H5.3 les 4 Gemiddelde reactiesnelheid berekenen

4VWO
H5 Reacties in beweging
H5.3  Reactiesnelheid
Nodig:
boek (blz 82)
Binas 

1 / 37
volgende
Slide 1: Tekstslide
ScheikundeMiddelbare schoolvwoLeerjaar 4

In deze les zitten 37 slides, met interactieve quizzen, tekstslides en 1 video.

time-iconLesduur is: 45 min

Onderdelen in deze les

4VWO
H5 Reacties in beweging
H5.3  Reactiesnelheid
Nodig:
boek (blz 82)
Binas 

Slide 1 - Tekstslide

H5.3 Reactiesnelheid
Deze les:
  • vragen over opgaven 2 t/m 8 van H5.2 
  • uitleg gemiddelde reactiesnelheid berekenen 
  • opgave 2 en 3

Volgende les: practicum over factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden en H5.3 opgave 4 en 5.
TWBB3: VT over H4 Zouten + H5 Reacties in beweging + Rekenschema
(tijd 45 min, weging 20%)

Slide 2 - Tekstslide

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



Slide 3 - Tekstslide

In welke eenheid zou je de snelheid van een chemische reactie uitdrukken?

Slide 4 - Open vraag

reactiesnelheid berekenen
Bij een experiment kun je meten hoe de concentratie van een stof verandert in de tijd. 

Uit deze diagrammen kun je de reactiesnelheid op 1 tijdstip of de gemiddelde reactiesnelheid van de gehele reactie berekenen

Slide 5 - Tekstslide

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":
molL1s1

Slide 6 - Tekstslide

grafiek
Als je in een grafiek de verandering van de concentratie (y-as) uitzet tegen de tijd (x-as), dan is de helling van de grafiek gelijk aan de reactiesnelheid

Slide 7 - Tekstslide

Reactiesnelheid = de helling van een grafiek

Slide 8 - Tekstslide

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

Slide 9 - Tekstslide

De reactiesnelheid kan op verschillende manieren worden gevraagd. Hier zie je manier 3:
let op: HIER is de reactie al gestopt!

Slide 10 - Tekstslide

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

Slide 11 - Tekstslide

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

Slide 12 - Tekstslide

We bekijken de berekening aan de hand van de vorming van ammoniak uit waterstof en stikstof
VOORBEELD

Slide 13 - Tekstslide

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.

Slide 14 - Tekstslide

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

Slide 15 - Tekstslide

Omzettingstabel gebruiken: 
het BOE-schema
beginstof 1
beginstof 2
product
Begin
Omzetting
Eind

Slide 16 - Tekstslide

Omzettingstabel gebruiken: 
het BOE-schema
beginstof 1
beginstof 2
product
Begin
0 mol
Omzetting
Eind
Concentraties beginstoffen zijn altijd gegeven en van 1 stof moet de eindconcentratie bekend zijn

Slide 17 - Tekstslide

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. BOE-schema




3. concentratie berekenen
Begin
Omzetting
Eind

Slide 18 - Tekstslide

Voorbeeld: In een vat van 2,0 L wordt 12 mol CO met 12 mol O2 gedaan. Na 30 min is de reactie afgelopen. Er is nog 2 mol O2 over. Bereken de gemiddelde reactiesnelheid van de reactie.
1. Reactievergelijking
2. BOE-schema



3. concentratie berekenen
4. reactiesnelheid berekenen
Begin
Omzetting
Eind

Slide 19 - Tekstslide

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
O2
2 CO2
Begin
12
12
0
Omzetting
-12
-6
+12
Eind
0
6
12
[          ]eind
0 M
3,0 M
6,0 M

Slide 20 - Tekstslide

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. Bereken de sgemiddeld
1. Reactievergelijking                               2 CO     +     O2       --> 2 CO2
2/3. concentratieveranderingen berekenen
        er reageert 6 mol O2/2L = 3,0 M
       in 10 min tijd ==> 3,0 mol/(L*300s) = 0,01 mol*L*s-1

Waarom is het makkelijker te rekenen met d[zuurstof] en niet met d[CO] of d[CO2]  ??

Slide 21 - Tekstslide

In een vat van 2,0 L wordt 12 mol C2H5OH met 36 mol O2 gemengd en verwarmd. Na 30 min is de reactie afgelopen. Er is nog 2 mol O2 over. Bereken de gemiddelde reactiesnelheid van de reactie.

Slide 22 - Open vraag

In een vat van 20 L wordt 12 mol C2H4 met 36 mol O2 gemengd en verwarmd. Na 5,0 min is de reactie afgelopen. Er is nog 2,0 mol C2H4 over.
Bereken de gemiddelde reactiesnelheid van de reactie.
1. Reactievergelijking   C2H4 + 2 O2 --> 2 CO2 + 2 H2O
2.


3. d[C2H4] = 10/20 = 0,50 mol/L
4. sgem = 0,50 mol/(L*300s) = 1,7*10-3 mol*L-1*s-1
Begin
12
36
0
0
Omzetting
-10
-20
+20
+20
Eind
2
16
20
20

Slide 23 - Tekstslide

In een vat van 20 L wordt 12 mol C2H4 met 36 mol O2 gemengd en verwarmd. Na 5,0 min is de reactie afgelopen. Er is nog 2,0 mol C2H4 over.
Bereken de gemiddelde reactiesnelheid van de reactie.

Slide 24 - Open vraag

In een vat van 2,0 L wordt 12 mol C2H5OH met 36 mol O2 gemengd en verwarmd. Na 30 min is de reactie afgelopen. Er is nog 2 mol O2 over. Bereken de gemiddelde reactiesnelheid van de reactie.
1. Reactievergelijking   C2H5OH + 3 O2 --> 2 CO2 + 3 H2O
2.


3. d[CO2] = 22,66/2 = 11,33 mol/L
4. sgem = 11,33 mol/(L*1800s) = 6,3*10-3 mol*L-1*s-1
Begin
12
36
0
0
Omzetting
-11,33
-34
+22,66
+11,33
Eind
0,67
2
22,66
11,33

Slide 25 - Tekstslide


In een vat van 2,0 L wordt 2 mol C2H5OH met 3,6 mol O2 gemengd en verwarmd. De hoeveelheid C2H5OH is 25 min lang gemeten en in tabel verwerkt.
a) Bereken de gemiddelde reactiesnelheid van de reactie tussen 5 en 10 min.
b) Bereken snelheid op T = 15 min
c) leg uit waarom de grafiek een steeds kleinere helling krijgt

Slide 26 - Open vraag

In een vat van 2,0 L wordt 2 mol C2H5OH met 3,6 mol O2 gemengd en verwarmd. De hoeveelheid C2H5OH is 25 min lang gemeten en in tabel verwerkt. 
a) Bereken de gemiddelde reactiesnelheid van de reactie tussen 5 en 10 min.
b) Bereken snelheid op T = 15 min
c) leg uit waarom de grafiek een steeds kleinere helling krijgt

1. Reactievergelijking   C2H5OH + 3 O2 --> 2 CO2 + 3 H2O
2.                                                                3. d[] = 0,35-0,1 = 0,1 mol/L in 5 min
                                                                   ==>  0,1 mol/(L*300) = 3,3*10-4 mol*L-1*s-1 
                                                                   4.   helling raaklijn: d[]/dt = 0,48 mol/(L*18000) 
                                                                                                  = 2,67*10-5 mol*L-1*s-1
                                                                  c. er zijn steeds minder deeltjes die kunnen
                                                                      reageren ==> steeds langzamer/
                                                                                                                                  kleinere helling
mol
M
T0
2,0
1,0
T5
1,0
0,50
T10
0,70
0,35
T15
0,50
0,25
T20
0,35
0,175
T25
0,35
0,175

Slide 27 - Tekstslide

In een vat van 20 L wordt 12 mol C2H4 met 36 mol O2 gemengd en verwarmd. Na 5,0 min is de reactie afgelopen. Er is nog 2,0 mol C2H4 over.
Bereken de gemiddelde reactiesnelheid van de reactie.

