Merel de Jager VWO 4
HOOFDSTUK 7 SCHEIKUNDE DOMONSTREREN
7.2 EXOTHERM EN ENDOTHERM
ENERGIE-EFFECT
Elke reactie heeft een energie-effect. Bij een exotherme reactie, zoals een verbranding,
staan de reagerende stoffen energie af aan de omgeving. Bij een endotherme reactie, zoals
een ontleding, nemen de reagerende stoffen energie op van de omgeving. Smelten,
verdampen en sublimeren zijn endotherme reacties, er wordt energie opgenomen van de
omgeving. Stollen, condenseren en rijpen, zijn exotherm en geven energie af aan de
omgeving. Je kan met de verandering van de temperatuur van de omgeving het energie-
effect bepalen.
Energie-effect: bij een reactie gebeurt er altijd iets met de energie.
ENERGIEDIAGRAMMEN
Het energie-effect kan je weergeven in een energiediagram. Hierin geef je het
energieniveau weer van de beginstoffen en de reactieproducten. Het energieniveau van
beginstoffen heet het beginniveau. Het energieniveau van de reactieproducten is het
eindniveau. Het verschil hiertussen is het energie-effect (DE) van de reactie.
EXOTHERME REACTIE
Bij een exotherme reactie, komt energie vrij.
Tijdens de reactie geven de stoffen energie
af aan de omgeving. De reactieproducten
hebben een lagere energie-inhoud dan de
beginstoffen. Voor een exotherme reactie
geldt DE < 0.
Exotherme reactie; reactie waarbij energie
vrijkomt.
ENDOTHERME REACTIE
Bij een endotherme reactie is energie
nodig. De energie wordt onttrokken aan
de omgeving. De reagerende stoffen
nemen bij de reactie energie op en dus
is DE > 0. Het eindniveau ligt hoger dan
het beginniveau.
Endotherme reactie: reactie waarbij
energie nodig is.
WET VAN ENERGIEBEHOUD
De wet van energiebehoud houdt in dat energie niet verloren kan gaan en ook niet uit het
niks tevoorschijn kan komen. Daaruit volgt dat bij een omkeerbaar proces het energie-effect
van het heengaande proces even groot is als het teruggaande proces. Als je weet dat voor
het verdampen van 1,00 mol water 44 kJ nodig is, dan komt bij het condenseren van 1,00 mol
waterdamp 44 kJ vrij.
, Merel de Jager VWO 4
ACTIVERINGSENERGIE
Bijna alle reacties moeten op gang worden gebracht. De energie die nodig is om een
reactie te activeren heet de activeringsenergie, Eact. De activeringsenergie brengt de
beginstoffen in een overgangs- of geactiveerde toestand. Vanuit deze toestand beginnen
de stoffen te reageren. De overgangstoestand ligt altijd hoger dan het beginniveau. In je
diagram is Eact het verschil tussen de beginstoffen en de overgangstoestand.
7.3 ENERGIE-BEREKENINGEN BIJ REACTIES
REACTIEWARMTE METEN
Hoe meet je hoeveel energie bij een reactie vrijkomt? Je moet daarvoor een proef zo
uitvoeren, dat de reactiewarmte door een hoeveelheid water wordt opgenomen of juist
door dei hoeveelheid water wordt geleverd. Uit het temperatuurverschil van het water kun je
dan de energieverandering van het water berekenen. Als je in het water een
temperatuurstijging meet, heeft het water energie opgenomen. Die energie is afgestaan, dus
er is sprake van een exotherme reactie. De hoeveelheid warmte die het water heeft
opgenomen of afgestaan kun je berekenen via 𝑄 = 𝑐 ∙ 𝑚 ∙ ∆𝑇. Hierin is c de soortelijke
warmte van het water, m de massa van het water of de oplossing en ∆𝑇 de
temperatuurverandering.
Als je berekening niet helemaal klopt met de literatuurwaarde in de BiNaS heb je misschien
systematische fouten of toevallige fouten gemaakt. Je moet de reactiewarmte relateren aan
één van de stoffen uit de reactievergelijking.
VORMINGSWARMTE
Je kan de reactiewarmte ook berekenen met behulp van de wet van behoud van energie.
Je maakt hierbij gebruik van vormingswarmte. Vormingswarmte van een aantal stoffen vind
je in BiNaS tabel 57 A en B.
!
Voorbeeld: H2 (g) + " O2 (g) à H2O (l)
Omdat het gaat om de vorming van 1 mol H2O (l) zie je een gebroken coëfficiënt voor O2
staan. Het negatieve teken voor een vormingswarmte betekend dat de vormingswarmte
exotherm is. Je kunt de ontledingswarmte van een ontleedbare stof dus afleiden uit de
vormingswarmte van deze stof. Je moet dan het tegengestelde teken nemen. De
vormingswarmte van niet-ontleedbare stoffen (elementen) is nul.
Vormingswarmte: reactiewarmte van de vorming van één mol stof uit niet-ontleedbare
stoffen.
Ontledingswarmte: kan je afleiden uit de vormingswarmte van de stof.
Reactiewarmte berekenen uit de vormingswarmte:
1) reactievergelijking
Fe2O3 (s) + 2 Al (s) à Al2O3 (s) + 2 Fe (s)
2) vormingswarmte van de stof(fen) voor de pijl
Vormingswarmte Fe2O3 (s) = -8,24 x 105 J/mol (zie BiNaS)
3) vormingswarmte van de stof(fen) na de pijl
Vormingswarmte Al2O3 (s) = -16,76 x 105 J/mol
4) Bereken DE
Vormingswarmte reactieproducten – vormingswarmte beginstoffen.
Geef aan voor welke stof de reactiewarmte geldt!
