Samenvatting Scheikunde H6 Evenwichten
6.1: Chemisch evenwicht
Veel reacties kunnen zowel van links naar rechts als van rechts naar links
plaatsvinden, dat wordt een omkeerbare reactie genoemd. Het energie-
effect is even groot maar omgekeerd (+ en -). Welke reactie er plaatsvindt,
hangt af van de reactieomstandigheden.
Wanneer een reactie omkeerbaar is, zijn er omstandigheden waaronder de
heengaande en de teruggaande reactie tegelijkertijd plaatsvindt.
Bijvoorbeeld de reactie: 2 NO2 ⇌ N 2 O4 .
Bij kamertemperatuur verloopt deze reactie beide kanten op, te zien aan de
“⇌ ”. Als de omstandigheden hetzelfde blijven, zal er een situatie ontstaan
waarin de snelheid van beide reacties even groot is. Daardoor veranderen
de concentraties van de beginstoffen en reactanten niet meer. Dit heet
chemisch evenwicht. Hoewel de reacties op microniveau nog steeds
plaatsvinden, zie je niks veranderen op macroniveau. De tijd om het
chemisch evenwicht te bereiken, is de insteltijd.
Als een reactie doorgaat tot de beginstoffen op zijn, is het een aflopende
reactie. Omkeerbare reacties zijn vaak aflopende reacties onder bepaalde
omstandigheden. In principe kunnen alle omkeerbare reacties chemisch
evenwicht bereiken maar sommige omstandigheden zijn vrijwel onmogelijk.
6.2: Evenwichtsvoorwaarde
Een algemene omkeerbare reactie: m A ( g )+ n B ( g ) ⇌ q C ( g ) +r D(g)
Tijdens een chemisch evenwicht veranderen de concentraties niet meer. De
verhouding tussen de concentraties van de beginstoffen en reactanten is de
concentratiebreuk Q. bij een chemisch evenwicht is Q gelijk aan de
evenwichtsconstante K.
[C ]q ∙[ D]r
Een algemene evenwichtsvoorwaarde: =Q=K
[ A ]m ∙[ B ]n
[A], [B], [C] en [D] zijn de concentraties van de stoffen (in mol/L)
In de evenwichtsvoorwaarde staan alleen gassen en opgeloste deeltjes,
want vaste stoffen hebben geen concentraties (worden vervangen met 1). In
Binas tabel 51 is de waarde van K van een aantal gasevenwichten gegeven.
Voor de evenwichtsvoorwaarde is het belangrijk om te weten welke stoffen
links en welke rechts van de pijl staan. De grootte van K zegt iets over de
ligging van het evenwicht.
, K >> 1 de concentraties van de reactanten is hoog dus het
evenwicht ligt rechts.
K << 1 de concentraties van de beginstoffen is hoog dus het
evenwicht ligt links.
Tijdens het instellen van het chemisch evenwicht veranderen de
concentraties van de stoffen net zolang tot de snelheid van de heengaande
reactie net zo snel is als teruggaand. Q verandert daardoor totdat die de
waarde van K heeft bereikt. Er zijn 2 situaties tijdens het instellen van het
chemisch evenwicht:
[C ]q ∙[ D]r
>K
[ A ]m ∙[B ]n
Om de waarde van Q gelijk te maken aan K moet de bovenkant van de
breuk kleiner worden en de onderkant groter. [A] en [B] moeten hoger
worden dus de reactie loopt in de richting van [A] en [B] oftewel naar
links.
[C ]q ∙[ D]r
m n <K
[ A ] ∙[B ]
Om de waarde van Q gelijk te maken aan K moet de bovenkant van de
breuk groter worden en de onderkant kleiner. [C] en [D] moeten hoger
worden dus de reactie loopt in de richting van [C] en [D] oftewel naar
rechts.
Een voorbeeld van het instellen van een chemisch evenwicht is N 2 O4 ⇌ 2 NO2.
De reactie begint met alleen [ N 2 O4] = 0.05 mol. Tijdens de reactie neemt
N 2 O4 af en neemt NO 2 toe. Doordat de molverhouding 1:2 is, gaat de
toename van NO 2 2x sneller dan de afname van N 2 O4. Als chemisch
evenwicht is bereikt, veranderen de concentraties niet meer.