Slide 28 - Open vraag

Eigen werk
  • Leer de reactiesnelheid bepalen uit een grafiek (punt, interval of hele reactie)
  • Leer de reactiesnelheid berekenen met behulp van het BOE-schema (omzettingstabel)

  • Oefen dit door middel van opgave 2 + 3

(Je kunt de uitleg herhalen met het filmpje uit deze les)

Slide 29 - Tekstslide

Slide 30 - Video

4VWO
H5 Reacties in beweging
H5.3  Reactiesnelheid
Nodig:
boek (blz 82)
Binas 

Slide 31 - Tekstslide

Maak H5.3 opgave 5a - Concentratie
schrift nodig en boek blz 87
Een mengsel van 0,10 mol stikstofmono-oxide en 0,20 mol waterstof in een vat van 5,0 L wordt vanaf tijdstip t0 verhit tot 800 °C. Bij deze temperatuur reageren stikstofmono-oxide en waterstof tot stikstof en waterdamp.

a Geef de vergelijking voor deze reactie.
timer
2:00

Slide 32 - Tekstslide

Maak H5.3 opgave 5b 
2NO (g) + 2 H2 (g) -> 2 H2O (g) + N2 (g) 
Op tijdstip t1 is nog de helft van de oorspronkelijke hoeveelheid waterstof over. 
Bereken de concentraties van de andere stoffen in mol L−1 die op tijdstip t1 aanwezig zijn.

timer
4:00
NO
H2
H2O
N2
begin
omgezet
eind

Slide 33 - Tekstslide

Nakijken H5.3 opgave 5a+b
2NO (g) + 2 H2 (g) -> 2 H2O (g) + N2 (g) 


NO
H2
H2O
N2
begin
0,10 mol
0,20 mol
0 mol
0 mol
omgezet
-0,10
-0,10
+0,10 
+0,05
eind
0 mol
0,10 mol
0,10mol
0,05 mol
[H2] = 0,10 /5 = 0,02 mol/L
[H2O] = 0,10 /5 = 0,02 mol/L 
[N2] = 0,05 /5 = 0,01 mol/L 
[NO] 
= 0 mol/L 

Slide 34 - Tekstslide

Teken in je boek H5.3 opgave 5c + d 
2NO (g) + 2 H2 (g) -> 2 H2O (g) + N2 (g) 
               t0                                   t 1




[H2] = 0,02 mol/L
[H2O] = 0,02 mol/L 
[N2]  = 0,01 mol/L 
[NO] = 0 mol/L 
timer
3:00

Slide 35 - Tekstslide

Nakijken H5.3 opgave 5c + d 
2NO (g) + 2 H2 (g) -> 2 H2O (g) + N2 (g) 
               t0                                   t 1




[H2] = 0,02 mol/L
[H2O] = 0,02 mol/L 
[N2]  = 0,01 mol/L 
[NO] = 0 mol/L 
[NO] = 0,02 mol/L 
[H2] = 0,04 mol/L
[H2O] = 0 mol/L 
[N2]  = 0 mol/L 

Slide 36 - Tekstslide

Practicum Reactiesnelheid 5.3 en 5.4
Nodig: labjas + bril nodig, 1 pen + opdrachtblad per duo
  • Noteer bij elke proef de reactietijd
  • Proef 3: in de buis met het dopje zit Mg-poeder 
  • Proef 5: haal een buis met zoutzuur op bij het waterbad
Opruimen: Fe stukje apart inleveren, oplossingen mogen in de gootsteen.  
Noteer de uitwerking van de verwerkingsvragen in je schrift, 2c nog even                                                                                                                                                overslaan
Maak H5.3 opgave 4 + 5 -> belangrijke opgaven!

timer
25:00

Slide 37 - Tekstslide