Chemisch evenwicht
Het chemisch evenwicht basisprincipes..................................................................................2
Dynamische evenwichten....................................................................................................2
Chemisch evenwicht als dynamisch evenwicht....................................................................2
Reactie quotiënt Q en evenwichtsconstante K.....................................................................2
Opmerkingen................................................................................................................... 2
Heterogene evenwichten.....................................................................................................2
Verstoringen van het chemisch evenwicht..............................................................................3
Verandering concentratie.....................................................................................................3
Verandering volume............................................................................................................. 3
Verandering temperatuur.....................................................................................................3
Invloed katalysator............................................................................................................... 3
Dissociatiegraad.................................................................................................................. 3
Thermodynamica en kinetiek...................................................................................................4
Begrippen............................................................................................................................ 4
Thermodynamica............................................................................................................. 4
Kinetiek............................................................................................................................ 4
samenvatting.................................................................................................................... 5
chemische thermodynamica................................................................................................5
energie............................................................................................................................. 5
Arbeid w........................................................................................................................... 6
Warmte q......................................................................................................................... 6
Chemische energie – stabiliteit van een verbinding.........................................................7
Het begrip systeem.......................................................................................................... 7
Inwendige/ interne energie E of U....................................................................................8
de eerste wet van thermodynamica..................................................................................9
Enthalpie H = warmte inhoud...........................................................................................9
spontaan proces............................................................................................................. 10
entropie S....................................................................................................................... 10
Samenvatting........................................................................................................................ 11
tweede wet thermodynamica..........................................................................................11
Derde wet van thermodynamica Entropie en temperatuur.............................................12
(Gibbs) vrije energie G...................................................................................................13
Biochemische processen......................................................................................................17
ATP....................................................................................................................................... 17
,Chemisch evenwicht
Het chemisch evenwicht basisprincipes
Dynamische evenwichten
Evenwicht = er treden geen waarneembare veranderingen op
Statisch = geen veranderingen op macroscopisch en moleculair niveau vb. een staan
dat op tafel ligt
Dynamisch = geen verandering op macroscopisch niveau wel op moleculair niveau
Er gaat evenveel weg als er bijkomt
Chemisch evenwicht als dynamisch evenwicht
Er vindt een reactie plaats die omkeerbaar is met een snelheid v1 na een tijd start de
omkeerbare reactie (v2) als v1 = v2 das is de reactie in evenwicht er gaat evenveel
weg als er gevormd wordt
Chemisch evenwicht = dynamisch evenwicht waarbij de 2 reacties aan de gang zijn maar
er is geen netto verandering (v1 = v2 ≠ 0) waarneembaar. de concentraties blijven
ongewijzigd
k 1 [ C ]c∗ [ D ]d
K= = = evenwichtsconstante
k 2 [ A ] a∗[ B ] b
v1 =k 1∗[ A ]∗[ B ]
v 2=k 2∗ [ C ]
v1 =v 2
k 1∗[ A ]∗[ B ] =k 2∗[ C ]
Reactie quotiënt Q en evenwichtsconstante K
Chemisch evenwicht:
de omgekeerde reactie gaan even snel De concentraties van de producten en
reagentia veranderen niet meer er wordt van elke stof evenveel gevormd in de ene
richting als omgezet in de omgekeerde richting
aA +bB ↔ cC+ dD
[ C ] c∗[ D ] d
Reactie quotiënt Q = a b
[ A ] ∗[ B ]
De concentraties veranderen Q veranderd einde: als het chemisch evenwicht
bereikt is
De eindwaarde (evenwichtswaarde van Q is steeds dezelfde) het Qevenwicht =
evenwichtsconstante = K
Q = K in een systeem in chemisch evenwicht
Teller > noemer evenwicht ligt naar rechts er is een grotere aanwezigheid van C en
D aflopende reacties
Opmerkingen
K is afhankelijk van de reactie en de temperatuur
K heeft geen eenheid de concentraties: mol / L
K is onafhankelijk van de gevolgde reactieweg de deelreacties zijn overbodig de
snelheid wordt bepaald door de traagste stap
Heterogene evenwichten
, K is enkel afhankelijk van gassen niet van vaste of vloeistoffen
Een gesloten systeem in een open systeem ontsnapt het gas
Verstoringen van het chemisch evenwicht
Een systeem in chemisch evenwicht wordt verstoord er ontstaat een nieuw evenwicht
waarbij het evenwicht kan verschuiven naar links (vorming reagentia) of naar rechts
(vorming producten) om het effect van de verstoring te minderen
Dezelfde K bij verandering concentratie en volume
Nieuwe K bij verandering temperatuur
Verandering concentratie
Een stof toevoegen evenwicht gaat naar andere kant
Stof weg nemen evenwicht gaat naar de richting waar de stof is weggenomen
Concentratie veranderd Q ≠ K verschuiving
Verandering volume
Concentratieverandering voor alle stoffen in het mengsel
verandering in druk bij gassen
volumedaling stijging concentraties verschuiving naar de kant met her minste
deeltjes
volumestijging daling concentraties verschuiving naar de kant met het meeste
deeltjes
het aantal deeltjes langs beide kanten zijn even groot geen effect op chemisch
evenwicht
Verandering temperatuur
nieuwe K
hoe hoger de temperatuur hoe kleiner de invloed van de temperatuursverandering op de
reactiesnelheid
verhoging -> verschuiving endotherme richting er wordt warmte verbruikt
verlaging -> verschuiving exotherme richting er wordt warmte afgegeven
Invloed katalysator
het verstoort het chemisch evenwicht niet het zorgt ervoor dat het chemisch evenwicht
sneller bereikt wordt
K blijft gelijk, de tijd veranderd
Activeringsenergie wordt verlaagt voor beide reacties
Dissociatiegraad α
x
α=
N0
aantal gedisocieerde moleculen
de verhouding :
aantal gedisocieerde moleculen+aantal niet −gedisocieerde moleculen
Dissociatiegraad = een breuk die aangeeft welk gedeelte van de oorspronkelijk
moleculen gedissocieerd is
Tussen 0 en 1
Dissociatiegraad = omzettingsgraad = rendement
AB ↔ A + B
N 0 mol 0 mol 0 mol
Het chemisch evenwicht basisprincipes..................................................................................2
Dynamische evenwichten....................................................................................................2
Chemisch evenwicht als dynamisch evenwicht....................................................................2
Reactie quotiënt Q en evenwichtsconstante K.....................................................................2
Opmerkingen................................................................................................................... 2
Heterogene evenwichten.....................................................................................................2
Verstoringen van het chemisch evenwicht..............................................................................3
Verandering concentratie.....................................................................................................3
Verandering volume............................................................................................................. 3
Verandering temperatuur.....................................................................................................3
Invloed katalysator............................................................................................................... 3
Dissociatiegraad.................................................................................................................. 3
Thermodynamica en kinetiek...................................................................................................4
Begrippen............................................................................................................................ 4
Thermodynamica............................................................................................................. 4
Kinetiek............................................................................................................................ 4
samenvatting.................................................................................................................... 5
chemische thermodynamica................................................................................................5
energie............................................................................................................................. 5
Arbeid w........................................................................................................................... 6
Warmte q......................................................................................................................... 6
Chemische energie – stabiliteit van een verbinding.........................................................7
Het begrip systeem.......................................................................................................... 7
Inwendige/ interne energie E of U....................................................................................8
de eerste wet van thermodynamica..................................................................................9
Enthalpie H = warmte inhoud...........................................................................................9
spontaan proces............................................................................................................. 10
entropie S....................................................................................................................... 10
Samenvatting........................................................................................................................ 11
tweede wet thermodynamica..........................................................................................11
Derde wet van thermodynamica Entropie en temperatuur.............................................12
(Gibbs) vrije energie G...................................................................................................13
Biochemische processen......................................................................................................17
ATP....................................................................................................................................... 17
,Chemisch evenwicht
Het chemisch evenwicht basisprincipes
Dynamische evenwichten
Evenwicht = er treden geen waarneembare veranderingen op
Statisch = geen veranderingen op macroscopisch en moleculair niveau vb. een staan
dat op tafel ligt
Dynamisch = geen verandering op macroscopisch niveau wel op moleculair niveau
Er gaat evenveel weg als er bijkomt
Chemisch evenwicht als dynamisch evenwicht
Er vindt een reactie plaats die omkeerbaar is met een snelheid v1 na een tijd start de
omkeerbare reactie (v2) als v1 = v2 das is de reactie in evenwicht er gaat evenveel
weg als er gevormd wordt
Chemisch evenwicht = dynamisch evenwicht waarbij de 2 reacties aan de gang zijn maar
er is geen netto verandering (v1 = v2 ≠ 0) waarneembaar. de concentraties blijven
ongewijzigd
k 1 [ C ]c∗ [ D ]d
K= = = evenwichtsconstante
k 2 [ A ] a∗[ B ] b
v1 =k 1∗[ A ]∗[ B ]
v 2=k 2∗ [ C ]
v1 =v 2
k 1∗[ A ]∗[ B ] =k 2∗[ C ]
Reactie quotiënt Q en evenwichtsconstante K
Chemisch evenwicht:
de omgekeerde reactie gaan even snel De concentraties van de producten en
reagentia veranderen niet meer er wordt van elke stof evenveel gevormd in de ene
richting als omgezet in de omgekeerde richting
aA +bB ↔ cC+ dD
[ C ] c∗[ D ] d
Reactie quotiënt Q = a b
[ A ] ∗[ B ]
De concentraties veranderen Q veranderd einde: als het chemisch evenwicht
bereikt is
De eindwaarde (evenwichtswaarde van Q is steeds dezelfde) het Qevenwicht =
evenwichtsconstante = K
Q = K in een systeem in chemisch evenwicht
Teller > noemer evenwicht ligt naar rechts er is een grotere aanwezigheid van C en
D aflopende reacties
Opmerkingen
K is afhankelijk van de reactie en de temperatuur
K heeft geen eenheid de concentraties: mol / L
K is onafhankelijk van de gevolgde reactieweg de deelreacties zijn overbodig de
snelheid wordt bepaald door de traagste stap
Heterogene evenwichten
, K is enkel afhankelijk van gassen niet van vaste of vloeistoffen
Een gesloten systeem in een open systeem ontsnapt het gas
Verstoringen van het chemisch evenwicht
Een systeem in chemisch evenwicht wordt verstoord er ontstaat een nieuw evenwicht
waarbij het evenwicht kan verschuiven naar links (vorming reagentia) of naar rechts
(vorming producten) om het effect van de verstoring te minderen
Dezelfde K bij verandering concentratie en volume
Nieuwe K bij verandering temperatuur
Verandering concentratie
Een stof toevoegen evenwicht gaat naar andere kant
Stof weg nemen evenwicht gaat naar de richting waar de stof is weggenomen
Concentratie veranderd Q ≠ K verschuiving
Verandering volume
Concentratieverandering voor alle stoffen in het mengsel
verandering in druk bij gassen
volumedaling stijging concentraties verschuiving naar de kant met her minste
deeltjes
volumestijging daling concentraties verschuiving naar de kant met het meeste
deeltjes
het aantal deeltjes langs beide kanten zijn even groot geen effect op chemisch
evenwicht
Verandering temperatuur
nieuwe K
hoe hoger de temperatuur hoe kleiner de invloed van de temperatuursverandering op de
reactiesnelheid
verhoging -> verschuiving endotherme richting er wordt warmte verbruikt
verlaging -> verschuiving exotherme richting er wordt warmte afgegeven
Invloed katalysator
het verstoort het chemisch evenwicht niet het zorgt ervoor dat het chemisch evenwicht
sneller bereikt wordt
K blijft gelijk, de tijd veranderd
Activeringsenergie wordt verlaagt voor beide reacties
Dissociatiegraad α
x
α=
N0
aantal gedisocieerde moleculen
de verhouding :
aantal gedisocieerde moleculen+aantal niet −gedisocieerde moleculen
Dissociatiegraad = een breuk die aangeeft welk gedeelte van de oorspronkelijk
moleculen gedissocieerd is
Tussen 0 en 1
Dissociatiegraad = omzettingsgraad = rendement
AB ↔ A + B
N 0 mol 0 mol 0 mol