6.1: Chemisch evenwicht
Veel reacties kunnen zowel van links naar rechts als van rechts naar links
plaatsvinden, dat wordt een omkeerbare reactie genoemd. Het energie-
effect is even groot maar omgekeerd (+ en -). Welke reactie er plaatsvindt,
hangt af van de reactieomstandigheden.
Wanneer een reactie omkeerbaar is, zijn er omstandigheden waaronder de
heengaande en de teruggaande reactie tegelijkertijd plaatsvindt.
Bijvoorbeeld de reactie: 2 NO2 ⇌ N 2 O4 .
Bij kamertemperatuur verloopt deze reactie beide kanten op, te zien aan de
“⇌ ”. Als de omstandigheden hetzelfde blijven, zal er een situatie ontstaan
waarin de snelheid van beide reacties even groot is. Daardoor veranderen
de concentraties van de beginstoffen en reactanten niet meer. Dit heet
chemisch evenwicht. Hoewel de reacties op microniveau nog steeds
plaatsvinden, zie je niks veranderen op macroniveau. De tijd om het
chemisch evenwicht te bereiken, is de insteltijd.
Als een reactie doorgaat tot de beginstoffen op zijn, is het een aflopende
reactie. Omkeerbare reacties zijn vaak aflopende reacties onder bepaalde
omstandigheden. In principe kunnen alle omkeerbare reacties chemisch
evenwicht bereiken maar sommige omstandigheden zijn vrijwel onmogelijk.
6.2: Evenwichtsvoorwaarde
Een algemene omkeerbare reactie: m A ( g )+ n B ( g ) ⇌ q C ( g ) +r D(g)
Tijdens een chemisch evenwicht veranderen de concentraties niet meer. De
verhouding tussen de concentraties van de beginstoffen en reactanten is de
concentratiebreuk Q. bij een chemisch evenwicht is Q gelijk aan de
evenwichtsconstante K.
[C ]q ∙[ D]r
Een algemene evenwichtsvoorwaarde: =Q=K
[ A ]m ∙[ B ]n
[A], [B], [C] en [D] zijn de concentraties van de stoffen (in mol/L)
In de evenwichtsvoorwaarde staan alleen gassen en opgeloste deeltjes,
want vaste stoffen hebben geen concentraties (worden vervangen met 1). In
Binas tabel 51 is de waarde van K van een aantal gasevenwichten gegeven.
Voor de evenwichtsvoorwaarde is het belangrijk om te weten welke stoffen
links en welke rechts van de pijl staan. De grootte van K zegt iets over de
ligging van het evenwicht.
, K >> 1 de concentraties van de reactanten is hoog dus het
evenwicht ligt rechts.
K << 1 de concentraties van de beginstoffen is hoog dus het
evenwicht ligt links.
Tijdens het instellen van het chemisch evenwicht veranderen de
concentraties van de stoffen net zolang tot de snelheid van de heengaande
reactie net zo snel is als teruggaand. Q verandert daardoor totdat die de
waarde van K heeft bereikt. Er zijn 2 situaties tijdens het instellen van het
chemisch evenwicht:
[C ]q ∙[ D]r
>K
[ A ]m ∙[B ]n
Om de waarde van Q gelijk te maken aan K moet de bovenkant van de
breuk kleiner worden en de onderkant groter. [A] en [B] moeten hoger
worden dus de reactie loopt in de richting van [A] en [B] oftewel naar
links.
[C ]q ∙[ D]r
m n <K
[ A ] ∙[B ]
Om de waarde van Q gelijk te maken aan K moet de bovenkant van de
breuk groter worden en de onderkant kleiner. [C] en [D] moeten hoger
worden dus de reactie loopt in de richting van [C] en [D] oftewel naar
rechts.
Een voorbeeld van het instellen van een chemisch evenwicht is N 2 O4 ⇌ 2 NO2.
De reactie begint met alleen [ N 2 O4] = 0.05 mol. Tijdens de reactie neemt
N 2 O4 af en neemt NO 2 toe. Doordat de molverhouding 1:2 is, gaat de
toename van NO 2 2x sneller dan de afname van N 2 O4. Als chemisch
evenwicht is bereikt, veranderen de concentraties niet meer.
