Soorten evenwichten

1. Soorten evenwichten 5 Havo

2. Soorten mengsels • Homogeen mengsel  het mengsel heeft overal dezelfde samenstelling  de verschillende stoffen zijn niet te zien  een gasmengsel of een oplossing (mengsel is helder, je kunt er doorheen kijken) • Heterogeen mengsel  het mengsel heeft niet overal dezelfde samenstelling  de verschillende stoffen zijn te onderscheiden  mengsel van gassen/vloeistoffen met vaste stoffen (mengsel is troebel, je kunt er niet doorheen kijken)

3. Verdelingsevenwicht • Een stof die zich gaat verdelen over twee vloeistoffen die niet mengen. • Bv: Water en olie, waaraan jood wordt toegevoegd. De jood gaat zich verdelen over de olie en het water. • Evenwichtsvoorwaarde: • Waarbij A de opgeloste stof is, en x en y de oplosmiddelen

4. Heterogene Evenwichten • Een evenwicht waarbij de stoffen zich in verschillende fasen bevinden. • Vaste stoffen komen niet terug in de evenwichtsvoorwaarde (concentratie is niet van invloed op de reactie) • CaF2(s)  Ca2+(aq) + 2F-(aq)

5. Verschuiving van het evenwicht • De ligging van het evenwicht hangt o.a. af van de temperatuur en de druk. • Bepalen van de verplaatsing: • Reactievergelijking: • 3H2 (g) + N2 (g)  2NH3 (g) • Evenwichtsvoorwaarde: • .

6. Verschuiving van het evenwicht • 1. Toevoegen reagens (beginstoffen) • - Bv: H2  evenwicht naar rechts. • 2. Toevoegen reactant (reactieproduct) • - Bv: NH3  evenwicht naar links • Verlagen van druk • Evenwicht verschuift naar de kant met de meeste mol gas (in dit geval links). • Verkleinen van volume • Evenwicht verschuift naar de kant met de minste mol gas (in dit geval rechts). • Verlagen temperatuur • Evenwicht verschuift naar de kant waar energie wordt vrijgegeven dus de exotherme kant (in dit geval naar rechts)

7. Veranderen concentraties • Evenwichtsvoorwaarde: • Toevoegen H2  grotere noemer  teller ook groter evenwicht naar rechts • Toevoegen NH3  grotere teller - noemer ook groter  evenwicht naar links

8. Druk en volume • Verlagen druk  deeltjes verder uit elkaar, minder deeltjes per liter. Dit wordt tegengewerkt door het evenwicht, die dus meer deeltjes wil produceren (zodat je weer evenveel deeltjes per liter krijgt). Evenwicht verschuift naar de kant met de meeste deeltjes (in dit geval dus links) • Verlagen volume  deeltjes dichter bij elkaar, meer deeltjes per liter, wat weer wordt tegengewerkt door het evenwicht, die dus minder deeltjes wil produceren. Het evenwicht verschuift naar de kant met de minste deeltjes (in dit geval dus rechts)

9. Temperatuur • Bij toevoegen van energie (verhogen temperatuur) wil de reactie dit tegenwerken, en dus de energie opnemen. De endotherme reactie krijgt de overhand • Bij wegnemen van energie (verlagen van temperatuur) zal de reactie energie produceren, de exotherme reactie krijgt de overhand. • Zie de exponenten in de evenwichtsvoorwaarde: • Endotherm of exotherm? Zie Binas 51 • Temp stijgt, K stijgt  reactie naar rechts is endotherm • Temp stijgt, K daalt  reactie naar rechts is exotherm

10. Opgaven Stikstofmonooxide Als je stikstof en zuurstof bij hoge temperatuur in een gesloten ruimte mengt stelt zich een chemisch evenwicht in waarbij stikstofmonooxide gevormd wordt.  17 Geef de reactievergelijking van dit evenwicht. 18 Geef de evenwichtsvoorwaarde die bij dit evenwicht hoort. 19 Leg met behulp van de evenwichtsvoorwaarde uit wat er met de ligging van dit evenwicht zal gebeuren als aan dit mengsel extra stikstofmonooxide wordt toegevoegd. 20 Schets in een grafiek hoe de concentraties van de in dit evenwicht betrokken stoffen zullen veranderen na het toevoegen van extra stikstofmonooxide.  21 Leg met behulp van de evenwichtsvoorwaarde uit wat er met de ligging van het evenwicht zal gebeuren als het mengsel wordt samengeperst.  22 Leg met behulp van de evenwichtsvoorwaarde uit wat er gebeurd met de evenwichtsligging als het mengsel wordt gekoeld. 23 Leg uit welke van de twee reacties (de heengaande of de teruggaande reactie) de endotherme reactie is.

11. Antwoorden 17 N2 (g) + O2 (g)  2NO (g) 20: 18 K = [NO]2 / {[N2]·[O2]} 19 extra NO [NO] wordt groter  Concentratie breuk wordt groter  K<concentratie breuk  Om evenwicht te herstellen moet de concentratie breuk kleiner worden  De [N2] en [O2] worden groter terwijl [NO] kleiner wordt. Dus evenwicht verschuift naar links • 21 Volume verkleinen  Alle concentraties worden kleiner  Concentratiebreuk verandert niet (Stel concentraties worden 2x zo groot. De teller wordt 2 tot de macht 2 maal zo groot, dus 4 maal zo groot. De noemer wordt 2 maal 2 keer zo groot, dus ook 4 maal zo groot.). K=concentratiebreuk, dus evenwicht is niet verstoord. • 22 Reactiemengsel koelen  Concentraties veranderen niet, de waarde van K wordt kleiner  K< concentratiebreuk  Om evenwicht te herstellen moet de concentratie breuk kleiner worden  De [N2] en [O2] worden groter terwijl [NO] kleiner wordt. Dus evenwicht verschuift naar links. • 23 Bij een lagere temperatuur is de exotherme reactie in het voordeel. Bij een lagere temperatuur is de reactie naar links in het voordeel. Dus de reactie naar links is de exotherme reactie en de reactie naar rechts is de endotherme reactie.