3.1 Verbrandingsreacties
VWO 4: Organische Chemie
Verbrandingsreactie = voornamelijk exotherme reacties tussen een brandstof
(koolstofverbindingen/waterstof) en een oxidator (zuurstofgas)
- Onvolledige verbranding = brandstof kan niet goed reageren met zuurstof door een tekort
aan zuurstof waardoor minder zuurstof-deeltjes zich binden aan de deeltjes van de brandstof
dan mogelijk is waarbij afvalproducten ontstaan die schadelijk zijn voor het milieu en de
gezondheid
- C -> CO (komt vrij)
- C -> C (s) (komt vrij)
- Volledige verbranding = brandstof bindt helemaal aan de zuurstof waardoor er geen
afvalproducten ontstaan: elk molecuul reageert met zo veel mogelijk zuurstofatomen
- Verbrandings van glucose in lichaam is exotherm waarbij energie vrijkomt in de vorm van
warmte:
- C6H12O6 (s) + 6 O2 (g) -> 6 CO2 (g) + 6 H2O (l)
- C -> CO2 (komt vrij)
- H -> H20 (komt vrij)
Chemische energie, E = energie die is opgeslagen in een stof
Exotherme reactie = reactie waarbij (chemische) energie vrijkomt (E neemt af)
- Chemische energie kan vrijkomen in de vorm van warmte(verbrandingsreacties), arbeid
(verbrandingsmotor/energiecentrale, verbrandingsreacties), elektrische energie of
stralingsenergie
- De vrijgekomen energie is afkomstig van een synthese van de brandstof
- Microniveau: er komt meer energie vrij bij de vorming van nieuwe atoombindingen van
reactieproducten dan dat er energie nodig is om atoombindingen van beginstoffen te
verbreken
- Minteken bij tabel 56
Endotherme reactie = reactie dat (chemische) energie opneemt of nodig heeft (E neemt toe)
- Fotosynthese = proces waarbij planten water en koolstofdioxide, onder invloed van energie
uit licht, omzetten in zuurstof en glucose waarbij de glucose verder wordt omgezet in
bijvoorbeeld zetmeel of cellulose
- 6 CO2+ 6 H2O + energie (van licht) -> C6H12O6 + 6 O2
- Microniveau: vorming van nieuwe atoombindingen van reactieproducten levert minder
energie op dan dat het verbreken van atoombindingen van beginstoffen energie kost: er
moet voortdurend energie worden toegevoerd om de reactie op gang te houden
Energie-effect, ΔE = 𝐸𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑖𝑒𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑒𝑛- 𝐸𝑏𝑒𝑔𝑖𝑛𝑠𝑡𝑜𝑓𝑓𝑒𝑛
- Exotherme reactie: ΔE < 0, want chemische energie van reagerende stoffen neemt af (wordt
afgegeven aan omgeving)
- Endotherme reactie: ΔE > 0, want chemische energie van reagerende stoffen neemt toe
, Energiediagram = diagram dat de energieniveaus weergeeft tijdens een reactie
- Geactiveerde toestand/Overgangstoestand = hoogste energieniveau in energiediagram
- Hoe groter het verschil tussen beginstoffen en de geactiveerde toestand, hoe groter
de activeringsenergie en hoe langzamer de reactie
Activeringsenergie, 𝐸𝑎𝑐𝑡 = de energie die nodig is om een reactie op gang te brengen
- Hoe hoger de activeringsenergie, hoe moeilijker het is om de reactie op gang te brengen
- Reactie verloopt spontaant, als er geen extra activeringsenergie nodig is
- Ontbrandingstemperatuur = temperatuur waarbij de verbranding spontaant begint
Reactiewarmte/Verbrandingswarmte = hoeveelheid energie die vrijkomt / hoeveelheid energie die
nodig is bij een chemische reactie
−1
- Uitgedrukt in joule per mol (J 𝑚𝑜𝑙 )
- Vrijgekomen energie zorgt o.a ervoor dat moleculen in reactiemengsel sneller gaan bewegen,
waardoor de temperatuur stijgt: chemische energie -> warmte
Koolwaterstoffen = organische verbindingen die uitsluitend bestaan uit waterstof en koolstof
- Ontstaan uit afgestorven plantenmateriaal
Molair volume, 𝑉𝑚 = één mol van welk gas dan ook heeft, bij dezelfde temperatuur en druk,
hetzelfde volume
3 −1
- Uitgedrukt in 𝑑𝑚 𝑚𝑜𝑙
- In gasfase zijn op microniveau de vanderwaalsbindingen verbroken -> er bestaat geen
elektrostatische aantrekkingskracht tussen de moleculen -> afstand tussen moleculen is zo
groot dat de grootte van het molecuul verwaarloosbaar is in vergelijking met de ruimte die
het gas inneemt
- V = n x 𝑉𝑚
3 −1
- T = 273 K, p = 𝑝0-> 𝑉𝑚 = 22,4 𝑑𝑚 𝑚𝑜𝑙
3 −1
- T = 298 K, p = 𝑝0-> 𝑉𝑚 = 24,5 𝑑𝑚 𝑚𝑜𝑙
Stookwaarde = hoeveelheid energie die er in een bepaalde hoeveelheid brandstof zit
2
- Uitgedrukt in joule per kilogram (J/kg) of joule per kubieke meter (J/𝑚 )
Arbeid = methode van energieoverdracht en is een maat voor het werk dat gedaan wordt, of de
inspanning die door een krachtbron geleverd wordt bij verplaatsing van volumemassa
Elektrische energie = energie die aanwezig is in voorwerpen die elektrische geladen zijn en waar
elektrische spanning op staat
