Samenvatting leereenheid 4 scheikunde voor milieuwetenschappen 1 (NB0502)

Hoofdstuk 4 reactiesnelheid en chemisch evenwicht

Het botsende deeltjes model
 theorie van botsende deeltjes  deeltjes bewegen en botsen voortdurend
 Effectieve botsing = als de botsing tot een reactie leidt
- Belangrijke factor is energie die deeltjes samen hebben bij de botsing  om te
reageren moeten ze een minimale hoeveelheid bezitten = activeringsenergie
- Bij een hogere temperatuur zullen er meer effectieve botsingen plaatsvinden
 Hoe groter het aantal botsingen per seconden, des te groter het aantal effectieve
botsingen, des te sneller de reactie

Energie en reactieverloop
 Bij een exotherme reactie is de energie van de beginstof groter dan die van de
reactieproducten  wordt energie afgestaan aan de omgeving
- In de vorm van warmte, licht of elektriciteit
- Energieverlies voor systeem of vrijkomen van energie, bijv. warmte krijgt een
negatief teken  energie exotherme reactie is negatief
 Bij een endotherme reactie is de energie van de reactieproducten groter dan die van
de beginstoffen  er wordt energie onttrokken uit de omgeving
- Energiewinst voor systeem of opnemen van energie krijgt positief teken
Activeringsenergie
 Reactie tussen twee moleculen betekent het verbreken van atoombindingen en
vormen van nieuwe bindingen
- Tussen begin en eind van reactie bevindt de stof zich in overgangstoestand
 Overgangstoestand of geactiveerd complex = oude bindingen gedeeltelijk verbroken
en nieuwe bindingen al gedeeltelijk gevormd
- deze toestand heeft een hogere energie dan de begin- of eindtoestand.
- Overgangstoestand vormt een energiedrempel
 Geven dit weer in een energiediagram
- Verticaal staat de energie en horizontaal verloopt de reactie
- De hoogte van de energiedrempel = activeringsenergie Ea

, Exotherme reactie
 Het verbreken van de bindingen kost minder energie dan het vormen van de nieuwe
bindingen aan energie oplevert
 Exotherme reacties moeten bijna altijd op gang worden gebracht
- Om tot een reactie te komen moeten moleculen een hoeveelheid kinetische
energie bezitten die ongeveer gelijk is aan de activeringsenergie
- Als kinetische energie lager is dan de activeringsenergie kan de
overgangstoestand niet ontstaan en zal de reactie niet verlopen  geen
effectieve botsingen
o Als activeringsenergie hoger is dan is de kans op effectieve botsingen
kleiner en verloopt de reactie langzamer
- Als maar klein aantal moleculen de nodige activeringsenergie heeft dan is de
vrijkomende energie voldoende om de andere over de energiedrempel heen te
helpen  als reactie eenmaal loopt dan houdt deze zichzelf in stand
Endotherme reactie
 Om endotherme reactie te laten plaatsvinden moet er voortdurend energie worden
toegevoerd.
- Het breken van verbindingen kost meer dan dat de nieuwe gevormde bindingen
opleveren

Reactiesnelheid

 Snelheid van een reactie is de maat voor de hoeveelheid stof die per tijdseenheid
wordt omgezet of gevormd
- Uitgedrukt in de toe- of afname van de hoeveelheid stof in de concentratie van de
stof
 Formule voor de reactiesnelheid:



- s = gemiddelde reactiesnelheid gedurende het tijdsinterval t
- ∆[X] = concentratieverandering van stof X (eenheid mol/L) = [X]eind – [X]begin
o Als stof X wordt gevormd heeft ∆[X] positieve waarde
o Als stof X verdwijnt heeft ∆[X] negatieve waarde  minteken voor formule
en – teken voor concentratie
- ∆t = tijdsinterval = teind - tbegin
 Formule geldt alleen voor homogene systemen  systemen waarin alle stoffen op
moleculair niveau gemend zijn: de stoffen verkeren in één fase.
 Voorbeeld reactie 2 NO2  2 NO + O2
- Stel dat bij een bepaalde temperatuur de concentratie NO2 in de eerste 20
seconden afneemt met 0,10 mol per liter dan geldt: