V5 Chemische evenwicht

V5 Chemische
evenwicht
H11
H11; chemische evenwicht

2 situaties




Demo 11.1 NO2 = bruin, N2O4 = kleurloos.
2 NO2  N2O4






Verbranding lucifer
Batterij opladen
T omhoog  meer NO2
T omlaag  meer N2O4
Chemisch evenwicht is een toestand waarbij twee
tegenovergestelde reacties dezelfde reactiesnelheid hebben.
Concentraties blijven constant bij dezelfde temperatuur.
Statisch evenwicht of dynamisch evenwicht
Tijd voordat evenwicht is bereikt = insteltijd
Bij EVENWICHT is vheen=vterug
H11; chemische evenwicht


H2 + CO2  H2O + CO
Er is nog 75% H2 in 1 dm3 over bij ev.
Bereken alle concentraties.
mol
HH22mol
CO22mol
mol
CO
mol CO
COmol
mol
HH2O
2Omol
0,40
0,40
0,30
0,30
--
Omgezet (T, O)
-0,10
-0,10
+0,10
+0,10
tev
ev
0,30
0,20
0,10
0,10
0,30M
0,20M
0,10M
0,10M
t0
[[

(V, B)
(N, E)
]]
Maken 2 t/m 5
--
11.3 verdelingsevenwicht

Heterogeen evenwicht
(reactie aan grensvlak)
Opgave 6
d. 40% in de waterlaag. Let op volumeverhouding is gelijk.
Dus 40/(40+60ml)*0,200= 0,080 g
(0,40)3 x 0,20= 0,0128
e. 0,200-0,0128= 0,187 g A uit water.
0,187/0,200 x 100%= 94%
f. 40/60= 2/3. Dus 100/300* 2/3= 1/ 4,5.
Dus 1/ (4,5+1)x 0,200g= 0,036g A in water of
2/3 water/ether. Dus 1,5 keer zoveel in ether.
300/100 x 1,5 =4,5 keer zoveel A in ether. Dus in
totaal 1/(1+4,5) x 0,200g= 0,036g A in water. Dus
blijft meer inzitten
Opgave 6
g. 10/(10+90) x 0,200g =0,020g
(0,1)3 x 0,200g = 0,00020g
h. 0,200g-0,00020g= 0,1998g
0,1998g/0,200g=100%
i. Uitschudden is een prima methode!
Maken 7
Evenwichtsvoorwaarde


Situatie 1. 1,00 mol N2O4
Situatie 2. 2,00 mol NO2
T=373K
V
T
N

Situatie 1 (mol)
N2O4
NO2
1,00
0
-0,20
+0,40
0,80
0,40
Situatie 2 (mol)
N2O4
NO2
0
2,00
+0,80
-1,60
0,80
0,40
Opvallend is dat hetzelfde evenwicht ontstaat bij
dezelfde temperatuur
Evenwichtsvoorwaarde



N2O4  2 NO2
Concentratiebreuk
Evenwichtsvoorwaarde
T=373K
V
T
N
K
Situatie 1 (mol)
N2O4
NO2
1,00
0
-0,20
+0,40
0,80
0,40
0,20
2
[ NO2 ]
K
[ N 2O4 ]
Situatie 2 (mol)
N2O4
NO2
0
2,00
+0,80
-1,60
0,80
0,40
0,20
Evenwichten





pA+qBrC+sD
[C ]  [ D ]
K
p
q
[ A ] [B ]
r
s
Homogene evenwichten zitten in zelfde fase
Heterogene evenwichten in verschillende fases
Vaste stoffen en zuivere vloeistoffen worden weggelaten
CaCO3(s)  CaO (s) + CO2 (g)
[CaO][CO2 ]
K
[CaCO3 ]
K  [CO2 ]
Rekenvoorbeeld blz 69 maken en maken t/ 12
Antw exp 11.4
B 5. AgNO3(s) + SCN-  AgSCN(s) + NO36. 3 NaOH(s) + Fe3+(aq)  Fe(OH)3 + 3Na+
C T omhoog, minder [FeSCN2+]. Dus endotherm is naar links
D 3. Meer [Fe3+], dus K tijdelijk kleiner. Ev naar rechts. Dus meer
[FeSCN]
4. Meer [SCN-], dus K tijdelijk kleiner. Ev naar rechts. Dus meer
[FeSCN2+]
5. Dus neemt [SCN-] af, K tijdelijk te groot. Dus ev naar links
(minder rood)
6. Dus neemt [Fe3+] af, K tijdelijk te groot. Dus ev naar links
(minder rood)
7.


