De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Chemische reacties: algemeen kenmerk Bij scheikunde bestuderen we stoffen en de eigenschappen van stoffen. Hierbij worden experimenten gedaan.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Chemische reacties: algemeen kenmerk Bij scheikunde bestuderen we stoffen en de eigenschappen van stoffen. Hierbij worden experimenten gedaan."— Transcript van de presentatie:

1 Chemische reacties: algemeen kenmerk Bij scheikunde bestuderen we stoffen en de eigenschappen van stoffen. Hierbij worden experimenten gedaan waarbij (begin)stoffen verdwijnen en (eind)stoffen hiervoor in de plaats komen Een belangrijk kenmerk van chemische reacties: 1 of meer stoffen verdwijnen en 1 of meer stoffen komen hiervoor in de plaats

2 Chemische reacties en energie Als er thuis gekookt wordt op gas weet je dat bij de verbranding van aardgas energie (in dit geval warmte) vrij komt. In de scheikunde noemen we zo’n reactie dan EXOTHERM - Een exotherme reactie is een reactie waarbij energie (warmte, licht, stroom, etc) vrij komt. - Een exotherme reactie kan zichzelf op gang houden.

3 Chemische reacties en energie De verbranding van gas gebeurt niet spontaan. Je moet er eerst een vlammetje of vonkje bijhouden om de reactie op gang te brengen. In de scheikunde noemen we dit dat de stoffen eerst op reactietemperatuur moeten komen voor ze reageren. - Elke reactie heeft zijn eigen reactietemperatuur. - De energie die nodig is om de reactie op gang te brengen (activeren) noemen we activeringenergie

4 Chemische reacties en energie Het tegengestelde van een reactie waarbij energie vrij komt is een reactie die continu energie nodig heeft om te kunnen verlopen. In de scheikunde noemen we zo’n reactie dan ENDOTHERM - Een endotherme reacties is een reactie waarbij energie verbruikt wordt. - Een endotherme reactie heeft continu energie nodig om te kunnen verlopen.

5 Chemische reacties en energie We kunnen een grafiek maken van de energie die bij een reactie vrij komt of verbruikt wordt. Zo’n grafiek noemen we een ENERGIEDIAGRAM - In een energiediagram wordt aangegeven hoeveel energie er vrijkomt of verbruikt wordt bij een reactie = reactie- energie. - In een energiediagram wordt aangegeven hoeveel energie het kost om de reactie op gang te brengen = activeringsenergie

6 Exotherme reacties en energie Ener- gie beginstoffen eindstoffen E eind -E begin = E reactie E ACT, de activeringsenergie

7 Endotherme reacties en energie beginstoffen eindstoffen Ener- gie E eind -E begin = E reactie E ACT, de activeringsenergie

8 reacties en energie Opdracht A: Bereken hoeveel energie vrij komt bij de verbranding als door de verbranding van CH g water opwarmt van 20 naar 25 ºC. Q = m * C w * Δ T Massa van de stof die opgewarmd wordt Temperatuurs- verandering van de stof die opgewarmd wordt Soortelijke warmte van de stof die opgewarmd wordt Benodigde energie

9 reacties en energie Q = m * C w * Δ T Q = 100 g* 4,18 J/(g*°C)* 5 °C =2090 J Opdracht B: bereken hoeveel gram CH 4 verbrand is (gebruik Binas T 56) Exotherme reactie want ΔT > 0  Q < 0  J

10 reacties en energie Q = 2090 J Opdracht B: bereken hoeveel gram CH 4 verbrand is (gebruik Binas T 56) Binas T 56: verbrandingswarmte CH 4 = - 8,9*10 5 J/mol Q = 2090 J  2090J/(8,9*10 5 J/mol) = 2,34*10 -3 mol 2,34*10 -3 mol * 16 g/mol = 0,0376 g = 3,76*10 -2 g

11 Verbrandingsreactie = Oxydatie-reactie Wat heb je nodig om een verbrandingsreactie te laten verlopen ? O2O2 Brandstof Temperatuur brand

12 Oxydatie-reacties Bij een verbrandings- of oxydatiereactie worden oxiden gevormd, dit zijn verbindingen van het element met zuurstof. Volledige verbrandingOnvolledige verbranding C + O 2  CO 2 2 C +O 2  CO S + O 2  SO 2 2 S + 3 O 2  2 SO 3 2 H 2 + O 2  2 H 2 O

13 Oxydatie-reacties: snelheid Niet alle reacties gaan even snel. De verbranding van eten in ons lichaam gaat minder snel dan de verbranding van bv papier. Welke factoren bepalen nu hoe snel een reactie verloopt ?

14 (Oxydatie) reacties: snelheid 1 Kijk naar het volgende filmpje en bepaal welke factor zorgt voor het verschil in snelheid van de reactie van magnesium- en ijzerpoeder met 0,5 M zoutzuur

15 (Oxydatie) reacties: snelheid 2 Kijk naar het volgende filmpje en bepaal welke factor zorgt voor het verschil in snelheid van de verbranding van melkpoeder.

16 (Oxydatie) reacties: snelheid 3 Kijk naar het volgende filmpje en bepaal welke factor zorgt voor het verschil in snelheid van de reactie van Mg-poeder met 0,1 M en 1,0 MM zoutzuur-oplossing

17 (Oxydatie) reacties: snelheid 4 Kijk naar het volgende filmpje en bepaal welke factor zorgt voor het verschil in snelheid van Mg-poeder met 0,1M zoutzuur bij 293 en 363 K

18 (Oxydatie) reacties: snelheid 5 Kijk naar het volgende filmpje en bepaal welke factor zorgt voor het verschil in snelheid van de ontledingsreactie van waterstofperoxide (H 2 O 2 ) met/zonder bruinsteenpoeder.

19 Factoren die snelheid bepalen Factoren: - Soort stof - Verdelingsgraad van de stof - Concentratie van de reagerende stoffen - Temperatuur - Katalysator

20 Formule van snelheid Bij Na wordt snelheid uitgedrukt in m/s Bij Sk wordt snelheid uitgedrukt in mol/(L*s) Om te voorkomen dat bij het meten van de snelheid verschillende resultaten verkregen worden is een handige formule noodzakelijk.

21 Formule van snelheid A + 2B  3C +4 D 0 sec 0,1mol 0,1 mol 0,0 mol 0,0 mol 0,05mol Δ - 0,05mol - 0,1mol + 0,15mol + 0,2mol 0,0 mol 0,15 mol 0,2 mol s = - 0,05/120 mol/L*s s = - 0,1/120 mol/L*s s = + 0,15/120 mol/L*s s = + 0,2/120 mol/L*s 120 sec

22 Formule van snelheid A + 2B  3C +4 D s = - 0,05/120 mol/L*s s = - 0,1/120 mol/L*s s = + 0,15/120 mol/L*s s = + 0,2/120 mol/L*s Bij 1 reactie 4* verschillende snelheid kan niet  formule aanpassen voor reactant (A,B) of product (C,D) en reactieverhouding s = -1/1*(-0,05/120 mol/L*s) = 0,05/120 mol/L*s s = -1/2*(-0,1/120 mol/L*s) = 0,05/120 mol/L*s s = 1/3*(0,15/120 mol/L*s) = 0,05/120 mol/L*s s = 1/4*(0,2/120 mol/L*s) = 0,05/120 mol/L*s

23 Formule van gemiddelde snelheid s gem is nu voor elke stof: 0,05/120 mol/L*s Algemene formule voor s gem  reactant: s gem = - 1/ coefficient *Δ[ ]/Δt (mol/L*s) product: s gem = 1/ coefficient *Δ[ ]/Δt (mol/L*s)

24 Snelheid op een bepaald tijdstip Wat als de tijd waarover je meet steeds kleiner genomen wordt ?

25 Snelheid op een bepaald tijdstip s wordt dan bepaald a.h.v. een raaklijn aan de grafiek op het gewenste tijdstip ! Opdracht: bepaal s bij 10 s

26 Snelheid op een bepaald tijdstip - bepaal snijpunt met y Opdracht: bepaal s bij 10 s - bepaal snijpunt met x s = Δ y/ Δ x = 0,52/15 = 3,47*10 -2 mol/(L*s)

27 Snelheid op een bepaald tijdstip - bepaal snijpunt met y Opdracht: bepaal s bij 5 s - bepaal snijpunt met x s = Δ y/ Δ x = 0,75/11 = 6,8*10 -2 mol/(L*s)

28 Snelheid: orde van een reactie In de grafiek zie je dat de [A] elke 4 sec halveert  Halfwaardetijd = T ½ = constant  Deze reactie noemen we 1e orde in A

29 Snelheid: orde van een reactie Halfwaardetijd = T ½ = constant  1e orde in A 1e orde in A  s = cst*[A] Formule snelheid

30 Snelheid: orde van een reactie In de grafiek zie je dat de [B] steeds langzamer halveert  Halfwaardetijd = T ½ = niet constant  Deze reactie noemen we 2e orde in B

31 Snelheid: orde van een reactie Halfwaardetijd = T ½ = niet constant  2e orde in B 2e orde in B  s = cst*[B] 2 Formule snelheid

32 Snelheid: orde van een reactie Als deze A en B in 1 reactie met elkaar reageren dan krijgen we de volgende formule voor de reactiesnelheid: 1e orde in [A]  s = cst [A] 2e orde in B  s = cst [B] 2 Formule snelheid  s = cst *[A]*[B] 2 totale orde van de reactie: = 3

33 Snelheid: orde van een reactie s = cst *[A]*[B] 2 cst noemen we de reactiesnelheidsconstante = k s = k *[A]*[B] 2 mol/(L*s) k (s -1 ) is constant voor 1 reactie bij gelijke temperatuur

34 Snelheid: orde van een reactie Exp[X] mol/L [Y] mol/L S mol/(L*s) k s -1 10, ,2 0,1 2* ,2 0,2 8* ,112 0,222 ? Als X*2  s*2Als Y*2  s*4  1e orde in X  2e orde in Y

35 Snelheid: orde van een reactie 1e orde in X en 2e orde in Y S = k * [X]*[Y] 2 exp[X][Y]sk 40,1120,222 Uit exp 1: k = s/x*y 2  k = /(0,1*0,1 2 ) = s -1 exp 4: s = *x*y 2  s = *(0,112*0,222 2 ) = 5,51*10 -7 mol/(L*s) 10 -4

36 Snelheid: mechanismes en orde Reacties verlopen meestal niet in 1 stap maar via  een reactiemechanisme reactievergelijking

37 Snelheid: mechanismes en orde reactiemechanisme 1 2 3

38 Snelheid: mechanismes en orde Wat bepaalt de snelheid in een reactiemechanisme ? De langzaamste stap in het reactiemechanisme !! Wat bepaalt de orde van een reactiemechanisme ? De langzaamste stap in het reactiemechanisme !!

39 Snelheid: mechanismes en orde Wat bepaalt de orde van de langzaamste stap ? Bij deze reactie is de 1e stap de langzaamste  1 deeltje reageert  1e orde  s = k [aceton] mol/(L*s) aceton


Download ppt "Chemische reacties: algemeen kenmerk Bij scheikunde bestuderen we stoffen en de eigenschappen van stoffen. Hierbij worden experimenten gedaan."

Verwante presentaties


Ads door Google