H6.2 Evenwichtsvoorwaarden

Evenwichten
*uitleg evenwichten
* uitleg ligging van een evenwicht
* uitleg evenwicht aflopend maken
* uitleg evenwichtsvoorwaarde

Tussendoor komen vragen
1 / 38
volgende
Slide 1: Tekstslide
ScheikundeMiddelbare schoolhavoLeerjaar 4

In deze les zitten 38 slides, met interactieve quizzen, tekstslides en 2 videos.

time-iconLesduur is: 120 min

Onderdelen in deze les

Evenwichten
*uitleg evenwichten
* uitleg ligging van een evenwicht
* uitleg evenwicht aflopend maken
* uitleg evenwichtsvoorwaarde

Tussendoor komen vragen

Slide 1 - Tekstslide

Inleiding
Hiernaast zie je vijf gesloten buizen. Alle buizen bevatten een mengsel van twee gassen, een bruin gas (NO2) en een kleurloos gas (N2O4).
Door de temperatuur te veranderen, verandert de kleur van de buizen. Toch kan er geen gas in of uit. Hoe kan dit?

Slide 2 - Tekstslide

Proef 1
We plaatsen de bruine buis van 20°C in een bak met water van 80°C. De buis is gesloten, er kan geen stof in of uit. De buis wordt donkerder van kleur.

Slide 3 - Tekstslide

Hoe kun je deze verkleuring verklaren?
A
door de warmte zetten de moleculen uit
B
door de warmte bewegen de moleculen sneller
C
door de warmte wordt het kleurloze gas omgezet in het bruine gas
D
door de warmte zitten de moleculen meer aan de buitenkant van de buis

Slide 4 - Quizvraag

Proef 2
  • We nemen dezelfde buis van 20°C, maar zetten deze nu in een bak met ijswater.
  • Er kan nog steeds geen gas de buis in of uit.
  • De buis wordt lichter van kleur. 

Slide 5 - Tekstslide

Hoe kun je dit resultaat verklaren?
A
bij lagere temperatuur worden de moleculen lichter van kleur
B
bij lagere temperatuur wordt bruin gas omgezet in kleurloos gas
C
bij lagere temperatuur bewegen de moleculen langzamer
D
bij lagere temperatuur kunnen de moleculen door het glas naar buiten

Slide 6 - Quizvraag

proef 3
Twee buizen met dezelfde kleur worden bij 0°C en 80°C geplaatst. Ze worden kleurloos en heel donker. Daarna worden deze buizen tegelijk in dezelfde bak bij 20°C geplaatst.

Slide 7 - Tekstslide

Welke kleur krijgen de beide buizen bij 20°C?
A
dezelfde kleur
B
de lichte buis zal iets lichter blijven
C
dat kun je niet weten
D
de donkere buis zal iets donkerder blijven

Slide 8 - Quizvraag

Resultaat
  • De buizen worden dezelfde temperatuur, dus na een tijdje krijgen ze ook weer dezelfde kleur. 

  • De kleur van de buizen kan dus steeds opnieuw veranderen, als je de temperatuur verandert. De reactie kan allebei de kanten op verlopen

Slide 9 - Tekstslide

Waarom denk je dat deze reactie stopt?
A
de beginstof (= het bruine gas) is op
B
de deeltjes botsen niet meer op elkaar
C
de deeltjes botsen niet meer effectief
D
geen van deze verklaringen is juist

Slide 10 - Quizvraag

Vervolg 
Er vindt een evenwichtsreactie plaats:

De reactie van links naar rechts en de reactie van rechts naar links verlopen onder vergelijkbare omstandigheden.

Slide 11 - Tekstslide

Temperatuurverandering
Bij een temperatuurstijging verschuift het evenwicht naar de endotherme kant.

 

Bij een temperatuurdaling verschuift het evenwicht naar de exotherme kant.

Slide 12 - Tekstslide

Slide 13 - Video

2 NO2  ⇄ N2O4

  • S1 geeft snelheid van de heengaande reactie weer.
  • S2 geeft snelheid van de teruggaande reactie weer.
  • Op t2 is het evenwicht ingesteld. Dit noemen we de insteltijd.

Slide 14 - Tekstslide

Concentratieverandering
CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)
H2O(l)H2O(g)

Slide 15 - Tekstslide

Volumeverandering
Als het volume wordt verkleind, verschuift het evenwicht naar de kant van het kleinste aantal deeltjes.


Slide 16 - Tekstslide

Slide 17 - Video

Voor een evenwichtsreactie geldt dat er 2 reacties:
A
elkaars tegenovergestelde moeten zijn
B
tegelijk verlopen
C
met dezelfde snelheid verlopen
D
alle drie aspecten zijn waar

Slide 18 - Quizvraag

Als zich een evenwicht heeft ingesteld dan:
A
zijn de reactiesnelheden heen en terug even groot
B
is de hoeveelheid beginstof gelijk aan de hoeveelheid product
C
verloopt er geen reactie meer
D
alle 3 aspecten zijn waar

Slide 19 - Quizvraag

Het chemisch evenwicht
Voorwaarden:
  • De chemische reactie is omkeerbaar
  • De omkeerbare reacties vinden plaats in 1 afgesloten reactievat

Na een tijdje verandert er op macro-niveau niets meer: we hebben een dynamisch evenwicht
Dit is net als de rij bij de kassa: 
de rij is even lang maar de mensen veranderen

Op micro-niveau verandert er dus wel wat!





