8.4 Hoe verhoog je het rendement?

8.4 Hoe verhoog je het rendement

Uitleg evenwichtsvoorwaarde (vandaag)
Uitleg evenwicht verschuivingen (volgende els)

1 / 61

Slide 1: Tekstslide

ScheikundeMiddelbare schoolvwoLeerjaar 5

In deze les zitten 61 slides, met interactieve quizzen en tekstslides.

Lesduur is: 45 min

Onderdelen in deze les

8.4 Hoe verhoog je het rendement

Uitleg evenwichtsvoorwaarde (vandaag)
Uitleg evenwicht verschuivingen (volgende els)

Slide 1 - Tekstslide

Wat weten we van een evenwichtsreactie?

Slide 2 - Woordweb

Planning

Herhaling evenwichtsreacties
Vragen over huiswerk? en 22
Leerdoelen
Uitleg concentratiebreuk
Checkopdracht
Huiswerk

Slide 3 - Tekstslide

Welke opdrachten huiswerk lastig

Slide 4 - Poll

Omkeerbare reacties

Sommige reacties zijn wel omkeerbaar, maar zijn geen evenwichtsreacties.
De reacties zijn alleen omkeerbaar onder verschillende omstandigheden.
Bijv. de elektrolyse van water (2 H2O -> 2 H2 + O2) en de verbranding van knalgas (2 H2 + O2 -> 2 H2O).

Slide 5 - Tekstslide

Gegeven het evenwicht:
2 NO₂ N₂O₄

Bij evenwicht geldt altijd:

⇆

s1 = s2

er treden geen reacties meer op

concentraties zijn gelijk

% effectieve botsingen = 0

Slide 6 - Quizvraag

Aan welke twee voorwaarden moet worden voldaan als er in een evenwichtstoestand sprake is van een dynamisch evenwicht?

De concentraties veranderen niet Er staat een dubbele pijl

Reactiesnelheid naar links is gelijk aan de reactiesnelheid naar rechts De concentraties veranderen niet

Reactiesnelheid naar links is gelijk aan de reactiesnelheid naar rechts Stoffen zijn gasvormig

De concentraties veranderen niet Stoffen zijn gasvormig

Slide 7 - Quizvraag

Bij een reactie is 40% van de beginstof omgezet. Plaats de juiste getallen in de laatste regel van het BOE-schema.

B 5,00 5,00 0

2 A + B^{​ 2 ​ ​} ⟷ 2 A B

3,00

2,00

5,00

2,50

1,00

4,00

Slide 8 - Sleepvraag

Aan de slag met..

Opdracht 22.

timer

10:00

Slide 9 - Tekstslide

Leerdoelen

Ik kan de evenwichtsvoorwaarde opstellen (met concentraties en druk).
Ik kan de evenwichtsvoorwaarde berekenen.
Ik kan aangeven aan de hand van een berekening te vergelijken aan de evenwichtsconstante, K, of een reactie in evenwicht is.

Slide 10 - Tekstslide

Lees uit 8.4: De evenwichtsvoorwaarde

(pag 186)

Wat lees je erover?

Zelfstandig bedenken en daarna in DUO's

Slide 11 - Tekstslide

Concentratiebreuk

Metingen waarbij een verband is tussen de beginstoffen en de reactieproducten
Concentratiebreuk bij een evenwicht
Product van de reactieproducten delen door het product van de beginstoffen
Coëfficiënten worden een exponent in de vergelijking

Q^{​ c ​ ​} = \frac{​ N H ^{​ 3 ​ ​} ( g ) ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ N ^{​ 2 ​ ​} ( g ) \cdot H ^{​ 2 ​ ​} ( g ) ^{​ 3 ​ ​} ​}

Slide 12 - Tekstslide

Rekenen met aan een evenwicht:

de concentratiebreuk (Q) & evenwichtsconstante (k)

Als het evenwicht is ingesteld verandert de evenwichtsconstante K niet meer

Slide 13 - Tekstslide

Evenwichtsconstante

Concentraties bij evenwicht worden ingevuld blijft de uitkomst altijd gelijk.
K = evenwichtsconstante (de waarde van de breuk blijft gelijk).
Als K = Qc (dan is er evenwicht)
K is wel temperatuurafhankelijk.
Alleen stoffen in de breuk die kunnen variëren in concentratie

