Scheikunde

Rekenen aan Evenwichten

Rekenen aan Evenwichten

Rekenen aan Evenwichten

In deze module worden het rekenen aan evenwichten behandeld en kun je oefenen met opdrachten.

Je kunt zelf kiezen hoe je deze module doorwerkt en wat je wel of niet doet.

Als je begint met de Check en je maakt die goed, ben je eigenlijk al klaar.

Leerdoelen

  • Je kunt met meetgegevens van een evenwicht de evenwichtsconstante berekenen.
  • Je kunt met meetgegevens en een (in binas) gegeven evenwichtsconstante berekenen of een evenwicht zich heeft ingesteld.
  • Bij het rekenen met zwakke zuren of basen rekenen aan evenwichten gebruiken (zie ook Zuren en Basen).

Uitlegfilmpje

Kijk onderstaand filmpje voor uitleg over rekenen aan evenwichten.

Rekenen aan evenwichten: een overzicht

In tabel 51 staan de evenwichtsconstanten van veel evenwichten bij verschillende temperaturen. Als de concentratiebreuk gelijk is aan de evenwichtsconstante, is het evenwicht ingesteld.

 

Een rekenvoorbeeld

In een vat van 30 L doet Sjakie 10 L zuurstof en 20 L stikstofmonoxide (T=298 K en p=po). Na 10 minuten is er 1,0 L stikstofdioxide ontstaan. Leg met een berekening uit of het evenwicht dan al is ingesteld.

Er is op t = 0: 10/24,5 = 0,408 mol O2 en 20/24,5 = 0,816 mol NO. Op het eind (na 10 minuten hier) is er 1,0/24,5 = 0,041 mol NO2.

Het gaat om de volgende evenwichtsreactie:

O2(g) + 2 NO(g)  2 NO2(g)

Met de volgende evenwichtsvoorwaarde:

K = \([NO_{2}]^2 \over [O_{2}][NO]^2\)

Aan de hand van de startgegevens en met gebruik van de evenwichtsvergelijking kun je de bre-tabel invullen.

(hoeveelheid mol) O2 NO NO2
begin 0,408 0,816 0
reactie -0,0205 -0,041 +0,041
eind 0,3875 0,775 0,041

 

De hoeveelheden op het eind vul je in de concentratiebreuk in.

Q = \((0,041)^2 \over (0,3875)(0,775)^2\) = 0,072

Dit is niet gelijk aan de evenwichtsconstante K bij T=298 K van 1,6•1012 (binas tabel 51), dus heeft het evenwicht zich nog niet ingesteld.

Oefenen met wat opgaven

Opgave 1.

Stikstofmonooxide en chloor kunnen met elkaar reageren onder vorming van nitrosylchloride, NOCl.

Het volgende evenwicht stelt zich in: 2 NO + Cl2 2 NOCl

De reactie naar rechts is exotherm. Men heeft 0,200 mol NO en 0,100 mol Cl2 samengevoegd in een afgesloten ruimte van 1,0 dm3. Nadat het evenwicht zich heeft ingesteld, blijkt 85% van het Cl2 te zijn omgezet. De temperatuur is 500 K. Bij deze temperatuur zijn alle bij het evenwicht betrokken stoffen gasvormig.

a] Bereken de waarde van de evenwichtsconstante van het evenwicht 2 NO + Cl2 2 NOCl bij 500 K.

Men herhaalt het bovenbeschreven experiment bij 750 K.

b] Leg uit of dan in de evenwichtstoestand ook 85% van het Cl2 zal zijn omgezet of dat er meer of minder dan 85% van het Cl2 is omgezet.

 

 

Opgave 2.

In een vat van 20 L doet Ahmed 10 gram calciumcarbonaat. Dit ontleedt in calciumoxide en koolstofdioxide. Bereken de concentratie koolstofdioxide als het evenwicht zich heeft ingesteld (T=500 K).

 

 

Opgave 3.

Bereken de [OH-] in verzadigd kalkwater (gebruik binas 46). Het oplosbaarheidsproduct is de evenwichtsconstante als een vast zout in evenwicht is met een verzadigde oplossing (T=298K).

De antwoorden

Opgave 1.

a] 2 NO + Cl2 2 NOCl                   K = \([NOCl]^2 \over[NO]^2[Cl_{2}]\)

hoeveelheid (mol) NO Cl2 NOCl
begin 0,200 0,100 0
reactie -2x0,085 -0,85x0,100 +2x0,085
eind 0,030 0.015 0,170

 

Omdat het volume 1,0 dm3 is, is de hoeveelheid in mol gelijk aan de concentratie in mol/L.

Invullen van gegevens uit de tabel in de evenwichtsvoorwaarde: K = \((0,170)^2 \over(0,030)^2(0,015)\) = 2,1•103

 

b] Bij een hogere temperatuur is de endotherme reactie in het voordeel. Er wordt dus minder dan 85% van het Cl2 omgezet.

 

 

Opgave 2.

CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)

K = [CO2] = 9,9•10-11 mol/L (zie binas 51)

 

 

Opgave 3.

Ca(OH)2(s) Ca2+(aq) + 2 OH-(aq)      K = [Ca2+][OH-]2 = 5,0•10-6

Stel [OH-] = y dan is [Ca2+] = 0,5y

0,5y x y2 = 5,0•10-6

y3 = 1,0•10-5

y = 0,022 dus [OH-] = 0,022 M

Check

Twee examenvragen besproken

In onderstaande filmpjes wordt een examenvraag besproken.

Je kunt de vragen eerst zelf proberen te maken en dan deze filmpjes bekijken.

  • Het arrangement Rekenen aan Evenwichten is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

    Auteur
    herbert van de voort
    Laatst gewijzigd
    2021-11-16 22:41:20
    Licentie

    Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:

    • het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
    • het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
    • voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.

    Meer informatie over de CC Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie.

    Deze module is gebaseerd op de Wiki "Herhalingsprogramma vwo4 stof scheikunde" van Wouter Renkema.

    Aanvullende informatie over dit lesmateriaal

    Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:

    Eindgebruiker
    leerling/student
    Moeilijkheidsgraad
    gemiddeld
    Studiebelasting
    4 uur 0 minuten

  • Downloaden

    Het volledige arrangement is in de onderstaande formaten te downloaden.

    Metadata

    LTI

    Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI koppeling aan te gaan.

    Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.

    Arrangement

    IMSCC package

    Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.

    Voor developers

    Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op onze Developers Wiki.

  • Gebruik
    Weergave
  • Wikiwijs is een dienst van