VWO 4: Organische Chemie
Verbrandingsreactie = voornamelijk exotherme reacties tussen een brandstof
(koolstofverbindingen/waterstof) en een oxidator (zuurstofgas)
- Onvolledige verbranding = brandstof kan niet goed reageren met zuurstof door een tekort
aan zuurstof waardoor minder zuurstof-deeltjes zich binden aan de deeltjes van de brandstof
dan mogelijk is waarbij afvalproducten ontstaan die schadelijk zijn voor het milieu en de
gezondheid
- C -> CO (komt vrij)
- C -> C (s) (komt vrij)
- Volledige verbranding = brandstof bindt helemaal aan de zuurstof waardoor er geen
afvalproducten ontstaan: elk molecuul reageert met zo veel mogelijk zuurstofatomen
- Verbrandings van glucose in lichaam is exotherm waarbij energie vrijkomt in de vorm van
warmte:
- C6H12O6 (s) + 6 O2 (g) -> 6 CO2 (g) + 6 H2O (l)
- C -> CO2 (komt vrij)
- H -> H20 (komt vrij)
Chemische energie, E = energie die is opgeslagen in een stof
Exotherme reactie = reactie waarbij (chemische) energie vrijkomt (E neemt af)
- Chemische energie kan vrijkomen in de vorm van warmte(verbrandingsreacties), arbeid
(verbrandingsmotor/energiecentrale, verbrandingsreacties), elektrische energie of
stralingsenergie
- De vrijgekomen energie is afkomstig van een synthese van de brandstof
- Microniveau: er komt meer energie vrij bij de vorming van nieuwe atoombindingen van
reactieproducten dan dat er energie nodig is om atoombindingen van beginstoffen te
verbreken
- Minteken bij tabel 56
Endotherme reactie = reactie dat (chemische) energie opneemt of nodig heeft (E neemt toe)
- Fotosynthese = proces waarbij planten water en koolstofdioxide, onder invloed van energie
uit licht, omzetten in zuurstof en glucose waarbij de glucose verder wordt omgezet in
bijvoorbeeld zetmeel of cellulose
- 6 CO2+ 6 H2O + energie (van licht) -> C6H12O6 + 6 O2
- Microniveau: vorming van nieuwe atoombindingen van reactieproducten levert minder
energie op dan dat het verbreken van atoombindingen van beginstoffen energie kost: er
moet voortdurend energie worden toegevoerd om de reactie op gang te houden
Energie-effect, ΔE = 𝐸𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑖𝑒𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑒𝑛- 𝐸𝑏𝑒𝑔𝑖𝑛𝑠𝑡𝑜𝑓𝑓𝑒𝑛
- Exotherme reactie: ΔE < 0, want chemische energie van reagerende stoffen neemt af (wordt
afgegeven aan omgeving)
- Endotherme reactie: ΔE > 0, want chemische energie van reagerende stoffen neemt toe
, Energiediagram = diagram dat de energieniveaus weergeeft tijdens een reactie
- Geactiveerde toestand/Overgangstoestand = hoogste energieniveau in energiediagram
- Hoe groter het verschil tussen beginstoffen en de geactiveerde toestand, hoe groter
de activeringsenergie en hoe langzamer de reactie
Activeringsenergie, 𝐸𝑎𝑐𝑡 = de energie die nodig is om een reactie op gang te brengen
- Hoe hoger de activeringsenergie, hoe moeilijker het is om de reactie op gang te brengen
- Reactie verloopt spontaant, als er geen extra activeringsenergie nodig is
- Ontbrandingstemperatuur = temperatuur waarbij de verbranding spontaant begint
Reactiewarmte/Verbrandingswarmte = hoeveelheid energie die vrijkomt / hoeveelheid energie die
nodig is bij een chemische reactie
−1
- Uitgedrukt in joule per mol (J 𝑚𝑜𝑙 )
- Vrijgekomen energie zorgt o.a ervoor dat moleculen in reactiemengsel sneller gaan bewegen,
waardoor de temperatuur stijgt: chemische energie -> warmte
Koolwaterstoffen = organische verbindingen die uitsluitend bestaan uit waterstof en koolstof
- Ontstaan uit afgestorven plantenmateriaal
Molair volume, 𝑉𝑚 = één mol van welk gas dan ook heeft, bij dezelfde temperatuur en druk,
hetzelfde volume
3 −1
- Uitgedrukt in 𝑑𝑚 𝑚𝑜𝑙
- In gasfase zijn op microniveau de vanderwaalsbindingen verbroken -> er bestaat geen
elektrostatische aantrekkingskracht tussen de moleculen -> afstand tussen moleculen is zo
groot dat de grootte van het molecuul verwaarloosbaar is in vergelijking met de ruimte die
het gas inneemt
- V = n x 𝑉𝑚
3 −1
- T = 273 K, p = 𝑝0-> 𝑉𝑚 = 22,4 𝑑𝑚 𝑚𝑜𝑙
3 −1
- T = 298 K, p = 𝑝0-> 𝑉𝑚 = 24,5 𝑑𝑚 𝑚𝑜𝑙
Stookwaarde = hoeveelheid energie die er in een bepaalde hoeveelheid brandstof zit
2
- Uitgedrukt in joule per kilogram (J/kg) of joule per kubieke meter (J/𝑚 )
Arbeid = methode van energieoverdracht en is een maat voor het werk dat gedaan wordt, of de
inspanning die door een krachtbron geleverd wordt bij verplaatsing van volumemassa
Elektrische energie = energie die aanwezig is in voorwerpen die elektrische geladen zijn en waar
elektrische spanning op staat