Slide 14 - Tekstslide

In een methaanzuuroplossing heerst het volgende evenwicht:

HCOOH(aq) <-> H⁺(aq) + HCOO^-(aq)

_{Sleep de moleculen naar de juiste plek in de evenwichtsvoorwaarde:}

K = \frac{​ ​ ​}{​ ​}

-------------------------------

[ ]

[H⁺_(aq)]

[HCOO^-_(aq)]

[HCOOH_(aq)]

Slide 15 - Sleepvraag

Partiële druk breuk

Dit waren stoffen waar de concentratie van bekend was. Echter hebben we te maken met gassen, dan kunnen we ook een de partiele druk gebruiken.

Dit is voor gassen wel makkelijker. Je krijgt dan:

Bij een evenwicht wordt Q_p dan K_p.

Slide 16 - Tekstslide

Geef de evenwichtsvoorwaarde

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

Slide 17 - Open vraag

Geef de evenwichtsvoorwaarde

C u^{​ 2 + ​ ​} (a q) + 3 I^{​ - ​ ​} (a q) ⇄ C u I (s) + I^{​ 2 ​ ​} (a q)

TiP!!!

Alleen oplossingen (aangezien die concentratie hebben) en gassen hierin voorkomen. Vaste stoffen en vloeistoffen neem je dus niet mee.

Slide 18 - Open vraag

K berekenen

Van een evenwicht maak je eerst de reactievergelijking. (De coëfficiënten geven de molverhouding aan!)
Daarna maak je een omzettingstabel (BOE!). (Vanuit de tabel kun je de concentraties invullen)
Vervolgens maak je de concentratiebreuk.
Vul de concentraties in, en bereken de K.

Slide 19 - Tekstslide

Voorbeeldopgave 4

In een reactievat van 10,0 L worden bij een bepaalde temperatuur en druk 2,0 mol stikstof en 4,0 mol waterstof gebracht. Na het instellen van het evenwicht blijkt er 1,0 mol ammoniak zijn ontstaan.

timer

3:00

Slide 20 - Tekstslide

Rekenen aan evenwichten

Werken met de BOE en BOEC tabel:

H₂

N₂

NH₃

Begin

4,0 mol

2,0 mol

0 mol

Omzetting

Evenwicht

1,0 mol

Concentratie

3 \frac{​ ​ ​}{​ ​} H^{​ 2 ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} (g) \frac{​ ​ ​}{​ ​} + \frac{​ ​ ​}{​ ​} N^{​ 2 ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} (g) ⇄ \frac{​ ​ ​}{​ ​} 2 \frac{​ ​ ​}{​ ​} N H^{​ 3 ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} (g)

Slide 21 - Tekstslide

Rekenen aan evenwichten

Werken met de BOE en BOEC tabel:

H₂

N₂

NH₃

Begin

4,0 mol

2,0 mol

0 mol

Omzetting

- 3 * 0,5 mol

- 1 * 0,5 mol

+ (2 * 0,5 mol)

Evenwicht

1,0 mol

Concentratie

3 \frac{​ ​ ​}{​ ​} H^{​ 2 ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} (g) \frac{​ ​ ​}{​ ​} + \frac{​ ​ ​}{​ ​} N^{​ 2 ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} (g) ⇄ \frac{​ ​ ​}{​ ​} 2 \frac{​ ​ ​}{​ ​} N H^{​ 3 ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} (g)

Slide 22 - Tekstslide

Rekenen aan evenwichten

Werken met de BOE en BOEC tabel:

H₂

N₂

NH₃

Begin

4,0 mol

2,0 mol

0 mol

Omzetting

- 1,5 mol

- 0,5 mol

+ (2 * 0,5 mol)

Evenwicht

2,5 mol

1,5 mol

1,0 mol

Concentratie

3 \frac{​ ​ ​}{​ ​} H^{​ 2 ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} (g) \frac{​ ​ ​}{​ ​} + \frac{​ ​ ​}{​ ​} N^{​ 2 ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} (g) ⇄ \frac{​ ​ ​}{​ ​} 2 \frac{​ ​ ​}{​ ​} N H^{​ 3 ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} (g)

