Je hebt al geleerd wat een chemische reactie is en hoe je deze kunt herkennen (macroniveau).
Nu ga je leren hoe je dit in formuletaal (micro) weer kunt geven.
Voordat je hiermee gaat beginnen nog even een herhaling van het begrip chemische reactie op macro- en microniveau.
Een chemische reactie op macroniveau:
Een chemische reactie is een proces waarbij stofeigenschappen BLIJVEND veranderen.
Er zijn dan nieuwe stoffen ontstaan (en de beginstoffen zijn verdwenen).
Een chemische reactie op microniveau:
Bij een chemische reactie verdwijnen moleculen en ontstaan nieuwe moleculen.
Atomen blijven behouden! Ze gaan alleen op een andere manier aan elkaar zitten. Hierdoor ontstaan nieuwe (andere) moleculen.
De verbranding van methaan op microniveau.
Reactievergelijking
Het leerdoel van dit onderdeel luidt: Ik kan verschillende soorten reacties herkennen en de bijbehorende reactievergelijking opstellen.
Om dit leerdoel te behalen, moet je eerst een aantal tussendoelen halen. In het plaatje hieronder kun je zien bij welk tussendoel we eerst beginnen, namelijk onderaan de trap.
Een reactievergelijking kloppend maken
Bij een chemische reactie verdwijnen de beginstoffen en ontstaat er nieuwe stoffen. Als je kijkt wat er met de atomen gebeurt dan is het niet zo dat atomen verdwijnen. De atomen komen los van de andere atomen waar ze aan vast zitten en gaan in andere combinaties weer aan elkaar zitten. Er verdwijnen of verschijnen geen atomen bij een reactie.
Eerder dit schooljaar heb je geleerd dat je een chemische reactie kunt weergeven in een reactievergelijking in woorden, ook wel een reactieschema genoemd. Daarin staat eerst de beginstoffen, dan een pijl, en daarna de reactieproducten. Als je hierin de namen van de stoffen vervangt door de formules van die stoffen dan zul je zien dat er voor en na de pijl dezelfde atoomsoorten staan.
Bijvoorbeeld de ontleding van water:
water (vloeibaar) → waterstof (gas) + zuurstof (gas)
H2O (l) → H2 (g) + O2(g)
Als je deze reactievergelijking goed bekijkt kun je zien dat alle atomen die voor de reactie(pijl) staan ook na de reactie(pijl) staan. Maar er klopt iets niet. Zie je wat niet klopt?
Voor de pijl zijn er 2 H-atomen en 1 O-atoom. Na de pijl zijn er 2 H-atomen en 2 O-atomen. Er is na de pijl dus een O-atoom bij gekomen. Dat kan niet, dus we moeten ervoor zorgen dat we voor de pijl ook 2 O-atomen hebben. We kunnen de molecuulformule van water niet aanpassen, we kunnen alleen meer watermoleculen gebruiken. Dan gebeurt er dit:
2 H2O (l) → H2 (g) + O2(g)
Nu hebben we voor en na de pijl 2 O-atomen. Maar nu is er een ander probleem. We hebben nu voor de pijl 4 H-atomen (tel maar na) en na de pijl 2 H-atomen. Ook daar kunnen we dit alleen oplossen door meer waterstof-moleculen te gebruiken. Om uit te komen op 4 H-atomen hebben we 2 moleculen waterstof nodig. De vergelijking ziet er dan zo uit:
2 H2O (l) → 2 H2 (g) + O2(g)
Ontleding van water in molecuultekeningen.
We hebben nu voor en na de pijl 4 H-atomen en voor en na de pijl 2 O-atomen (tel maar na). We zeggen dan dat de reactievergelijking kloppend is.
Voor O2 staat geen getal. Dat betekent dat er maar 1 molecuul van is, de coëfficiënt 1 hoef je niet in te vullen.
Wil je hier nog meer uitleg over of kijk je liever een filmpje in plaats van dat je leest? Gebruik dan dit filmpje:
Kloppend maken tips en trucs
Een reactievergelijking kloppend maken.
Ofwel: Een cursus boekhouden met atomen.
Regels:
Voor en na de pijl staan dezelfde atomen
Het aantal atomen van elk soort is voor en na de pijl gelijk
Je mag de formules van de moleculen NIET veranderen!!!
Je mag WEL meer of minder moleculen gebruiken
Je mag je eigen weg zoeken bij het kloppend maken.....als het maar klopt!!!
Er zijn wel een paar trucjes die jou kunnen helpen.