HOOFDSTUK 7 SCHEIKUNDE DOMONSTREREN
7.2 EXOTHERM EN ENDOTHERM
ENERGIE-EFFECT
Elke reactie heeft een energie-effect. Bij een exotherme reactie, zoals een verbranding,
staan de reagerende stoffen energie af aan de omgeving. Bij een endotherme reactie, zoals
een ontleding, nemen de reagerende stoffen energie op van de omgeving. Smelten,
verdampen en sublimeren zijn endotherme reacties, er wordt energie opgenomen van de
omgeving. Stollen, condenseren en rijpen, zijn exotherm en geven energie af aan de
omgeving. Je kan met de verandering van de temperatuur van de omgeving het energie-
effect bepalen.
Energie-effect: bij een reactie gebeurt er altijd iets met de energie.
ENERGIEDIAGRAMMEN
Het energie-effect kan je weergeven in een energiediagram. Hierin geef je het
energieniveau weer van de beginstoffen en de reactieproducten. Het energieniveau van
beginstoffen heet het beginniveau. Het energieniveau van de reactieproducten is het
eindniveau. Het verschil hiertussen is het energie-effect (DE) van de reactie.
EXOTHERME REACTIE
Bij een exotherme reactie, komt energie vrij.
Tijdens de reactie geven de stoffen energie
af aan de omgeving. De reactieproducten
hebben een lagere energie-inhoud dan de
beginstoffen. Voor een exotherme reactie
geldt DE < 0.
Exotherme reactie; reactie waarbij energie
vrijkomt.
ENDOTHERME REACTIE
Bij een endotherme reactie is energie
nodig. De energie wordt onttrokken aan
de omgeving. De reagerende stoffen
nemen bij de reactie energie op en dus
is DE > 0. Het eindniveau ligt hoger dan
het beginniveau.
Endotherme reactie: reactie waarbij
energie nodig is.
WET VAN ENERGIEBEHOUD
De wet van energiebehoud houdt in dat energie niet verloren kan gaan en ook niet uit het
niks tevoorschijn kan komen. Daaruit volgt dat bij een omkeerbaar proces het energie-effect
van het heengaande proces even groot is als het teruggaande proces. Als je weet dat voor
het verdampen van 1,00 mol water 44 kJ nodig is, dan komt bij het condenseren van 1,00 mol
waterdamp 44 kJ vrij.
, Merel de Jager VWO 4
ACTIVERINGSENERGIE
Bijna alle reacties moeten op gang worden gebracht. De energie die nodig is om een
reactie te activeren heet de activeringsenergie, Eact. De activeringsenergie brengt de
beginstoffen in een overgangs- of geactiveerde toestand. Vanuit deze toestand beginnen
de stoffen te reageren. De overgangstoestand ligt altijd hoger dan het beginniveau. In je
diagram is Eact het verschil tussen de beginstoffen en de overgangstoestand.
7.3 ENERGIE-BEREKENINGEN BIJ REACTIES
REACTIEWARMTE METEN
Hoe meet je hoeveel energie bij een reactie vrijkomt? Je moet daarvoor een proef zo
uitvoeren, dat de reactiewarmte door een hoeveelheid water wordt opgenomen of juist
door dei hoeveelheid water wordt geleverd. Uit het temperatuurverschil van het water kun je
dan de energieverandering van het water berekenen. Als je in het water een
temperatuurstijging meet, heeft het water energie opgenomen. Die energie is afgestaan, dus
er is sprake van een exotherme reactie. De hoeveelheid warmte die het water heeft
opgenomen of afgestaan kun je berekenen via 𝑄 = 𝑐 ∙ 𝑚 ∙ ∆𝑇. Hierin is c de soortelijke
warmte van het water, m de massa van het water of de oplossing en ∆𝑇 de
temperatuurverandering.
Als je berekening niet helemaal klopt met de literatuurwaarde in de BiNaS heb je misschien
systematische fouten of toevallige fouten gemaakt. Je moet de reactiewarmte relateren aan
één van de stoffen uit de reactievergelijking.
VORMINGSWARMTE
Je kan de reactiewarmte ook berekenen met behulp van de wet van behoud van energie.
Je maakt hierbij gebruik van vormingswarmte. Vormingswarmte van een aantal stoffen vind
je in BiNaS tabel 57 A en B.
!
Voorbeeld: H2 (g) + " O2 (g) à H2O (l)
Omdat het gaat om de vorming van 1 mol H2O (l) zie je een gebroken coëfficiënt voor O2
staan. Het negatieve teken voor een vormingswarmte betekend dat de vormingswarmte
exotherm is. Je kunt de ontledingswarmte van een ontleedbare stof dus afleiden uit de
vormingswarmte van deze stof. Je moet dan het tegengestelde teken nemen. De
vormingswarmte van niet-ontleedbare stoffen (elementen) is nul.
Vormingswarmte: reactiewarmte van de vorming van één mol stof uit niet-ontleedbare
stoffen.
Ontledingswarmte: kan je afleiden uit de vormingswarmte van de stof.
Reactiewarmte berekenen uit de vormingswarmte:
1) reactievergelijking
Fe2O3 (s) + 2 Al (s) à Al2O3 (s) + 2 Fe (s)
2) vormingswarmte van de stof(fen) voor de pijl
Vormingswarmte Fe2O3 (s) = -8,24 x 105 J/mol (zie BiNaS)
3) vormingswarmte van de stof(fen) na de pijl
Vormingswarmte Al2O3 (s) = -16,76 x 105 J/mol
4) Bereken DE
Vormingswarmte reactieproducten – vormingswarmte beginstoffen.
Geef aan voor welke stof de reactiewarmte geldt!
