Samenvatting NOVA Scheikunde Hoofdstuk 5,6 en 9 VWO

5: EVENWICHTEN
5.1 OMKEERBARE REACTIES
Reacties zijn vaak omkeerbaar. De heengaande reactie wordt dan omgedraaid. Beginstoffen
worden reactieproducten en omgekeerd.

OMKEERBAARHEID BIJ OPLOSSEN EN INDAMPEN
Een zout als natriumchloride lost goed op in water. Bij het oplossen splitst het zout in ionen:
NaCl(s) → Na+(aq) + Cl-(aq)

Maar bij indampen verdwijnt het oplosmiddel water en wordt het vaste natriumchloride weer
gevormd:
Na+(aq) + Cl-(aq) → NaCl(s)

De oplos- en indampreactie geven omkeerbare reacties weer. De hoeveelheid water bepaalt of
het vrij bewegende ionen zijn of een vaste stof.

VERZADIGDE OPLOSSING
Als de maximale hoeveelheid die oplost van een stof bereikt is, heb je een verzadigde
oplossing gekregen. Als je dan nog meer probeert op te lossen, blijft het als vaste stof op de
bodem liggen. De oplosbaarheid wordt meestal uitgedrukt in gram per 100 g oplosmiddel maar
het kan ook in mol per kilogram oplosmiddel (Binas tabel 45B).

HEEN EN WEER
Als de stof kobaltchloride kristalwater opneemt, veranderd het van blauw naar roze:
CoCl2(s) + 6H2O(l) → CoCl2 x 6H2O

Deze reactie kan dus ook weer terug, hij gaat dat van roze naar blauw:
CoCl2 x 6H2O → CoCl2(s) + 6H2O(l)

HARD WATER
Bij de vorming van hard water reageert koolzuurhoudend regenwater met kalksteen uit de
bodem tot een calciumwaterstofcarbonaat oplossing:
CaCO3(s) + CO2(aq) + H2O(l) → Ca2+(aq) + 2HCO3-(aq)

Dit harde water kan uiteindelijk als drinkwater in huishoudens gebruikt worden. Bij verhitting
slaat het calciumcarbonaat weer neer:
Ca2+(aq) + 2HCO3-(aq) → CaCO3(s) + CO2(aq) + H2O(l)

De drijfveer voor deze reactie is de temperatuur. Bij kamertemperatuur is koolstofdioxide
opgelost in water en kan dan reageren met calciumcarbonaat. Bij verhitting van hard water
ontwijkt het koolstofdioxide uit de oplossing. Er is bij elke temperatuur een bepaalde balans
tussen beide reacties.

, WATER EN WATERSTOF
Als je water ontleed, ontstaan er twee gassen: waterstof en zuurstof:
2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g)

Het mengsel dat ontstaat heet ook wel knalgas. Laat je de twee reactieproducten met elkaar
reageren, hoor je een korte knal en ontstaat water. Dit is een omkeerbare reactie:
2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l)

Als je water verhit tot 373 K gaat het koken. Verhit je het tot 2000 K, dan ontstaat
er een gasmengsel van waterdamp, waterstof en zuurstof. Bij 2000 K verlopen
beide reacties tegelijk, dit geef je aan met ⇆.

EVENWICHT
Je spreekt van een dynamisch evenwicht als de heengaande en teruggaande reactie met
dezelfde reactiesnelheid verlopen en de concentraties daarom niet meer
veranderen. In de reactie zie je dan ⇆ staan. De tijd die verloopt tot evenwicht
bereikt is, noem je de insteltijd (ti) van het evenwicht. De insteltijd kan je verkorten door
bijvoorbeeld katalysatoren te gebruiken. Het evenwicht van distikstoftetraoxide met
stikstofdioxide kun je weergeven als:
N2O4(g) ⇆ 2NO2(g)

CONCENTRATIEBREUK
Bij evenwicht veranderen de concentraties niet meer. Maar hoeveel van de beginstoffen is dan
omgezet? Je wilt graag weten hoe hoog de concentraties zijn van de reactieproducten
vergeleken met de concentraties van de beginstoffen. Alleen in geval van opgeloste deeltjes en
bij gassen kan je spreken van een concentratie, bij een zuivere vaste stof niet. Je kunt
berekeningen op evenwichtsreacties uitvoeren met behulp van de zogenoemde
concentratiebreuk Qc. Voor het fictieve gasevenwicht aA(g) + bB(g) ⇆ cC(g) +dD(g)
heeft men de volgende formule opgesteld:
Qc = ([C(g)]c x [D(g)]d) / ([A(g)]a x [B(g)]b)

5.2 HOMOGENE MENGSELS EN HOMOGENE EVENWICHTEN
Als alle stoffen in dezelfde fase aanwezig zijn, spreek je van een homogeen mengsel. Je kan
een homogene oplossing hebben, zoals een NaCl-oplossing, maar ook een homogeen
gasmengsel zoals knalgas. Als je in de reactievergelijking ziet dat alle stoffen dezelfde fase
aanduiding hebben, weet je zeker dat je te maken hebt met een homogeen mengsel.

HOMOGEEN EVENWICHT
Als je waterdamp verhit tot 2000 K stelt zich het volgende evenwicht in:
2H2(g) + O2(g) ⇆ 2H2O(l)