Scheikunde – Hoofdstuk 5 – Reacties in beweging Samenvatting
// Paragraaf 1 – Reactiewarmte meten
Elke reactie kent een energie-effect: de energie die tijdens een chemische reactie vrijkomt of nodig
is: ΔE = Ereactieproducten – Ebeginstoffen. De wet van behoud van energie geldt voor alle reacties. Chemische
energie kan in verschillende vormen worden omgezet, de totale hoeveelheid blijft gelijk. Bij
constante druk is de verandering in chemische energie tijdens een reactie gelijk aan de
reactiewarmte. Als deze wordt overgedragen aan de inhoud van een warmtemeter, geldt dat de
reactiewarmte ΔE = - Q : n. Daarnaast gebruik je de overgedragen warmte Q (warmteverschil tussen
begin en eind in J) en de soortelijke warmte c (Binas T8-12, in J kg-1 K-1) in de formule Q = c · m · ΔT.
Hierbij wordt uitgegaan van standaardomstandigheden (T = 298 K, p = p0) en ΔT = Teind - Tbegin in K.
Als Q>0 en ΔE<0, dan is de reactie exotherm, bij Q<0 en ΔE>0 is de reactie endotherm.
Het rendement geeft aan hoeveel procent van de totaal geleverde energie wordt omgezet in nuttig
gebruikte energie: η = (Enut : Etot) · 100%.
// Paragraaf 2 – Reactiewarmte berekenen
De vormingswarmte Ev van een verbinding is de hoeveelheid warmte die is betrokken bij de vorming
van 1 mol van die verbinding uit de niet-ontleedbare stoffen (Binas T57AB). De reactiewarmte kan uit
de vormingswarmte van de deelnemende stoffen worden berekend met ΔE = Ev (reactieproducten) –
Ev (beginstoffen). Als je uitgaat van de algemene reactievergelijking m A + n B q C + r D, kun je de
reactiewarmte berekenen met ΔE = (q · Ev(stof C) + r · Ev(stof D)) – (m · Ev(stof A) + n · Ev(stof B)). De
verbrandingswarmte van een verbrandingsreactie is gelijk aan haar
reactiewarmte (Binas T56).
// Paragraaf 3 – Reactiesnelheid
De gemiddelde reactiesnelheid s wordt uitgedrukt in het aantal mol stof
dat per liter per seconde (mol L -1 s-1) verdwijnt of ontstaat. Voor de
algemene reactievergelijking m A + n B q C + r D, geldt s = - (1:m) ·
(Δ[A]: Δt) = - (1:n) · (Δ[B]: Δt) = + (1:q) · (Δ[C]: Δt)
= + (1:r) · (Δ[D]: Δt). Hierin zijn Δ[A], Δ[B], Δ[C] en
Δ[D] de af- en toename van de concentraties. Een
katalysator verlaagt de activeringsenergie en
verhoogt de reactiesnelheid zonder zelf verbruikt
te worden. Een homogene katalysator zit in
dezelfde fase als de beginstoffen in de reactie,
een heterogene katalysator in een andere fase.
// Paragraaf 4 – Beïnvloeding reactiesnelheid
De temperatuur, concentratie en verdelingsgraad kunnen de reactiesnelheid beïnvloeden. Het
botsende-deeltjesmodel wordt gebruikt om de snelheidsfactoren op microniveau te verklaren.
Tijdens een botsing ontstaat er een geactiveerde toestand, waarbij alle atomen korte tijd met elkaar
zijn verbonden. In homogene mengsels is de reactiesnelheid afhankelijk van de concentratie van de
deelnemende stoffen. In heterogene mengsels is de reactiesnelheid afhankelijk van de
verdelingsgraad en het contactoppervlak. Hoe hoger deze zijn, hoe meer effectieve botsingen er per
tijdseenheid plaatsvinden en hoe sneller de reactie verloopt.
// Paragraaf 1 – Reactiewarmte meten
Elke reactie kent een energie-effect: de energie die tijdens een chemische reactie vrijkomt of nodig
is: ΔE = Ereactieproducten – Ebeginstoffen. De wet van behoud van energie geldt voor alle reacties. Chemische
energie kan in verschillende vormen worden omgezet, de totale hoeveelheid blijft gelijk. Bij
constante druk is de verandering in chemische energie tijdens een reactie gelijk aan de
reactiewarmte. Als deze wordt overgedragen aan de inhoud van een warmtemeter, geldt dat de
reactiewarmte ΔE = - Q : n. Daarnaast gebruik je de overgedragen warmte Q (warmteverschil tussen
begin en eind in J) en de soortelijke warmte c (Binas T8-12, in J kg-1 K-1) in de formule Q = c · m · ΔT.
Hierbij wordt uitgegaan van standaardomstandigheden (T = 298 K, p = p0) en ΔT = Teind - Tbegin in K.
Als Q>0 en ΔE<0, dan is de reactie exotherm, bij Q<0 en ΔE>0 is de reactie endotherm.
Het rendement geeft aan hoeveel procent van de totaal geleverde energie wordt omgezet in nuttig
gebruikte energie: η = (Enut : Etot) · 100%.
// Paragraaf 2 – Reactiewarmte berekenen
De vormingswarmte Ev van een verbinding is de hoeveelheid warmte die is betrokken bij de vorming
van 1 mol van die verbinding uit de niet-ontleedbare stoffen (Binas T57AB). De reactiewarmte kan uit
de vormingswarmte van de deelnemende stoffen worden berekend met ΔE = Ev (reactieproducten) –
Ev (beginstoffen). Als je uitgaat van de algemene reactievergelijking m A + n B q C + r D, kun je de
reactiewarmte berekenen met ΔE = (q · Ev(stof C) + r · Ev(stof D)) – (m · Ev(stof A) + n · Ev(stof B)). De
verbrandingswarmte van een verbrandingsreactie is gelijk aan haar
reactiewarmte (Binas T56).
// Paragraaf 3 – Reactiesnelheid
De gemiddelde reactiesnelheid s wordt uitgedrukt in het aantal mol stof
dat per liter per seconde (mol L -1 s-1) verdwijnt of ontstaat. Voor de
algemene reactievergelijking m A + n B q C + r D, geldt s = - (1:m) ·
(Δ[A]: Δt) = - (1:n) · (Δ[B]: Δt) = + (1:q) · (Δ[C]: Δt)
= + (1:r) · (Δ[D]: Δt). Hierin zijn Δ[A], Δ[B], Δ[C] en
Δ[D] de af- en toename van de concentraties. Een
katalysator verlaagt de activeringsenergie en
verhoogt de reactiesnelheid zonder zelf verbruikt
te worden. Een homogene katalysator zit in
dezelfde fase als de beginstoffen in de reactie,
een heterogene katalysator in een andere fase.
// Paragraaf 4 – Beïnvloeding reactiesnelheid
De temperatuur, concentratie en verdelingsgraad kunnen de reactiesnelheid beïnvloeden. Het
botsende-deeltjesmodel wordt gebruikt om de snelheidsfactoren op microniveau te verklaren.
Tijdens een botsing ontstaat er een geactiveerde toestand, waarbij alle atomen korte tijd met elkaar
zijn verbonden. In homogene mengsels is de reactiesnelheid afhankelijk van de concentratie van de
deelnemende stoffen. In heterogene mengsels is de reactiesnelheid afhankelijk van de
verdelingsgraad en het contactoppervlak. Hoe hoger deze zijn, hoe meer effectieve botsingen er per
tijdseenheid plaatsvinden en hoe sneller de reactie verloopt.
