1 Reacties en energie
Wet van behoud van energie
► Wet van behoud van energie: bij een proces kunnen energieomzettingen
plaatsvinden, maar de totale hoeveelheid energie blijft constant.
► ΔE = Ereactieproducten – Ebeginstoffen => bij chemische reacties spreek je vaak van
een verandering (ΔE) van chemische energie.
- ΔE < 0: chemische energie van de stoffen neemt af energie komt vrij ->
(bij warmte:) exotherme reactie (– teken in Binas).
- ΔE > 0: energie nodig om reactie te laten verlopen + chemische energie
van stoffen toe te laten toenemen -> (bij warmte:) endotherme reactie.
Energie en enthalpieverandering
► Chemische energie kan omgezet worden in arbeid (benzinemotor = arbeid +
warmte).
► De geleverde energie ΔE is de som van reactiewarmte Q en arbeid W (ΔE =
Q + W).
► Bij reacties met constante druk wordt nauwelijks arbeid verricht -> de
reactiewarmte (Qp) wordt enthalpieverandering ΔH genoemd (Binas 38A).
► Bij constante druk is de verrichte arbeid klein -> ΔH = ΔE.
► Energiemetingen bij reacties onder constante druk makkelijker dan bij constant
volume.
► Binas 56+57: verbrandings- en vormingswarmte is hetzelfde als verandering
van enthalpie.
Vormingsenthalpie en vormingswarmte
► Binas 56+57: vormings- en verbrandingswarmten onder
standaardomstandigheden: temp. voor en na reactie 298K; p = p0 (druk gelijk
aan heersende luchtdruk); stoffen bij die temp. en druk in meest stabiele fase.
► Je kunt alleen de enthalpieverandering berekenen, niet de enthalpie van de
stoffen zelf -> verbrandings- en vormingswarmten zijn relatieve waarden. Als
uitgangspunt zijn de elementen gekozen: deze hebben enthalpie nul. De
vormingswarmte/vormingsenthalpie ΔHf0 (Binas 38A) is de hoeveelheid
warmte die vrijkomt/nodig is voor de vorming van 1 mol stof uit de elementen.
► Bij een reactie met negatieve vormingswarmte komt er warmte vrij (-> bij
vorming van methaan komt 0,75*105 J aan warmte vrij), bij positieve
vormingswarmte is juist warmte nodig (verdampen van water kost energie->bij
vorming van H2O(g) komt minder energie vrij dan bij H2O(l))
► Bij het element koolstof is grafiet gekozen als element. C(s), diamant, heeft
een vormingswarmte van +0,019*105J/mol. Grafiet (ook C(s)) is de meest stabiele
fase van het element koolstof bij die temperatuur en druk -> heeft enthalpie 0 ->
er moet energie worden toegevoerd om diamant uit grafiet te maken.
Enthalpieverandering of reactiewarmte
► Bij een reactie kun je de enthalpieverandering ΔH = Heind – Hbegin berekenen (zie
volgende pagina).
► Wet van Hess: de totale enthalpieverandering (ΔH)/ reactiewarmte van een
reactie is gelijk aan de som van de enthalpieveranderingen van deelstappen in
, die reactie. Je kan een reactie in deelstappen splitsen, zolang de som van alle
deelstappen leidt tot de totaalreactie.
Wet van behoud van energie
► Wet van behoud van energie: bij een proces kunnen energieomzettingen
plaatsvinden, maar de totale hoeveelheid energie blijft constant.
► ΔE = Ereactieproducten – Ebeginstoffen => bij chemische reacties spreek je vaak van
een verandering (ΔE) van chemische energie.
- ΔE < 0: chemische energie van de stoffen neemt af energie komt vrij ->
(bij warmte:) exotherme reactie (– teken in Binas).
- ΔE > 0: energie nodig om reactie te laten verlopen + chemische energie
van stoffen toe te laten toenemen -> (bij warmte:) endotherme reactie.
Energie en enthalpieverandering
► Chemische energie kan omgezet worden in arbeid (benzinemotor = arbeid +
warmte).
► De geleverde energie ΔE is de som van reactiewarmte Q en arbeid W (ΔE =
Q + W).
► Bij reacties met constante druk wordt nauwelijks arbeid verricht -> de
reactiewarmte (Qp) wordt enthalpieverandering ΔH genoemd (Binas 38A).
► Bij constante druk is de verrichte arbeid klein -> ΔH = ΔE.
► Energiemetingen bij reacties onder constante druk makkelijker dan bij constant
volume.
► Binas 56+57: verbrandings- en vormingswarmte is hetzelfde als verandering
van enthalpie.
Vormingsenthalpie en vormingswarmte
► Binas 56+57: vormings- en verbrandingswarmten onder
standaardomstandigheden: temp. voor en na reactie 298K; p = p0 (druk gelijk
aan heersende luchtdruk); stoffen bij die temp. en druk in meest stabiele fase.
► Je kunt alleen de enthalpieverandering berekenen, niet de enthalpie van de
stoffen zelf -> verbrandings- en vormingswarmten zijn relatieve waarden. Als
uitgangspunt zijn de elementen gekozen: deze hebben enthalpie nul. De
vormingswarmte/vormingsenthalpie ΔHf0 (Binas 38A) is de hoeveelheid
warmte die vrijkomt/nodig is voor de vorming van 1 mol stof uit de elementen.
► Bij een reactie met negatieve vormingswarmte komt er warmte vrij (-> bij
vorming van methaan komt 0,75*105 J aan warmte vrij), bij positieve
vormingswarmte is juist warmte nodig (verdampen van water kost energie->bij
vorming van H2O(g) komt minder energie vrij dan bij H2O(l))
► Bij het element koolstof is grafiet gekozen als element. C(s), diamant, heeft
een vormingswarmte van +0,019*105J/mol. Grafiet (ook C(s)) is de meest stabiele
fase van het element koolstof bij die temperatuur en druk -> heeft enthalpie 0 ->
er moet energie worden toegevoerd om diamant uit grafiet te maken.
Enthalpieverandering of reactiewarmte
► Bij een reactie kun je de enthalpieverandering ΔH = Heind – Hbegin berekenen (zie
volgende pagina).
► Wet van Hess: de totale enthalpieverandering (ΔH)/ reactiewarmte van een
reactie is gelijk aan de som van de enthalpieveranderingen van deelstappen in
, die reactie. Je kan een reactie in deelstappen splitsen, zolang de som van alle
deelstappen leidt tot de totaalreactie.