Als deze trucjes jou niet helpen, kijk dan onderstaande uitleg.
Verwerkingsopdrachten 1
Print onderstaand bestand uit en maak opdracht A en B.
Bij opdracht A oefen je met het kloppend maken van een reactievergelijking en bij opdracht B is een reactieschema in woorden gegeven en moet je dus eerst de juiste formules opschrijven voordat je de vergelijking kloppend kunt maken.
Als je nog een keer samen met een docent wilt oefenen dan kun je onderstaande video bekijken.
Bron: youtube.com Kanaal: Mark Hergaarden
Een reactievergelijking opstellen
Hoe stel je een reactievergelijking uit een verhaaltje op?
Volg hiervoor onderstaand stappenplan.
Stappenplan: Een reactievergelijking opstellen.
STAP 1: Schrijf het reactieschema in woorden op. Lees daarbij de opgave goed!
STAP 2: Zet de juiste formules met bijbehorende fase onder de stoffen.
De formules en fasen die je niet hebt moeten leren worden gegeven bij opgaven.
STAP 3: Maak de reactievergelijking kloppend.
Maak het aantal atomen voor en na de reactie(pijl) gelijk. Dit kun je alleen doen door een coëfficiënt (groot geschreven getallen) voor de molecuulformule te schrijven. Je mag dus NOOIT de formules van de stoffen aanpassen.
Voorbeeld 1:
Bij de reactie tussen chroom en chloor ontstaat chroomchloride (CrCl3(s)).
Na verloop van tijd zul je stap 1 waarschijnlijk overslaan en dat mag ook, maar bij twijfel mag je die stap natuurlijk altijd opschrijven. Hetzelfde geldt voor stap 2.
Denk er altijd aan, dat een reactievergelijking kloppend moet worden gemaakt! Stop dus niet na stap 2!
Voorbeeld 2:
Als pentaan verbrandt reageert het met zuurstof. Er ontstaat dan water en koolstofdioxide.
STAP 1: Schrijf het reactieschema in woorden op. Lees daarbij de opgave goed!
STAP 2: Zet de juiste formules met bijbehorende fase onder de stoffen.
De formules en fasen die je niet hebt moeten leren worden gegeven bij opgaven.
STAP 3: Maak de reactievergelijking kloppend.
Maak het aantal atomen voor en na de reactie(pijl) gelijk. Dit kun je alleen doen door een coëfficiënt (groot geschreven getallen) voor de molecuulformule te schrijven. Je mag dus NOOIT de formules van de stoffen aanpassen.
Geef steeds een kloppende reactievergelijking. Gebruik indien nodig het stappenplan hierboven of de hulplijnen helemaal onderaan.
Wanneer het metaal ijzer in aanraking komt met chloorgas dan ontstaat er een vaste aanslag op het metaal. Deze aanslag is de stof ijzerchloride (FeCl3).
Witte fosfor is een gevaarlijke stof. Wanneer deze vaste stof in aanraking komt met zuurstof ontstaat er een exotherme reactie. Bij deze reactie ontstaat difosforpentaoxide.
Om de vaste stof aluminiumjodide (AlI3) te maken, moet je aluminium met het gas waterstofjodide laten reageren. Bij deze reactie komt ook het explosieve waterstofgas vrij.
Voor de winning van ijzer is ijzererts (Fe2O3) nodig. Het ijzer ontstaat als ijzererts met koolstof reageert bij meer dan 1500°C. Bij deze reactie ontstaat ook koolstofdioxide.
Wanneer benzine (C8H18) verbrandt ontstaat koolstofdioxide en waterdamp. Voor deze reactie is voldoende zuurstof nodig.
Bron: youtube.com A pound of sodium metal in the river
In het hierbovenstaande filmpje zie je een groot stuk natrium dat in een meer wordt gegooid.
Het metaal natrium behoort tot de alkalimetalen. Dat betekent dat dit metaal nogal heftig reageert met water. Bij deze reactie ontstaat opgelost natriumhydroxide (NaOH) en het explosieve waterstofgas.
Wanneer vast kaliumchloraat (KClO3) met vast fosfor reageert dan ontstaan de vaste stoffen kaliumchloride (KCl) en difosforpentaoxide.
De antwoorden kun je vinden op It's Learning.
Hulplijnen
Als je nog een keer samen met een docent wilt oefenen dan kun je onderstaande video bekijken.
Zet de video regelmatig stil om de opgave eerst zelf te proberen.
