Hfst 5 (chapter 6): Het chemisch evenwicht
5.1 De evenwichtsconstante
Voor algemene reactie : aA + bB ⇄ cC + dD
De evenwichtsconstante is:
- K heeft geen eenheid
- Conc v opgeloste stoffen: mol/L
- Conc v gassen: bar
- Conc v vaste stoffen, vloeistoffen en solventen worden nt opgenomen
in K
Spontane reactie als K > 1
Rekensommen:
- Reactie draait om: K’ = 1/K
- 2 reacties worden opgeteld: K3 = K1.K2
5.2 Evenwicht: thermodynamica en kinetica
A. enthalpie H
Enthalpie (H) = som vd inwendige energie U en de term pV: H = U + pV
Enthalpie verandering (ΔH) = warmte die wordt opgenomen of vrijkomt bij
constante druk
Standaard enthalpie verandering (ΔH°) = warmte opgenomen wanneer alle
reagentia en producten in hun standaardtoestanden zijn
ΔH = + endotherm, warmte opgenomen
ΔH = - exotherm, warmte komt vrij
B. entropie S
Entropie (S) = maat voor wanorde v materie en energie [J/K]
Entropie verandering (ΔS) = geabsorbeerde warmte / temperatuur (q/T)
q=+ warmte geabsorbeerd door systeem
q=- warmte opgenomen van het systeem
Standaard entropie verandering (ΔS°)
ΔS = + producten hebben grotere entropie dan reagentia
ΔS = - producten hebben kleinere entropie dan reagentia
1
, C. Gibbs vrije energie (G)
Vrije energie verandering (ΔG) = ΔH – TΔS
Spontane reactie als ΔG < 0
Standaard vrije energie verandering (ΔG°) = ΔH° -TΔS°
Relatie tussen evenwichtsconstante en vrije energie: K = e-ΔG°/RT
ΔG = + K < 1 gn spontane reactie
ΔG = - K > 1 spontane reactie
D. principe van Le Châtelier
Wanneer een chemisch evenwichtssysteem verstoord wordt door een
verandering in concentratie, temperatuur of druk
het evenwicht verschuift in de richting die deze verandering
tegenwerkt
Reactiequotiënt (Q) = vgl met zelfde vorm als K, maar initiële conc ipv
evenwichts conc
Richting v omzetting:
Q<K reactie in richting v producten
Q>K reactie in richting v reagentia
Reactie vindt plaats tot Q = K
E. kinetica
Dynamisch evenwicht: heenreactie gaat even snel als terugreactie
5.3 Oplosbaarheidsproduct
A. oplosbaarheidsproduct (Ksp)
= evenwichtsconstante voor reactie waarbij een vast zout dissocieert in
ionen
Vb: Hg2Cl2(s) ⇄ Hg22+ + 2Cl-
Ksp = [Hg22+][Cl-]2
B. gelijk-ion effect
= oplosbaarheid ve zout neemt af als een van zijn ionen al in de oplossing
zit
2
5.1 De evenwichtsconstante
Voor algemene reactie : aA + bB ⇄ cC + dD
De evenwichtsconstante is:
- K heeft geen eenheid
- Conc v opgeloste stoffen: mol/L
- Conc v gassen: bar
- Conc v vaste stoffen, vloeistoffen en solventen worden nt opgenomen
in K
Spontane reactie als K > 1
Rekensommen:
- Reactie draait om: K’ = 1/K
- 2 reacties worden opgeteld: K3 = K1.K2
5.2 Evenwicht: thermodynamica en kinetica
A. enthalpie H
Enthalpie (H) = som vd inwendige energie U en de term pV: H = U + pV
Enthalpie verandering (ΔH) = warmte die wordt opgenomen of vrijkomt bij
constante druk
Standaard enthalpie verandering (ΔH°) = warmte opgenomen wanneer alle
reagentia en producten in hun standaardtoestanden zijn
ΔH = + endotherm, warmte opgenomen
ΔH = - exotherm, warmte komt vrij
B. entropie S
Entropie (S) = maat voor wanorde v materie en energie [J/K]
Entropie verandering (ΔS) = geabsorbeerde warmte / temperatuur (q/T)
q=+ warmte geabsorbeerd door systeem
q=- warmte opgenomen van het systeem
Standaard entropie verandering (ΔS°)
ΔS = + producten hebben grotere entropie dan reagentia
ΔS = - producten hebben kleinere entropie dan reagentia
1
, C. Gibbs vrije energie (G)
Vrije energie verandering (ΔG) = ΔH – TΔS
Spontane reactie als ΔG < 0
Standaard vrije energie verandering (ΔG°) = ΔH° -TΔS°
Relatie tussen evenwichtsconstante en vrije energie: K = e-ΔG°/RT
ΔG = + K < 1 gn spontane reactie
ΔG = - K > 1 spontane reactie
D. principe van Le Châtelier
Wanneer een chemisch evenwichtssysteem verstoord wordt door een
verandering in concentratie, temperatuur of druk
het evenwicht verschuift in de richting die deze verandering
tegenwerkt
Reactiequotiënt (Q) = vgl met zelfde vorm als K, maar initiële conc ipv
evenwichts conc
Richting v omzetting:
Q<K reactie in richting v producten
Q>K reactie in richting v reagentia
Reactie vindt plaats tot Q = K
E. kinetica
Dynamisch evenwicht: heenreactie gaat even snel als terugreactie
5.3 Oplosbaarheidsproduct
A. oplosbaarheidsproduct (Ksp)
= evenwichtsconstante voor reactie waarbij een vast zout dissocieert in
ionen
Vb: Hg2Cl2(s) ⇄ Hg22+ + 2Cl-
Ksp = [Hg22+][Cl-]2
B. gelijk-ion effect
= oplosbaarheid ve zout neemt af als een van zijn ionen al in de oplossing
zit
2