Slide 23 - Tekstslide

Rekenen aan evenwichten

Werken met de BOE en BOEC tabel:

H₂

N₂

NH₃

Begin

4,0 mol

2,0 mol

0 mol

Omzetting

- 1,5 mol

- 0,5 mol

+ (2 * 0,5 mol)

Evenwicht

2,5 mol

1,5 mol

1,0 mol

Concentratie

2,5 mol / 10 L = 0,25 mol/L

1,5 mol / 10 L = 0,15 mol/L

1,0 mol / 10 L = 0,10 mol/L

3 \frac{​ ​ ​}{​ ​} H^{​ 2 ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} (g) \frac{​ ​ ​}{​ ​} + \frac{​ ​ ​}{​ ​} N^{​ 2 ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} (g) ⇄ \frac{​ ​ ​}{​ ​} 2 \frac{​ ​ ​}{​ ​} N H^{​ 3 ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} (g)

Slide 24 - Tekstslide

Evenwichtsvoorwaarde

Slide 25 - Tekstslide

Aan de slag

Opletten bij het uitleggen van de opdrachten

Maak 25 t/m 29.

Lees daarnaast de rest van de paragraaf.

Slide 26 - Tekstslide

Opletten bij opdrachten (schrijf hier mee!)

Maak 25 t/m 29

timer

1:00

Slide 27 - Tekstslide

Leerdoelen

Ik kan de evenwichtsvoorwaarde opstellen (met concentraties en druk).
Ik kan de evenwichtsvoorwaarde berekenen.
Ik kan aangeven aan de hand van een berekening te vergelijken aan de evenwichtsconstante, K, of een reactie in evenwicht is.

Slide 28 - Tekstslide

Huiswerk

Maak 25 t/m 29.

Slide 29 - Tekstslide

Beïnvloeding van het evenwicht

Slide 30 - Tekstslide

Planning

Checkvraag + huiswerk
Evenwichtsvoorwaarde
Evenwicht verstoren & aantekening
Aan de slag!
Quizje

Slide 31 - Tekstslide

Leerdoelen van 8.4

Ik kan de evenwichtsvoorwaarde opstellen (met concentraties en druk).
Ik kan de evenwichtsvoorwaarde berekenen.
Ik kan aangeven aan de hand van een berekening of een reactie in evenwicht is (vergelijk met K).
Ik kan aan de hand van verstoringen aangeven welke reactie in het voordeel is (naar links of rechts).
Ik kan uitleggen hoe je een evenwichtsreactie aflopend maakt.

Slide 32 - Tekstslide

Slide 33 - Tekstslide

Checkvraag. 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)

timer

6:00

Slide 34 - Open vraag

Antwoord checkvraag

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

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

Slide 35 - Tekstslide

K is een constante, dus geen eenheid

Aantekening

Slide 36 - Tekstslide

Slide 37 - Tekstslide

Evenwicht verstoren

Er is evenwicht als de snelheid van de heengaande reactie gelijk is aan de snelheid van de teruggaande reactie (s₁ = s₂)

Factoren die invloed hebben op de

reactiesnelheid kunnen daarom invloed hebben op de ligging van een evenwicht.

Slide 38 - Tekstslide

Heeft er ook iets invloed op deze evenwichtconstante (K)?

Zeker de temperatuur en bij gassen is de druk van invloed.

Slide 39 - Tekstslide

Waarin verandert het evenwicht wanneer je een katalysator toevoeg?

Nergens in.

De concentratie van reactieproducten worden groter.

De concentratie van de beginstoffen worden groter.

Het evenwicht wordt eerder gevormd.

Slide 40 - Quizvraag

Slide 41 - Tekstslide

Verandert de concentratie van een stof, dan..

Bijvoorbeeld als de concentratie

van N₂wordt verhoogd?

Slide 42 - Tekstslide

Verandert de concentratie van een stof, dan..