Slide 20 - Tekstslide

Kernpunten
Een chemisch evenwicht is een dynamisch evenwicht. Daarvoor geldt:

A (aq) ⇆ B (aq)

  1. De snelheid waarmee B wordt gevormd is even groot als de snelheid waarmee B verdwijnt
  2. Er is altijd stof A en stof B aanwezig
  3. De concentraties van stof A en stof B veranderen niet

Slide 21 - Tekstslide

Bekijk het volgende evenwicht: A (aq) ⇆ B (aq)

Als er veel meer van stof A dan van stof B, dan zeggen we: 
het evenwicht ligt links.
Als door een temperatuursverandering  er meer B is ontstaan , en dus iets minder A, ligt dan het evenwicht rechts?

Slide 22 - Tekstslide

Stel dat in de evenwichtssituatie:
                                                        A (aq)      ⇆      B (aq)
Tijdens evenwicht:             10 mol A    en         2 mol B
verandering:                           -2 mol A   en         dan dus + 2 mol B
Nieuwe evenwicht:       8 mol A   en         4 mol B

Ligt het evenwicht nu links of rechts?   
 

Slide 23 - Tekstslide

A (aq) ⇆ B (aq)
Als er minder A is ontstaan, en meer B,
mag je wel zeggen: het evenwicht is naar de rechterkant geschoven, maar je weet niet of het echt rechts ligt. 

Slide 24 - Tekstslide

Stel er is een volgend evenwicht:
A + B ⇆ 2 C

*  Wat gebeurt er dan als je een beetje van stof A weghaalt?
     =>Doordat de reactie naar rechts minder goed zal verlopen,          reageert er meer C tot A+B.

* Als ik alle stof A weghaal, dan kan de reactie naar rechts niet     
   meer verlopen, en de reactie naar links wel, dus zal er na een
   tijd geen C meer zijn, en nog wel stof B 


Slide 25 - Tekstslide

A +B   ⇆ 2C 
Als, door het wegnemen van een stof, het evenwicht gaat verschuiven, dan zeggen we: het evenwicht is aflopend gemaakt.

Onthoud: Het evenwicht loopt af naar de kant waar een deeltje wordt weggenomen. 

Slide 26 - Tekstslide

Evenwicht: 2A +B ⇆ C + 2D
Als ik dit evenwicht aflopend wil maken naar rechts dan kan ik:
A
stof A weghalen
B
stof B weghalen
C
stof C weghalen
D
er zijn meerdere antwoorden goed

Slide 27 - Quizvraag

Uitleg Concentratie-breuk en evenwichtsvoorwaarde

Slide 28 - Tekstslide

A + B ⇆ 2C 
Er blijkt dat evenwichten zich steeds op een bepaalde manier instellen volgens een vaste formule (zie binas tabel 37B):


 
De waarde van deze concentratie-breuk, hangt alleen af van de temperatuur. 
K=Q=[A][B][C][C]

Slide 29 - Tekstslide

A + B ⇆ 2C 
Als ik een foto maak, op een willekeurig moment, en ik weet op dat moment alle concentraties, dan kan ik de waarde van de concentratie-breuk uitrekenen. 
Maar ik weet pas of er evenwicht is, als ik daarna een tijdje wacht, en ik maak weer een foto, en als de hoeveelheden dan niet veranderd zijn, is er evenwicht. Dan heeft de concentratiebreuk een waarde K (die ligt vast bij een temperatuur, en kan ik dus in een tabel vinden, zie bijv: binas 49). 

Slide 30 - Tekstslide

Evenwichtsvoorwaarde:

Als de waarde van de concentratie-breuk gelijk is aan K,
dan weet je dat er een evenwicht is ingesteld. 

Slide 31 - Tekstslide

Geef de concentratie-breuk van dit evenwicht
(gebruik evt tabel 37B).
N2+3H22NH3

Slide 32 - Tekstslide

Als het evenwicht is ingesteld verandert de evenwichtsconstante K niet meer

Slide 33 - Tekstslide

  • Let  op:

  • Concentratiebreuk: gaat over  concentraties    
  • alleen (aq) en (g) komen terug in deze breuk
  • Bij (l) en (s) vul je het getal 1 in (maar die kan je vaak weglaten)


Slide 34 - Tekstslide

Oefen met het opstellen van de evenwichtsvoorwaarde
Noteer van de volgende reacties de evenwichtsvoorwaarde:





a.

b.

c.

d.
de antwoorden staan op de volgende slide

Slide 35 - Tekstslide

Evenwichtsvoorwaarde:
a.
b. 
c.
d.

Slide 36 - Tekstslide

Rekenen aan evenwichten
NO2
N2O4
B(egin)
7,50
0
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 NO2(g)N2O4(g)
[NO2] = 5,73/10,0 = 0,573 M
[N2O4] = 0,855/10,0 = 0,0855 M

Slide 37 - Tekstslide

Zelf oefenen
In een vat van 5,0 L brengt men 0,60 mol 
stikstof en 1,60 mol waterstof. Bij evenwicht
blijkt er 0,70 mol ammoniak te zijn gevormd.
Bereken de concentraties (in mol/L) van
alle stoffen bij evenwicht.
Bereken daarna de evenwichtsconstante
Werk de opgave uit op papier.

Slide 38 - Tekstslide