Bron: youtube.com Kanaal: Rory Habich
In onderstaande prezi oefen je stap voor stap met het opstellen van een reactievergelijking. Je krijgt bij elke stap een nieuwe hint/aanwijzing.
Je bent nu aangekomen op trede 3 van de leerdoelentrap.
In de volgende paragraaf ga je leren welke soorten chemische reacties je kunt tegenkomen en hoe je die kunt herkennen. Aan het eind van die paragraaf zul je (als het goed is) de top van de trap behaald hebben.
Energie-effecten
Een chemische reactie gaat altijd gepaard met een energie-effect, meestal een warmte-effect. Er zijn twee mogelijkheden:
De reactie is exotherm. Dit houdt in dat er bij de reactie warmte, of een andere vorm van energie, vrijkomt. Tijdens de reactie komt er dus warmte (energie) uit de reagerende massa (exo = uit).
De reactie is endotherm. Dit houdt in dat de reactie alleen verloopt als er warmte, of een andere vorm van energie, aan de stoffen wordt toegevoerd. Er moet dus warmte (energie) in de reagerende stoffen worden gebracht om de reactie mogelijk te maken (endo = in).
Andere vormen van energie zijn bijvoorbeeld: licht, UV-straling, elektrische stroom of mechanische energie. Zo zijn er exotherme reacties die reeds bij kamertemperatuur verlopen, en waarbij energie vrijkomt in de vorm van licht.
En er zijn endotherme reacties waarbij elektrische energie of lichtenergie moet worden toegevoerd (zie 'soorten ontledingsreacties' in dit thema).
Een exotherme reactie moeten we meestal wel op gang brengen door een kleine warmte- of energietoevoer: we moeten de reactie 'aansteken'.
Een duidelijk voorbeeld daarvan is de verbranding van aardgas. Het gas moeten we met een lucifer of een elektrische vonk aansteken. De hoeveelheid warmte die bij de verbranding vrijkomt, is echter veel groter dan de hoeveelheid warmte die nodig was om het gas aan te steken.
De energie die je toe moet voeren om een exotherme reactie op gang te brengen noem je activeringsenergie.
Wil je nog meer uitleg of kijk je liever een filmpje? Kijk dan onderstaande video. Daarin worden eerst de belangrijkste begrippen uitgelegd en aan het eind worden 2 examenvragen behandeld. Let op: de examenvragen kunnen nogal pittig zijn.
Bron: Youtube.com Kanaal: Scheikundehulp havo vwo
Soorten reacties
Soorten reacties herkennen
Er zijn veel verschillende soorten chemische reacties. Drie van deze verschillende reacties worden in dit onderdeel behandeld.
Verbrandings- en oxidatie reacties
Dit zijn reacties waarbij zuurstof nodig is.
Vormingsreacties
Dit zijn reacties waarbij uit twee of meerdere beginstoffen, maar één reactieproduct gevormd wordt.
Ontledingsreacties
Dit zijn reacties waarbij uit één beginstof, meerdere reactieproducten gemaakt worden.
Verbrandingsreacties
Bij een verbrandingsreactie is zuurstof altijd één van de beginstoffen. Meestal is er nog één andere beginstof, namelijk de stof die je wilt gaan verbranden. Het reactieproduct van een verbranding is altijd een oxide.
Bron: natuurwetenschappen.nl
Bij een reactie met zuurstof zijn er niet altijd vuurverschijnselen. Sommige reacties gaan erg langzaam, bijvoorbeeld de reactie tussen ijzer en zuurstof. Er zijn ook reacties met zuurstof die niet alleen langzaam zjin, maar ook nog eens in ons lichaam plaatsvinden, denk aan de verbranding van glucose. Deze langzame reacties waarbij geen vuurverschijnselen optreden noem je oxidatiereacties.
Een oxidatiereactie met een metaal wordt ook wel roesten genoemd.
Vormingsreacties
Een vormingsreactie wordt in een reactievergelijking weergegeven als:
stof A + stof B → stof C
Uit twee of meerdere beginstoffen wordt maar één reactieproduct gevormd.
De meeste chemische reacties hebben naast twee of meer beginstoffen, echter ook twee of meer reactieproducten. Naast het gewenste product ontstaat dan ook een bijproduct. Dit soort reacties wordt een synthese genoemd. In een reactievergelijking wordt dit weergegeven als:
stof A + stof B → stof C + bijproduct 1 (+ bijproduct 2)
Ontledingsreacties
Een ontledingsreactie wordt in een reactievergelijking weergegeven als:
stof A → stof B + stof C
Uit één beginstof worden meerdere reactieproducten gevormd.