Meer [Fe3+], dus K tijdelijk kleiner. Ev naar rechts. Dus meer [FeSCN2+]
Meer [SCN-], dus K tijdelijk kleiner. Ev naar rechts. Dus meer [FeSCN2+]
Verschuiven van evenwicht






2
N2O4  2 NO2
[ NO2 ]
K
T omhoog  meer NO2
[ N 2O4 ]
Ev verschuift naar endotherme kant
Snelheden nemen toe zie 11.15
Katalysator toevoegen, insteltijd bekort
Snelheden nemen beide gelijk toe zie 11.16
Verschuiven van evenwicht







Concentratie veranderen
[ NO2 ]2
K
[ N 2O4 ]
Meer NO2, dus K tijdelijk groter.
Dus ev naar links (andere kant vergelijking)
totdat K bereikt is
Dus alle concentraties veranderen
Volume verkleining (lees concentratieverandering)
Stel Volume wordt twee keer zo groot.
Concentratie twee keer zo klein.
Waarde van concentratiebreuk twee keer zo klein.
Dus ev naar rechts (naar kant met meeste deeltjes)
Evenwicht verschuiven










Temperatuur
Volumeverandering
Concentratie
[C ]  [ B]
Katalysator
K
Hoe maak je een evenwicht aflopend? [ A]
AB+C
Weghalen/weg laten gaan van één component
Bijv C. Dan K te klein, dus A splitst.
Aflopende reactie
Huiswerk voor do t/m 17 af
oplosbaarheidsprodukt



AgCl(s)  Ag+(aq) + Cl-(aq)
Ks= [Ag+(aq)]·[Cl-(aq)] = 1,6·10-10
Hoeveel g AgCl kan maximaal oplossen in
1L water van 298 K?




Stel Ag+ en Cl- op x en los de vergelijking op
X2= 1,6·10-10 dus x= 1,3·10-5
Er lost dus maximaal 1,3·10-5 mol AgCl op.
1,3·10-5 * M=143,3= 1,9·10-3g AgCl
oplosbaarheidsprodukt
1.
2.
a.
b.
c.
Bij een bepaalde temperatuur bedraagt de oplosbaarheid van
bariumoxalaat, BaC2O4, 0,0781g/L. Bereken de waarde van Ks bij
deze temperatuur.
Bij een bepaalde temperatuur bedraagt de Ks van CaF2 1,7·10-10.
Hieronder zijn de concentraties van Ca2+ en F- vermeld voor twee
verschillende oplossingen:
1 [Ca2+] = 3,5·10-4; [F-] = 7,0·10-4
2 [Ca2+] = 2,7·10-9; [F-] = 0,25
Laat door berekening zien dat beide oplossingen verzadigd zijn.
Welke van de twee oplossingen bevat de grootste hoeveelheid
opgelost CaF2
Bereken hoeveel mol NaF per liter moet worden toegevoegd aan
oplossing 1 om daaruit oplossing 2 te krijgen
oplosbaarheidsprodukt
0,0781g/M=225,3= 3,47·10-4 mol/L BaC2O4, dus
ook 3,47·10-4 mol/l Ba2+ en 3,47·10-4 mol C2O42-.
Ks = [Ba2+]·[C2O42-] = (3,47·10-4 )2=1,19 ·10-7
2.A [Ca2+]·[F-]2 = 3,5·10-4·(7,0·10-4)2=1,7·10-10 =
Ks dus verzadigd
[Ca2+]·[F-]2 = 2,7·10-9 ·(0,25)2=1,69·10-10 = Ks
dus verzadigd
2.B opl A. 3,5·10-4 mol CaF2
2.C 0,25-7,0·10-4= 0,2493 mol F- dus 0,2493 mol
NaF
1.