Het botsende deeltjes model

Groene Campus Alkmaar
Voeding_HoT
Werkblad “Botsingsmodel”
317539539
Naam:
Klas:
Docent: HoT
Datum:
Tijdsduur: 90 min.
Materiaal:
1 van 4
Groene Campus Alkmaar
Voeding_HoT
CHEMISCHE REACTIES
botsingsmodel
Het botsende deeltjes model
Als twee stoffen met elkaar reageren, moeten de moleculen van die
stoffen elkaar tegenkomen. Als ze elkaar tegenkomen zullen ze met
elkaar botsen. Niet iedere botsing zal lijden tot een reactie. Als we
bijvoorbeeld kijken naar de reactie van stikstof en zuurstof in de
lucht zien we dat, hoewel er voortdurend botsingen zijn van zuurstof
met stikstof, er nooit stoffen ontstaan als NO en NO2. De deeltjes
moeten niet alleen botsen, ze moeten ook effectief botsen. Je kunt
stellen dat:

Hoe meer deeltjes er botsen, hoe meer botsingen effectief
zullen zijn.

Hoe harder deeltjes botsen, hoe effectiever de botsingen
zullen zijn.
Je kunt dus de hoeveelheid deeltjes vergroten, per volume eenheid,
om de reactiesnelheid te verhogen. De verdelingsgraad verbeteren
en de concentratie verhogen zorgt voor meer deeltjes. Volume
verkleining komt op hetzelfde neer als concentratie verhogen.
De verdelingsgraad
Een groter contactoppervlak leidt tot een snellere reactie. Dat is met
het botsingsmodel makkelijk te verklaren. Immers, alleen aan de
oppervlakte van de stof kunnen deeltjes botsen. Een fijnere
verdeling, dus een groter oppervlak, betekent per tijdseenheid meer
botsingen. Zo kun je je ook voorstellen, dat een verdeling in losse
deeltjes, zoals in een oplossing of in de gastoestand, de fijnste
verdelingsgraad heeft.
De concentratie
Een snellere reactie krijgen we ook als de concentratie van de
reagerende stoffen in een oplossing of in een gasmengsel
toeneemt. Een grotere concentratie betekent dat er per volumeeenheid meer deeltjes zijn. De kans dat deeltjes botsen wordt dus
groter en daarmee het aantal botsingen per tijdseenheid. Dit
verklaart de toename in reactiesnelheid. Als je de concentratie van
één van de stoffen twee maal zo hoog maakt zal de kans op een
botsing ook ongeveer twee maal zo groot zijn en zal de kans op een
effectieve botsing dus ook twee maal zo hoog zijn. De reactie
snelheid zal dus twee maal zo hoog zijn.
De temperatuur
Een hogere temperatuur komt in ons model overeen met het sneller
bewegen van de deeltjes. Door de grotere snelheid zullen de
deeltjes vaker botsen en zal het vormen van brokstukken dus per
tijdseenheid meer voorkomen. Bovendien zal een botsing met grote
snelheid ook krachtiger zijn. Deze tweede oorzaak is de
belangrijkste voor het bespoedigen van de 'brokstukvorming'. Dit
alles leidt dus weer tot een grotere reactiesnelheid. Er zijn dus twee
effecten:

Vaker een botsing

Hardere botsingen
De reactiesnelheid zal bij verhogen van de temperatuur dus
exponentieel toenemen (en niet lineair).
De aggregatietoestand
De deeltjes in de gasfase hebben een grotere snelheid dan in de
vloeistoffase en een veel grotere snelheid dan in de vaste fase.
N.B. dit geldt ook voor deeltjes in oplossing.
317539539
2 van 4
Groene Campus Alkmaar
Voeding_HoT
De druk
De katalysator
Geldt vooral voor gassen.
Bij toenemende druk wordt het volume kleiner. De temperatuur blijft
gelijk, zodat in feite de concentratie van de deeltjes groter wordt bij
gelijke (deeltjes) snelheid. De reactiesnelheid neemt hierdoor toe.
Een katalysator kan de snelheid van een reactie verhogen zonder
zelf bij de reactie verbruikt te worden. De effectiviteit van de
botsingen neem door gebruik van een katalysator toe.
Een aantal factoren zijn niet met het
botsingsmodel te verklaren;
Licht
Bij veel reacties is (activerings-) energie nodig. Deze kan in de vorm
van licht worden aangevoerd.
Soort stof
Wordt niet behandeld.
317539539
3 van 4
Groene Campus Alkmaar
Voeding_HoT
Proef 1:
1. Weeg af op een bovenweger, in brokjesvorm,
ongeveer 2 gram marmer (CaCO3),
2. Doe dit in een bekerglas van 250 ml,
3. Weeg nogmaals 2 gram CaCO3-poeder af,
4. Doe dit in een bekerglas van 250 ml,
5. Voeg aan beide bekerglazen 50 ml H2SO4 (1M)
toe,
6. Noteer de tijd die nodig is voor het oplossen van
het marmer.
Proef 3:
1. Leg één suikerklontje in een breed porseleinen
schaaltje,
2. Steek dit aan met een lucifer, wat neem je waar,
3. Wrijf het suikerklontje nu in met sigarettenas,
4. Probeer het suikerklontje weer aan te steken,
5. Wat neem je waar?
Proef 2:
1. Vul twee bekerglazen met 100 ml 1M H2SO4 (1M),
2. Verwarm in het waterbad één van de bekerglazen
tot 70 graden Celsius,
3. Knip ca.2x 2 cm magnesiumlint af,
4. Doe dit in de beide bekerglazen,
5. Meet de tijd die nodig is voor het volledig
oplossen van het metaal.
317539539
4 van 4