Wanneer de concentratie van ammoniak

wordt verhoogd, dan verandert de K,

deze wordt kleiner. Hierbij is de reactie

naar rechts tijdelijk in het voordeel.

Dit totdat het evenwicht opnieuw is ingesteld.

Slide 43 - Tekstslide

Wat gebeurt er als de
concentratie van ammoniak
juist verkleind wordt?

Slide 44 - Open vraag

B toevoegen
B wegnemen

Botsingen, over het product wat gevormd wordt, over de snelheid en waar het evenwicht heen gaan?

Concentratieverandering

timer

4:00

Slide 45 - Tekstslide

B toevoegen: Meer botsingen tussen A en B, dus er wordt meer C gevormd. S1 is groter dan S2, dus het evenwicht gaat naar rechts
B wegnemen: Minder botsingen tussen A en B, dus er wordt minder C gevormd. S2 is groter dan S1, dus het evenwicht gaat naar rechts

Concentratieverandering

Slide 46 - Tekstslide

Dus: bij toevoegen naar beginstof verschuift het evenwicht naar de andere kant en omgekeerd

Concentratieverandering

Slide 47 - Tekstslide

N₂O₄ (g) <-> 2 NO₂(g)
K = [NO₂]²/[N₂O₄]

Als je van beide het volume verdubbelt?
Als je het volume van N₂O₄ verhoogd?

Volumeverandering

Slide 48 - Tekstslide

Volumeverandering

Noteer dit!

Als de druk (of concentratie) hoger wordt, verschuift het evenwicht in de richting van het kleinste aantal deeltjes.

Als de druk (of concentratie) lager wordt, verschuift het evenwicht in de richting van het grootste aantal deeltjes.

Slide 49 - Tekstslide

Ik verhoog de temperatuur. Welke reactie zal dan in het voordeel zijn?

Een exotherme reactie

Een endotherme reactie

Geen van beide

Allebei

Slide 50 - Quizvraag

1 reactie is exotherm en de andere reactie is dan endotherm
Een exotherme reactie heeft al genoeg energie, dus profiteert er niet zo heel veel van
Een endotherme reactie heeft energie nodig, dus die profiteert er het meeste van

Invloed van de temperatuur

Slide 51 - Tekstslide

Als de temperatuur stijgt, verschuift het evenwicht in de richting van de endotherme reactie.
Als T daalt verschuift, het evenwicht in de richting van de exotherme reactie.

Noteer dit!

Invloed van de temperatuur

Slide 52 - Tekstslide

Van een evenwicht is de reactie naar links exotherm. Naar welk kant verschuift evenwicht als het mengels wordt verwarmt?

links

rechts

Slide 53 - Quizvraag

Wanneer heb je een aflopend evenwicht?

Slide 54 - Woordweb

Volumeverandering

Volumevergroting doet het (gas)evenwicht verschuiven naar de kant met de meeste gasdeeltjes
Volumeverkleining doet het gas(evenwicht) verschuiven naar de kant met de minste gasdeeltjes

Slide 55 - Tekstslide

Als er een gas ontstaat kan dat gas ontsnappen.
Dan kan de reactie naar links niet meer verlopen, dus loopt het evenwicht af.

Aflopend evenwicht

Slide 56 - Tekstslide

Samengevat

Concentratieverandering: Bij toevoegen van beginstoffen verschuift evenwicht naar de andere kant en omgekeerd
Volumeverandering: Bij volumevergroting verschuift het evenwicht naar de kant met de meeste gasdeeltjes en bij volumeverkleining naar de kant met de minste gasdeeltjes
Katalysator: geen evenwichtsligging
Temperatuur: Bij verhoging van temperatuur verschuift evenwicht naar de endotherme kant. Bij verlaging naar de exotherme kant
Aflopend evenwicht: Evenwicht verloopt aflopend bij verwijderen product

Slide 57 - Tekstslide

! Regels voor een evenwicht !

Als de temperatuur stijgt, verschuift het evenwicht in de richting van de endotherme reactie.

Als T daalt, verschuift het evenwicht in de richting van de exotherme reactie.

