Hoofdstuk 3 rekenen aan reacties
Paragraaf 1: Energie
Energie
Er zijn verschillende vormen van energie, zoals warmte, licht, geluid, elektrische energie,
bewegingsenergie en chemische energie. Energie kan worden geleverd door een
energiebron. Dit kun je beschouwen als een opslagplaats voor energie. Je merkt pas iets van
energie bij een energie-omzetting. Hierbij wordt de ene soort energie omgezet in een
andere. De hoeveelheid voor de omzetting is even groot als de hoeveelheid energie na de
omzetting, alleen de energiesoort veranderd. Dit wordt de wet van behoud van energie
genoemd.
Energie-effecten bij reacties
Bij alle chemische reacties is sprake van een energie-effect: er komt energie vrij of er is
energie nodig. Een reactie waarbij energie vrijkomt, noem je een exotherme reactie. De
beginstoffen bevatten meer chemische energie dan de reactieproducten. De verbranding
van benzine is een voorbeeld van een exotherme reactie. Er zijn ook reacties waarbij de
reactieproducten meer energie bevatten dan de beginstoffen. Er is dan voortdurend energie
nodig om de reactie te laten verlopen. Je spreekt dan over een endotherme reactie. De
elektrolyse van water is een voorbeeld van een endotherme reactie.
Activeringsenergie
Alle verbrandingsreacties zijn exotherm. Er komt energie vrij in de vorm van warmte en
licht. Toch zullen de beginstoffen van een verbrandingsreactie niet zomaar met elkaar
reageren. Pas boven de ontbrandingsreactie vindt een reactie plaats. Deze
ontbrandingstemperatuur is nodig om de reactie te starten. Dit komt doordat de bindingen
tussen de atomen in de moleculen van beginstoffen moeten worden verbroken. Dit kost
energie. Vervolgens worden er nieuwe bindingen tussen de atomen in de moleculen
gevormd, waarbij nieuwe moleculen ontstaan. Dat levert weer energie op. De energie die
nodig is om de reactie op gang te brengen, wordt de activeringsenergie, E act genoemd.
Bij een endotherme reactie moet voortdurend energie worden toegevoerd om de reactie op
gang te houden. Denk bijvoorbeeld aan de fotosynthese, waarbij glucose en zuurstof
worden gevormd uit water en koolstofdioxide. Voor deze reactie is energie nodig in de vorm
van licht.
, Energiediagrammen
In een energiediagram worden de energieniveaus van de stoffen in een reactie
weergegeven. De reactiewarmte ΔE, is de hoeveelheid die vrijkomt of de hoeveelheid
energie die nodig is bij een chemische reactie (Δ delta betekent verschil). Dit wordt in het
energiediagram aangegeven met een pijl tussen het energieniveau van de beginstoffen en
het energieniveau van de reactieproducten.
Paragraaf 2 reactiesnelheid
De snelheid van reacties
Sommige reacties verlopen zeer snel. Verbranding van aardgas en explosies zijn
voorbeelden van snelle reacties. Er zijn ook reacties die langzaam verlopen. Als je je
fietsketting niet onderhoudt, ontstaat roest. Het roesten van ijzer is een langzame reactie.
De reactiesnelheid is de hoeveelheid beginstof die per seconde verdwijnt of de hoeveelheid
reactieproduct die per seconde wordt gevormd. Er zijn diverse factoren die invloed hebben
op de snelheid van een reactie. Deze factoren zijn:
- De temperatuur
- De concentratie
- De verdelingsgraad
- De aanwezigheid van een katalysator
Om op deeltjesniveau te kunnen verklaren waarom en hoe deze factoren de reactiesnelheid
beïnvloeden, maak je gebruik van het botsende-deeltjesniveau.
Het botsende-deeltjesmodel
Op waarneembaar niveau zie je bij aantal een aantal reacties beginstoffen verdwijnen en
reactieproducten ontstaan. Deze waarnemingen kun je verklaren door een voorstelling te
maken van wat er op deeltjesniveau met de stoffen gebeurt. Moleculen zijn voortdurend in
beweging en botsen tegen elkaar. Als de moleculen op de juiste plaats en de juiste snelheid
tegen botsen, worden de bindingen tussen de atomen in de moleculen verbroken en
kunnen deze atomen nieuwe bindingen vormen waarbij nieuwe moleculen ontstaan. Je
noemt dit soort botsingen effectieve botsingen. Een effectieve botsing is een botsing tussen
moleculen die tot een reactie leidt. Hoe meer effectieve botsingen er per tijdseenheid
plaatsvinden, hoe sneller de reactie verloopt. Met dit botsende-deeltjesmodel kan de
invloed van temperatuur, concentratie en verdelingsgraad op de snelheid van een reactie op
deeltjesniveau worden verklaard.