De meeste ontledingsreacties zijn endotherm, ze hebben dus voortdurend energie nodig. Op basis van de vorm van energie die gebruikt wordt bij een ontledingsreacties kun je drie verschillende soorten ontledingsreacties onderscheiden. Hierover lees je meer op de volgende bladzijde.
Soorten ontledingsreacties
Bij dit onderdeel horen een aantal demonstratieproeven. Lees pas verder nadat je docent de demonstratieproeven heeft laten zien.
Bij een ontledingsreactie wordt uit één beginstof meerdere reactieproducten gemaakt. Ontledingsreacties zijn bijna altijd endotherm. Op basis van verschillende vormen van energie dat toegevoerd wordt, kun je drie soorten ontledingsreacties onderscheiden.
Thermolyse, een ontledingsreactie waarbij warmte nodig is.
Elektrolyse, een ontledingsreactie waarbij stroom toegevoerd wordt.
Fotolyse, een ontledingsreactie onder invloed van licht.
Thermolyse
Het woord thermolyse is afgeleid van de griekse woorden thermo- voor warmte, en -lyse dat ontleden/kapot maken betekent.
Voorbeelden van thermolyse zijn het ontleden van suiker en het kraken van aardoliefracties.
Thermolyse van suiker
Suiker is een zuivere stof met de formule C12H22O11. De scheikundige naam van deze koolstofverbinding is sacharose.
In de volgende video wordt de thermolyse van suiker gedemonstreerd.
Bron: Youtube.com Kanaal: Scheikundedemo
Bij verhitting ontstaan verschillende andere stoffen. De suiker wordt bruin en uiteindelijk blijft een zwarte vaste stof over. Tegelijk ontstaat waterdamp en ontwijken brandbare gassen. Aangezien de reactie stopt zodra de verhitting stopt, is dit een endotherme reactie.
Reactieschema:
Elektrolyse
Elektrolyse is een ontledingsreactie die verloopt door middel van elektrische stroom.
Een goed voorbeeld is de ontleding van water. Water kunnen we thermisch ontleden door sterke verhitting tot ongeveer 1800°C. Water ontleedt echter makkelijker door elektrolyse, bij kamertemperatuur. In beide gevallen zijn de ontledingsproducten waterstofgas en zuurstofgas.
Een praktijkvoorbeeld van elektrolyse is de bereiding van aluminium uit aluminiumoxide (het belangrijkste bestanddeel van bauxiet).
Elektrolyse van water
Voor de elektrolyse van water moeten we aan drie voorwaarden voldoen:
Het water moet stroom kunnen geleiden. Zuiver water (gedestilleerd water) geleidt vrijwel niet. Om gedestilleerd water geleidend te maken moeten we een hulpstof toevoegen. Zo'n hulpstof noemen we een elektrolyt.
De elektrische stroom moet gelijkstroom zijn, met een lage spanning. Accu's en batterijen leveren gelijkstroom, stroom die maar één kant op gaat.
Er moeten geschikte 'aanlegsteigers' zijn om de elektrische stroom het water in en uit te leiden. Deze heten met een vakterm elektroden. De ene elektrode heet de positieve (+) elektrode, de andere de negatieve (-) elektrode.
In de volgende video wordt de elektrolyse van water gedemonstreerd.
Bron: Youtube.com Kanaal: Han Vermaat
Bij de elektrolyse van water ontstaan aan het oppervlak van de twee elektroden de ontledingsproducten van water. Echter, waterstofgas ontstaat alleen aan de (-) elektrode en zuurstofgas alleen aan de (+) elektrode.
Reactieschema:
water(l) → waterstof(g) + zuurstof(g)
Fotolyse
Fotolyse is een ontleding door licht.
Het bekendste voorbeeld, en tegelijk een zeer belangrijke toepassing, is de fotografie.
Omstreeks 1850 vond de Fransman Daguerre dat bepaalde zilververbindingen, vooral zilverchloride en zilverbromide, onder invloed van licht zwart werden. Door belichting ontleden de zilververbindingen in zilver en andere stoffen. De zwarting wordt veroorzaakt door het zilver. Doordat de korreltjes zilver zo klein zijn, zien we ze als zwart.
Fotolyse van zilverchloride
In de volgende video wordt de fotolyse van zilverchloride gedemonstreerd. In het reageerbuisje wordt eerst zilverchloride gemaakt door een natriumchloride en een zilvernitraat oplossing bij elkaar te voegen.