Als de druk (of concentratie) hoger wordt, verschuift het evenwicht in de richting van het kleinste aantal gasdeeltjes.

Als de druk (of concentratie) lager wordt, verschuift het evenwicht in de richting van het grootste aantal gasdeeltjes.

Slide 58 - Tekstslide

Naar welke kant verschuift het evenwicht als de volgende handelingen worden uitgevoerd? De reactie naar links is exotherm.

NO₂ weghalen

Naar links

Naar rechts

Extra N₂O₄ toevoegen

Het reactiemengsel verwarmen

Het volume van het reactievat verkleinen

Slide 59 - Sleepvraag

H₂ (g)+ Cl₂ (g) ⇄ 2HCl (g)

We verstoren het evenwicht. Leg uit er met de evenwichtsconstante wat er gebeurt.

Q gaat omhoog → Q ≠ K

evenwicht beweegt naar links

Q gaat omlaag → Q ≠ K

evenwicht beweegt naar rechts

Q gaat omhoog → Q ≠ K

evenwicht beweegt naar rechts

Q gaat omlaag → Q ≠ K

evenwicht beweegt naar links

Q verandert niet

er verandert niets aan het evenwicht

verhoog H₂

weghalen

HCl

weghalen Cl₂

volume vergroten

druk verhogen

Slide 60 - Sleepvraag

Aan de slag

Maak 31 t/m 36.

Ga daarnaast alle doelen langs van H7 en H8. Aan welke moet ik nog aandacht schenken?

Stof toetsweek:

H7 en H8 (t/m 8.4)

Slide 61 - Tekstslide

8.4 Hoe verhoog je het rendement?

Onderdelen in deze les

Slide 1 - Tekstslide

Slide 2 - Woordweb

Slide 3 - Tekstslide

Slide 4 - Poll

Slide 5 - Tekstslide

Slide 6 - Quizvraag

Slide 7 - Quizvraag

Slide 8 - Sleepvraag

Slide 9 - Tekstslide

Slide 10 - Tekstslide

Slide 11 - Tekstslide

Slide 12 - Tekstslide

Slide 13 - Tekstslide

Slide 14 - Tekstslide

Slide 15 - Sleepvraag

Slide 16 - Tekstslide

Slide 17 - Open vraag

Slide 18 - Open vraag

Slide 19 - Tekstslide

Slide 20 - Tekstslide

Slide 21 - Tekstslide

Slide 22 - Tekstslide

Slide 23 - Tekstslide

Slide 24 - Tekstslide

Slide 25 - Tekstslide

Slide 26 - Tekstslide

Slide 27 - Tekstslide

Slide 28 - Tekstslide

Slide 29 - Tekstslide

Slide 30 - Tekstslide

Slide 31 - Tekstslide

Slide 32 - Tekstslide

Slide 33 - Tekstslide

Slide 34 - Open vraag

Slide 35 - Tekstslide

Slide 36 - Tekstslide

Slide 37 - Tekstslide

Slide 38 - Tekstslide

Slide 39 - Tekstslide

Slide 40 - Quizvraag

Slide 41 - Tekstslide

Slide 42 - Tekstslide

Slide 43 - Tekstslide

Slide 44 - Open vraag

Slide 45 - Tekstslide

Slide 46 - Tekstslide

Slide 47 - Tekstslide

Slide 48 - Tekstslide

Slide 49 - Tekstslide

Slide 50 - Quizvraag

Slide 51 - Tekstslide

Slide 52 - Tekstslide

Slide 53 - Quizvraag

Slide 54 - Woordweb

Slide 55 - Tekstslide

Slide 56 - Tekstslide

Slide 57 - Tekstslide

Slide 58 - Tekstslide

Slide 59 - Sleepvraag

Slide 60 - Sleepvraag

Slide 61 - Tekstslide

Meer lessen zoals deze

Chemisch evenwicht - Les 4

Chemisch evenwicht - Les 5

6.5 Evenwicht verschuiven

Herhaling evenwichten

Chemisch evenwicht - Les 3

les 5: Rekenen aan evenwichten (BOE tabel)

6.3-6.5 Chemisch evenwicht

6.5 Evenwichten 4H