Paragraaf 1: Energie
Energie
Er zijn verschillende vormen van energie, zoals warmte, licht, geluid, elektrische energie,
bewegingsenergie en chemische energie. Energie kan worden geleverd door een
energiebron. Dit kun je beschouwen als een opslagplaats voor energie. Je merkt pas iets van
energie bij een energie-omzetting. Hierbij wordt de ene soort energie omgezet in een
andere. De hoeveelheid voor de omzetting is even groot als de hoeveelheid energie na de
omzetting, alleen de energiesoort veranderd. Dit wordt de wet van behoud van energie
genoemd.
Energie-effecten bij reacties
Bij alle chemische reacties is sprake van een energie-effect: er komt energie vrij of er is
energie nodig. Een reactie waarbij energie vrijkomt, noem je een exotherme reactie. De
beginstoffen bevatten meer chemische energie dan de reactieproducten. De verbranding
van benzine is een voorbeeld van een exotherme reactie. Er zijn ook reacties waarbij de
reactieproducten meer energie bevatten dan de beginstoffen. Er is dan voortdurend energie
nodig om de reactie te laten verlopen. Je spreekt dan over een endotherme reactie. De
elektrolyse van water is een voorbeeld van een endotherme reactie.
Activeringsenergie
Alle verbrandingsreacties zijn exotherm. Er komt energie vrij in de vorm van warmte en
licht. Toch zullen de beginstoffen van een verbrandingsreactie niet zomaar met elkaar
reageren. Pas boven de ontbrandingsreactie vindt een reactie plaats. Deze
ontbrandingstemperatuur is nodig om de reactie te starten. Dit komt doordat de bindingen
tussen de atomen in de moleculen van beginstoffen moeten worden verbroken. Dit kost
energie. Vervolgens worden er nieuwe bindingen tussen de atomen in de moleculen
gevormd, waarbij nieuwe moleculen ontstaan. Dat levert weer energie op. De energie die
nodig is om de reactie op gang te brengen, wordt de activeringsenergie, E act genoemd.
Bij een endotherme reactie moet voortdurend energie worden toegevoerd om de reactie op
gang te houden. Denk bijvoorbeeld aan de fotosynthese, waarbij glucose en zuurstof
worden gevormd uit water en koolstofdioxide. Voor deze reactie is energie nodig in de vorm
van licht.
, Energiediagrammen
In een energiediagram worden de energieniveaus van de stoffen in een reactie
weergegeven. De reactiewarmte ΔE, is de hoeveelheid die vrijkomt of de hoeveelheid
energie die nodig is bij een chemische reactie (Δ delta betekent verschil). Dit wordt in het
energiediagram aangegeven met een pijl tussen het energieniveau van de beginstoffen en
het energieniveau van de reactieproducten.
Paragraaf 2 reactiesnelheid
De snelheid van reacties
Sommige reacties verlopen zeer snel. Verbranding van aardgas en explosies zijn
voorbeelden van snelle reacties. Er zijn ook reacties die langzaam verlopen. Als je je
fietsketting niet onderhoudt, ontstaat roest. Het roesten van ijzer is een langzame reactie.
De reactiesnelheid is de hoeveelheid beginstof die per seconde verdwijnt of de hoeveelheid
reactieproduct die per seconde wordt gevormd. Er zijn diverse factoren die invloed hebben
op de snelheid van een reactie. Deze factoren zijn:
- De temperatuur
- De concentratie
- De verdelingsgraad
- De aanwezigheid van een katalysator
Om op deeltjesniveau te kunnen verklaren waarom en hoe deze factoren de reactiesnelheid
beïnvloeden, maak je gebruik van het botsende-deeltjesniveau.
Het botsende-deeltjesmodel
Op waarneembaar niveau zie je bij aantal een aantal reacties beginstoffen verdwijnen en
reactieproducten ontstaan. Deze waarnemingen kun je verklaren door een voorstelling te
maken van wat er op deeltjesniveau met de stoffen gebeurt. Moleculen zijn voortdurend in
beweging en botsen tegen elkaar. Als de moleculen op de juiste plaats en de juiste snelheid
tegen botsen, worden de bindingen tussen de atomen in de moleculen verbroken en
kunnen deze atomen nieuwe bindingen vormen waarbij nieuwe moleculen ontstaan. Je
noemt dit soort botsingen effectieve botsingen. Een effectieve botsing is een botsing tussen
moleculen die tot een reactie leidt. Hoe meer effectieve botsingen er per tijdseenheid
plaatsvinden, hoe sneller de reactie verloopt. Met dit botsende-deeltjesmodel kan de
invloed van temperatuur, concentratie en verdelingsgraad op de snelheid van een reactie op
deeltjesniveau worden verklaard.