In de volgende video wordt de theorie over het opstellen van een reactievergelijking, de verschillende soorten reacties en soorten ontledingsreacties nog eens kort herhaald. De video eindigt met drie oefenopgaven.
Bron: youtube.com Kanaal: Laurens Lameris
Verwerkingsopdrachten 3
Stappenplan: Een reactievergelijking opstellen.
STAP 1: Schrijf het reactieschema in woorden op. Lees daarbij de opgave goed!
Bedenk om welk type reactie het gaat. Bij een verbranding is altijd zuurstof nodig, bij een ontleding heb je maar 1 beginstof en bij een vorming (synthese) heb je maar 1 reactieproduct.
STAP 2: Zet de juiste formules met bijbehorende fase onder de stoffen.
De formules en fasen die je niet hebt moeten leren worden gegeven bij opgaven.
STAP 3: Maak de reactievergelijking kloppend.
Maak het aantal atomen voor en na de reactie(pijl) gelijk. Dit kun je alleen doen door een coëfficiënt (groot geschreven getallen) voor de molecuulformule te schrijven. Je mag dus NOOIT de formules van de stoffen aanpassen.
Maak onderstaande opdrachten. Gebruik indien nodig het uitgebreidere stappenplan hierboven of de hulplijnen helemaal onderaan.
Opdracht A Reactievergelijkingen
Geef steeds een kloppende reactievergelijking.
Propaan wordt ontleed in zijn elementen.
Er vindt elektrolyse plaats van vloeibaar kaliumchloride (KCl)
Butanol (C4H10O) wordt gevormd uit zijn elementen.
Bij de verbranding van kopersulfide (CuS) ontstaat koperoxide (CuO) en zwaveldioxide.
Dynamiet is een explosief dat vooral wordt gebruikt in mijnen en bij bouwwerkplaatsen. Dynamiet is een substantie van een poreuze stof, zoals zaagsel, waarin de zeer gevaarlijke springstof nitroglycerine is opgenomen.
Bij het exploderen van dynamiet ontleedt de nitroglycerine (C3H5N3O9) in koolstofdioxide, waterdamp, stikstof en zuurstof.
Opdracht B De vorming van ijzer
IJzer wordt in hoogovens gemaakt door ijzererts (Fe3O4) met koolstof sterk te verhitten. Bij deze reactie komt ook koolstofdioxide vrij.
Wat is het energie-effect van deze reactie? Leg je antwoord uit.
Leg uit waarom hier geen sprake is van een vormingsreactie.
Geef de reactievergelijking van deze reactie.
Geef van elke stof in de reactievergelijking aan of het een moleculaire stof, een metaal of een zout betreft.
Opdracht C Ammoniumdichromaat
Bron: youtube.com Kanaal: Mad Russian Scientist
Bekijk de video hierboven waarin ammoniumdichromaat (Cr2H8N2O7) ontleed wordt.
Ammoniumdichromaat is een oranje poeder. Zo’n 10 jaar geleden deden we deze proef nog op school om te laten zien hoe je een chemische reactie op macroniveau kunt herkennen. Helaas mogen we deze stof niet meer op school hebben, aangezien alle stoffen met chromaten erin kankerverwekkend zijn.
Bij deze reactie komt chromaatoxide (Cr2O3), waterdamp en stikstof vrij.
Waarom is deze proef heel geschikt om te laten zien hoe je een chemische reactie op macroniveau kunt herkennen?
Je ziet in de video dat het ammoniumdichromaat aangestoken moet worden. Leg uit waarom hier toch sprake is van een exotherme reactie.
Hoe noem je de energie die aan het begin wordt toegevoerd om de reactie te starten?
Hoe kun je in de video zien dat er stikstof is vrijgekomen?
Hoe ziet de stof chromaatoxide eruit?
Leg uit dat hier sprake is van een ontledingsreactie.
Geef de reactievergelijking van deze reactie.
Hulplijnen
Als je nog een keer samen met een docent wilt oefenen dan kun je onderstaande video's bekijken.
Zet de video regelmatig stil om de opgave eerst zelf te proberen.
De tweede video is wat makkelijker dan de eerste, dus als je het echt heel moeilijk vindt, dan kun je beter eerst de onderste video bekijken.
Het arrangement Reactievergelijkingen opstellen is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Auteur
Harriet Berg
Je moet eerst inloggen om feedback aan de auteur te kunnen geven.
Laatst gewijzigd
2022-01-07 13:09:13
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.
Oefenen met het kloppend maken van een reactievergelijking
