Chemie H7 Semester 2
FYI
Ik heb dit vak 2x samengevat, 1x zeer uitgebreid en de andere keer in de blok nog eens een kortere
samenvatting met de kernbegrippen (helemaal aan het einde van het document), ideaal voor in de
blok om alles nog eens snel te herhalen dus!
7.1 Chemische kinetiek
Neem een reactie: aA + bB → pP + qQ
Reactiesnelheid (s)
• Verloop is meestal niet lineair
• Definitie van snelheid volgens fysica (dn/dt) afhankelijk van soort stof en van de
uitgebreidheid van het systeem → delen door 𝜈𝑖 en V
• Kenmerken:
o V wordt beschouwd als een constante omdat dit in praktijk bijna altijd het geval is
o s is afhankelijk van de tijd, net als de c van reagentia en reactieproducten
Differentiaalsnelheidsvergelijking
• s ~ concentratie begin- en eindproducten
• 𝑠 = 𝑘[𝐴]𝛼 [𝐵]𝛽 … [𝑃]𝛾 [𝑄]𝛿 met 𝛼, 𝛽, … , 𝛾, 𝛿 𝜖 ℝ
• De exponenten ≠ stoichiometrische getallen, ze moeten experimenteel worden bepaald
• k is de snelheidsconstante
o NIET in functie van de tijd
o WEL in functie van de aard van de reactie EN de temperatuur
• Globale orde: 𝛼 + 𝛽 + … + 𝛾 + 𝛿
• Partiële orde: 𝛼 voor A, …
Bepaling exponent: methode der initiële snelheden (neem in dit vb. 𝛾 = 𝛿 = 0)
• 𝑠 = 𝑘[𝐴]𝛼 [𝐵]𝛽
• Doe een reeks experimenten met T=cte, [A]0 = identiek en [B]0 varieert
• Deel gegevens van 2 experimenten door elkaar → T en [B]0 vallen weg
Het reactiemechanisme
• Een stoichiometrische vergelijking is een bilan van alle aparte botsingen v/e reactie, geeft
dus geen info over de reactie op microscopisch niveau
• Er kunnen maximaal 3 deeltjes tegelijk met elkaar botsen
• Elementaire reactiestappen: niet vereenvoudigbare stappen v/e stoichiometrische
vergelijking → deze geven de echte (reële) botsingen weer
• Reactief intermediair: een stof die meedoet aan de reactie, maar niet voorkomt in het bilan
(zal dus gecreëerd worden in 1 elementaire reactiestap en weg reageren in een andere)
1
,Stationariteitshypothese van Bodenstein
• De concentratie van een reactief intermediair zal voor het grootste deel van de reactie
stabiel zijn.
• Bij 2 opeenvolgende 1e orde reacties: de traagste k bepaalt de snelheid van heel het proces.
BV: als k1 <<< k2 zal enkel k1 invloed hebben op de globale snelheidsvergelijking:
• Zie ook andere voorbeelden op PPT dia 13
De geïntegreerde snelheidsvergelijking
Eerste orde reactie
2
,Tweede orde reactie
• Bij een 2e orde reactie neemt de halfwaardetijd toe in functie van de tijd
• Pseudo-eerste orde reactie: reactie van de 2e orde met 1 concentratie = constant
Evenwichtreacties
T-afhankelijkheid van de reactiesnelheid
𝐸𝐴
𝐸𝐴
• Arrhenius: ln(𝑘) = ln(𝐴) − ↔ 𝑘 = 𝐴𝑒 −𝑅𝑇 met A en 𝐸𝐴 NIET afhankelijk van T
𝑅𝑇
• Snelheid bepaald door hoogte van de energieberg (k in functie van de activeringsenergie)
• Bepaling van 𝐸𝐴 :
3
, Microscopische interpretatie
• Kinetische gastheorie: aantal botsingen per tijdseenheid en per volume-eenheid, ZAB
• Beschouw een reactie tussen A en B (verschillende molecuultypes)
𝜋𝑘𝑏 𝑇
o Als A = B →𝑍𝐴𝐴 = 8𝑟𝐴 ²𝑛𝐴 ²√ (bv: 2HI → H2 + I2)
𝑚𝐴
• Niet elke botsing resulteert in een molecule die weg reageert:
o Er is een minimum kinetische Emin nodig: verdeling via een Maxwell-Boltzmann curve
→ hogere T = grotere fractie botsingen dat over Emin gaat
o De moleculen moeten in de juiste hoek botsen
Katalyse
• Katalysator zorgt voor een ander reactiemechanisme (verlaging 𝐸𝐴 ) → versnelt de reactie
• De evenwichtsligging wordt niet beïnvloed, de v van de instelling van het evenwicht wel
• Zeolieten? (Dia 40) eigenlijk alle laatste voorbeelden → ja!
• Voorbeeld 3 (biochemie): enzymen = katalysatoren met extreme specificiteit (sleutel-slot-
principe)
4
FYI
Ik heb dit vak 2x samengevat, 1x zeer uitgebreid en de andere keer in de blok nog eens een kortere
samenvatting met de kernbegrippen (helemaal aan het einde van het document), ideaal voor in de
blok om alles nog eens snel te herhalen dus!
7.1 Chemische kinetiek
Neem een reactie: aA + bB → pP + qQ
Reactiesnelheid (s)
• Verloop is meestal niet lineair
• Definitie van snelheid volgens fysica (dn/dt) afhankelijk van soort stof en van de
uitgebreidheid van het systeem → delen door 𝜈𝑖 en V
• Kenmerken:
o V wordt beschouwd als een constante omdat dit in praktijk bijna altijd het geval is
o s is afhankelijk van de tijd, net als de c van reagentia en reactieproducten
Differentiaalsnelheidsvergelijking
• s ~ concentratie begin- en eindproducten
• 𝑠 = 𝑘[𝐴]𝛼 [𝐵]𝛽 … [𝑃]𝛾 [𝑄]𝛿 met 𝛼, 𝛽, … , 𝛾, 𝛿 𝜖 ℝ
• De exponenten ≠ stoichiometrische getallen, ze moeten experimenteel worden bepaald
• k is de snelheidsconstante
o NIET in functie van de tijd
o WEL in functie van de aard van de reactie EN de temperatuur
• Globale orde: 𝛼 + 𝛽 + … + 𝛾 + 𝛿
• Partiële orde: 𝛼 voor A, …
Bepaling exponent: methode der initiële snelheden (neem in dit vb. 𝛾 = 𝛿 = 0)
• 𝑠 = 𝑘[𝐴]𝛼 [𝐵]𝛽
• Doe een reeks experimenten met T=cte, [A]0 = identiek en [B]0 varieert
• Deel gegevens van 2 experimenten door elkaar → T en [B]0 vallen weg
Het reactiemechanisme
• Een stoichiometrische vergelijking is een bilan van alle aparte botsingen v/e reactie, geeft
dus geen info over de reactie op microscopisch niveau
• Er kunnen maximaal 3 deeltjes tegelijk met elkaar botsen
• Elementaire reactiestappen: niet vereenvoudigbare stappen v/e stoichiometrische
vergelijking → deze geven de echte (reële) botsingen weer
• Reactief intermediair: een stof die meedoet aan de reactie, maar niet voorkomt in het bilan
(zal dus gecreëerd worden in 1 elementaire reactiestap en weg reageren in een andere)
1
,Stationariteitshypothese van Bodenstein
• De concentratie van een reactief intermediair zal voor het grootste deel van de reactie
stabiel zijn.
• Bij 2 opeenvolgende 1e orde reacties: de traagste k bepaalt de snelheid van heel het proces.
BV: als k1 <<< k2 zal enkel k1 invloed hebben op de globale snelheidsvergelijking:
• Zie ook andere voorbeelden op PPT dia 13
De geïntegreerde snelheidsvergelijking
Eerste orde reactie
2
,Tweede orde reactie
• Bij een 2e orde reactie neemt de halfwaardetijd toe in functie van de tijd
• Pseudo-eerste orde reactie: reactie van de 2e orde met 1 concentratie = constant
Evenwichtreacties
T-afhankelijkheid van de reactiesnelheid
𝐸𝐴
𝐸𝐴
• Arrhenius: ln(𝑘) = ln(𝐴) − ↔ 𝑘 = 𝐴𝑒 −𝑅𝑇 met A en 𝐸𝐴 NIET afhankelijk van T
𝑅𝑇
• Snelheid bepaald door hoogte van de energieberg (k in functie van de activeringsenergie)
• Bepaling van 𝐸𝐴 :
3
, Microscopische interpretatie
• Kinetische gastheorie: aantal botsingen per tijdseenheid en per volume-eenheid, ZAB
• Beschouw een reactie tussen A en B (verschillende molecuultypes)
𝜋𝑘𝑏 𝑇
o Als A = B →𝑍𝐴𝐴 = 8𝑟𝐴 ²𝑛𝐴 ²√ (bv: 2HI → H2 + I2)
𝑚𝐴
• Niet elke botsing resulteert in een molecule die weg reageert:
o Er is een minimum kinetische Emin nodig: verdeling via een Maxwell-Boltzmann curve
→ hogere T = grotere fractie botsingen dat over Emin gaat
o De moleculen moeten in de juiste hoek botsen
Katalyse
• Katalysator zorgt voor een ander reactiemechanisme (verlaging 𝐸𝐴 ) → versnelt de reactie
• De evenwichtsligging wordt niet beïnvloed, de v van de instelling van het evenwicht wel
• Zeolieten? (Dia 40) eigenlijk alle laatste voorbeelden → ja!
• Voorbeeld 3 (biochemie): enzymen = katalysatoren met extreme specificiteit (sleutel-slot-
principe)
4
