Laat leerlingen altijd zo een telcontrole doen. Image credit: LessonUp

Vul de coëfficiënt in zodat de vergelijking klopt.

Hoofdstuk 2

Paragraaf 2.4

Opdrachten Kennis

2

2 Mg + O₂ → 2 MgO

N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃

2 H₂O → 2 H₂ + O₂

2

3

2

4

5

6

Controle: 2 Mg en 2 Mg, 2 O en 2 O. N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃: 2 N en 6 H aan beide kanten. 2 H₂O → 2 H₂ + O₂: 4 H en 2 O aan beide kanten.

Hoofdstuk 2

Paragraaf 2.4

Opdrachten Toepassing

3

Propaan verbrandt: C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O. Welke coëfficiënt moet er voor O₂ komen?

Kloppend: C₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O. Stappen: 3 C geeft 3 CO₂, 8 H geeft 4 H₂O, dan zijn er rechts 6 + 4 = 10 O-atomen, dus 5 O₂. Propaan zit in een campinggasfles.

Hoofdstuk 2

Paragraaf 2.4

Opdrachten Toepassing

★ 4

IJzer roest: ijzer reageert met zuurstof tot ijzer(III)oxide, Fe₂O₃. Welke vergelijking klopt?

A

2 Fe + 3 O₂ → 2 Fe₂O₃

B

4 Fe + 3 O₂ → 2 Fe₂O₃

C

Fe + O₂ → Fe₂O₃

D

4 Fe + 2 O₂ → 2 Fe₂O₃

Dit is de steropdracht. Rechts staan in 2 Fe₂O₃ 4 Fe en 6 O. Links moet dus 4 Fe en 3 O₂ staan. Optie A heeft links 2 Fe en rechts 4. Optie C is niet kloppend gemaakt. Optie D heeft links 4 O en rechts 6 O.

Hoofdstuk 2

Paragraaf 2.4

Opdrachten Toepassing

5

Zet de stappen van kloppend maken op volgorde.

1

Tel de atomen links en rechts

2

Tel opnieuw en controleer

3

Zet coëfficiënten voor de formules

4

Schrijf de formules met een pijl op

Dit is dezelfde route als in de uitleg. Vraag leerlingen wat ze doen als de telling nog niet klopt: opnieuw coëfficiënten kiezen, nooit een index veranderen.

Hoofdstuk 2

Paragraaf 2.4

V E R D I E P I N G

Raketbrandstof: waterstof

De drie hoofdmotoren van de Space Shuttle verbrandden vloeibare waterstof met vloeibare zuurstof. De reactie is 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O. Het enige product van die motoren is water, in de vorm van hete stoom.

De vergelijking is dezelfde als in de uitleg, alleen op grote schaal. De twee zijraketten van de Shuttle gebruikten een vaste brandstof en geven dus andere producten. Vraag leerlingen of er twee keer zoveel waterstofmoleculen als zuurstofmoleculen nodig zijn: ja, volgens de coëfficiënten. Image credit: NASA; edited by jjron (tilt corrected), Wikimedia Commons (publiek domein) Image credit: LessonUp

Hoofdstuk 2

Paragraaf 2.4

Checklist leerdoelen

Welk leerdoel vind je nog het lastigst?

1

2.4.1 Behoud van atomen

2

2.4.2 Index en coëfficiënt

3

2.4.3 Reactievergelijking kloppend maken

4

Ik kan ze allemaal

In het boek sluit elke paragraaf af met de checklist leerdoelen. Gebruik de uitslag om te kiezen wat je de volgende les herhaalt.

2.4

Klik hier

voor meer kant-en-klare themalessen

Image credit: LessonUp