4052FYSCK SAMENVATTING
Fysische Chemie en Kinetiek
4052FYSCK
Samenvatting
Pagina 1 van 20
, 4052FYSCK SAMENVATTING
Inhoudsopgave
Inhoudsopgave 2
Hoofdstuk 35&36 Kinetiek 3
Hoofdstuk 9 Oplossingen 8
Hoofdstuk 10 Elektrolyten 10
Hoofdstuk 11 Elektrochemie 12
Dictaat kinetiek elektrodereacties 14
Hoofdstuk 33 Snelheid gassen 15
Hoofdstuk 34 Transport 17
Dictaat transport elektrochemie 19
College 11 Waterstofevolutie 20
Ezelsbruggetjes elektrochemie
Losing electrons is oxidation
Gaining electrons is reduction
Remember: "LEO the lion goes GER”
Reduction happens at the Cathode
Oxidation happens at the Anode
Remember: “Red Cat”
Pagina 2 van 20
, 4052FYSCK SAMENVATTING
Hoofdstuk 35&36 Kinetiek
De chemische kinetiek bestudeert de snelheid van reacties, en a.d.h.v. daarvan de mechanismen.
Dit verschilt van de thermodynamica doordat thermodynamica kijkt naar evenwichten terwijl bij
kinetiek de reactie (nog) niet in evenwicht is.
De reactiesnelheid van stof i geeft de snelheid waarmee een reactant verdwijnt of een product
1 d [i ]
verschijnt: R = met ν i de stoichiometrische verhouding onder voorwaarden van constant
ν i dt
volume en geen andere afvoer/toevoer. Voor gassen wordt dit (m.b.v. de partiële druk uit de ideale
1 dPA
gaswet) geschreven als: R = .
RT dt
§35.3 Rate law
De rate law geeft de reaction rate middels R = k [ A ] • [ B ] .• .. met k de
α β
reactiesnelheidsconstante in M-n+1s-1, [ A ], [ B ],... de concentratie van de reactanten en α , β ,... de
ordes van de reactie. Deze moeten experimenteel bepaald worden en hangt o.a. af van
temperatuur, druk en tijd. Als bij een verhoging van de concentratie de snelheid omhoog gaat is
de orde positief.
§35.4 Reactiemechanisme
Een reactiemechanisme is een collectie van elementaire stappen. Een elementaire stap is een
stap die niet verder opgedeeld kan worden. Het aantal elementaire stappen - 1 is het aantal
intermediairen. Een reactie die verloopt volgens 1 elementaire stap is een simpele reactie, ≥2
elementaire stappen is een complexe reactie.
De moleculariteit is de stoichiometrie van 1 elementaire stap waardoor gesteld kan worden dat bij
elementaire stappen geldt dat de moleculariteit gelijk is aan de orde.
§35.5/35.6 Geïntegreerde reactiesnelheidsvergelijkingen
De halfwaardetijd is de tijd waarin de concentratie de helft is van de initiële concentratie.
Reactievergelijking Reactiesnelheids- Geïntegreerde Halfwaardetijd
vergelijking reactiesnelheidsvergelijking
A ⎯k⎯
→P d [ A] [ A ] = [ A ]0 e− kt ln ( 2 )
− = k [ A] t1/2 =
dt k
2A ⎯k⎯
→P 1 d [ A] [ A ]0 met k = 2k 1
= k [ A] [ A ] = 1+ t1/2 = met keff = 2k
2
− keff [ A ]0
2 dt [ A ]0 keff t eff
A + B ⎯k⎯
→P d [ A] ⎛ [ B] ⎞
− = k [ A ][ B ]
dt 1 ⎜ [ B] ⎟
kt = ln ⎜ 0
⎟
[ ]0 [ ]0 ⎜
B − A [ A ] ⎟
⎜⎝ [ A ] ⎟⎠
0
3A + B ⎯k⎯
→P 1 d [ A] 1
= k [ A] [ A ] = [ A ]0 met keff = 6k
3
− 1+ [ A ]0 keff t
3 dt
Bij de eerste orde kan gesteld worden [ P ] + [ A ] = [ A ]0 en dus [ P ] = [ A ]0 1− e− kt ( )
Op een gegeven moment worden de differentiaalvergelijkingen zo ingewikkeld dat ze numeriek
opgelost moeten worden met een Taylorbenadering met een computer. Elke uitkomst van een
Taylorbenadering wordt gebruikt als nieuw startpunt.
Pagina 3 van 20
Fysische Chemie en Kinetiek
4052FYSCK
Samenvatting
Pagina 1 van 20
, 4052FYSCK SAMENVATTING
Inhoudsopgave
Inhoudsopgave 2
Hoofdstuk 35&36 Kinetiek 3
Hoofdstuk 9 Oplossingen 8
Hoofdstuk 10 Elektrolyten 10
Hoofdstuk 11 Elektrochemie 12
Dictaat kinetiek elektrodereacties 14
Hoofdstuk 33 Snelheid gassen 15
Hoofdstuk 34 Transport 17
Dictaat transport elektrochemie 19
College 11 Waterstofevolutie 20
Ezelsbruggetjes elektrochemie
Losing electrons is oxidation
Gaining electrons is reduction
Remember: "LEO the lion goes GER”
Reduction happens at the Cathode
Oxidation happens at the Anode
Remember: “Red Cat”
Pagina 2 van 20
, 4052FYSCK SAMENVATTING
Hoofdstuk 35&36 Kinetiek
De chemische kinetiek bestudeert de snelheid van reacties, en a.d.h.v. daarvan de mechanismen.
Dit verschilt van de thermodynamica doordat thermodynamica kijkt naar evenwichten terwijl bij
kinetiek de reactie (nog) niet in evenwicht is.
De reactiesnelheid van stof i geeft de snelheid waarmee een reactant verdwijnt of een product
1 d [i ]
verschijnt: R = met ν i de stoichiometrische verhouding onder voorwaarden van constant
ν i dt
volume en geen andere afvoer/toevoer. Voor gassen wordt dit (m.b.v. de partiële druk uit de ideale
1 dPA
gaswet) geschreven als: R = .
RT dt
§35.3 Rate law
De rate law geeft de reaction rate middels R = k [ A ] • [ B ] .• .. met k de
α β
reactiesnelheidsconstante in M-n+1s-1, [ A ], [ B ],... de concentratie van de reactanten en α , β ,... de
ordes van de reactie. Deze moeten experimenteel bepaald worden en hangt o.a. af van
temperatuur, druk en tijd. Als bij een verhoging van de concentratie de snelheid omhoog gaat is
de orde positief.
§35.4 Reactiemechanisme
Een reactiemechanisme is een collectie van elementaire stappen. