Samenvatting Scheikunde H4
4.1 Reacties en energie
Wet van behoud van energie = energieomzettingen kunnen plaatsvinden, maar Etot blijft constant. Omdat de
hoeveelheid energie constant blijft, wordt energie omgezet in een andere vorm.
o Vb energieomzetting: Echem wordt Eelektr, warmte, licht, arbeid etc.
Toch spreek je bij chemische reacties vaak van een verandering van chemische
energie. Hierbij redeneer je vanuit de stof ∆E = Ereactieproducten – Ebeginstoffen
∆E < 0: Echem van stof neemt af, dus tijdens reactie komt energie vrij exotherm
∆E > 0: Echem van stof neemt toe, dus energie nodig voor de reactie endotherm
o Echem kan dus ook in arbeid worden omgezet (met warmte), zoals in een benzinemotor.
De geleverde energie ∆E is de som van reactiewarmte (Q) en arbeid (W) ∆E = Q + W
Omdat druk & temp in de cilinder flink stijgen, wordt groot deel van Echem arbeid.
Enthalpie
Bij reacties met constante druk wordt nauwelijks arbeid verricht. De reactiewarmte (𝑄𝑝 ) die dan ontstaat
wordt enthalpieverandering (∆H) genoemd. Omdat de verrichte arbeid bij constante druk heel klein is, is ∆H
ongeveer gelijk aan ∆E.
o ∆H = enthalpieverandering: hoeveelheid warmte die door een systeem wordt opgenomen.....
..... .... bij een proces dat bij constante druk plaatsvindt (in J) ∆H = 𝐻𝑒𝑖𝑛𝑑 - 𝐻𝑏𝑒𝑔𝑖𝑛
o ∆H0 = enthalpieverandering (bij standrdomsth): ∆H van een proces bij T = 298 K en p = 𝑝0
o ∆H𝑓0 = vormingsenthalpie (bij standrdomsth): ∆H bij vorming van 1 mol stof vanuit elementen
o ∆H𝑟0 = verbrandingswarmte / reactiewarmte. Hiermee is vormingswarmte ook wel te berekenen.
Vormingsenthalpie ∆𝑯𝟎𝒇 / vormingswarmte = de hoeveelheid energie die betrokken is als je 1
mol van een stof maakt uit de elementen (= stoffen die uit 1 soort atoom bestaan, ongeladen).
VB: H2 + ½ O2 H2O (1 mol)
Binas 57A Vormingswarmten Vormingswarmte water: -2,86 x 10^5 J/mol, ∆E < 0: exotherm
Dus bij het maken van 1 mol water (uit elementen) komt 2,86 x 10^5 J/mol energie vrij.
Wet van Hess
∆H = (enthalpie producten) – (enthalpie beginstoffen) Op deze manier kan ∆H echter niet berekend worden,
omdat de enthalpie een stof niet bekend is. Je kunt gebruik maken van de wet van Hess:
o Wet van Hess = bij een berekening van de reactiewarmten hoeven alleen de begin- en eindsituatie van
een reactie hetzelfde zijn: Totale ∆H / reactiewarmte van een reactie is de som van de enthalpie-
veranderingen / reactiewarmten van deelstappen in die reactie deelstappen zijn vormingsreacties
∆H𝑟0 = ∆H 0𝑓𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑒𝑛 - ∆H𝑓𝑏𝑒𝑔𝑖𝑛𝑠𝑡𝑜𝑓𝑓𝑒𝑛
0
o Omdat vormingswarmte in J/mol is, moeten de coëfficiënten uit de vergelijking worden meegenomen.
Reactie a A + b B = c C + d D ∆H𝑟0 = (c ∙ ∆H 0𝑓 𝑠𝑡𝑜𝑓 𝐶 + d ∙ ∆H0𝑓 𝑠𝑡𝑜𝑓 𝐷 ) – (a ∙ ∆H𝑓0 𝑠𝑡𝑜𝑓 𝐴 + b ∙ ∆H𝑓0 𝑠𝑡𝑜𝑓 𝐵 )
4.1 Reacties en energie
Wet van behoud van energie = energieomzettingen kunnen plaatsvinden, maar Etot blijft constant. Omdat de
hoeveelheid energie constant blijft, wordt energie omgezet in een andere vorm.
o Vb energieomzetting: Echem wordt Eelektr, warmte, licht, arbeid etc.
Toch spreek je bij chemische reacties vaak van een verandering van chemische
energie. Hierbij redeneer je vanuit de stof ∆E = Ereactieproducten – Ebeginstoffen
∆E < 0: Echem van stof neemt af, dus tijdens reactie komt energie vrij exotherm
∆E > 0: Echem van stof neemt toe, dus energie nodig voor de reactie endotherm
o Echem kan dus ook in arbeid worden omgezet (met warmte), zoals in een benzinemotor.
De geleverde energie ∆E is de som van reactiewarmte (Q) en arbeid (W) ∆E = Q + W
Omdat druk & temp in de cilinder flink stijgen, wordt groot deel van Echem arbeid.
Enthalpie
Bij reacties met constante druk wordt nauwelijks arbeid verricht. De reactiewarmte (𝑄𝑝 ) die dan ontstaat
wordt enthalpieverandering (∆H) genoemd. Omdat de verrichte arbeid bij constante druk heel klein is, is ∆H
ongeveer gelijk aan ∆E.
o ∆H = enthalpieverandering: hoeveelheid warmte die door een systeem wordt opgenomen.....
..... .... bij een proces dat bij constante druk plaatsvindt (in J) ∆H = 𝐻𝑒𝑖𝑛𝑑 - 𝐻𝑏𝑒𝑔𝑖𝑛
o ∆H0 = enthalpieverandering (bij standrdomsth): ∆H van een proces bij T = 298 K en p = 𝑝0
o ∆H𝑓0 = vormingsenthalpie (bij standrdomsth): ∆H bij vorming van 1 mol stof vanuit elementen
o ∆H𝑟0 = verbrandingswarmte / reactiewarmte. Hiermee is vormingswarmte ook wel te berekenen.
Vormingsenthalpie ∆𝑯𝟎𝒇 / vormingswarmte = de hoeveelheid energie die betrokken is als je 1
mol van een stof maakt uit de elementen (= stoffen die uit 1 soort atoom bestaan, ongeladen).
VB: H2 + ½ O2 H2O (1 mol)
Binas 57A Vormingswarmten Vormingswarmte water: -2,86 x 10^5 J/mol, ∆E < 0: exotherm
Dus bij het maken van 1 mol water (uit elementen) komt 2,86 x 10^5 J/mol energie vrij.
Wet van Hess
∆H = (enthalpie producten) – (enthalpie beginstoffen) Op deze manier kan ∆H echter niet berekend worden,
omdat de enthalpie een stof niet bekend is. Je kunt gebruik maken van de wet van Hess:
o Wet van Hess = bij een berekening van de reactiewarmten hoeven alleen de begin- en eindsituatie van
een reactie hetzelfde zijn: Totale ∆H / reactiewarmte van een reactie is de som van de enthalpie-
veranderingen / reactiewarmten van deelstappen in die reactie deelstappen zijn vormingsreacties
∆H𝑟0 = ∆H 0𝑓𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑒𝑛 - ∆H𝑓𝑏𝑒𝑔𝑖𝑛𝑠𝑡𝑜𝑓𝑓𝑒𝑛
0
o Omdat vormingswarmte in J/mol is, moeten de coëfficiënten uit de vergelijking worden meegenomen.
Reactie a A + b B = c C + d D ∆H𝑟0 = (c ∙ ∆H 0𝑓 𝑠𝑡𝑜𝑓 𝐶 + d ∙ ∆H0𝑓 𝑠𝑡𝑜𝑓 𝐷 ) – (a ∙ ∆H𝑓0 𝑠𝑡𝑜𝑓 𝐴 + b ∙ ∆H𝑓0 𝑠𝑡𝑜𝑓 𝐵 )
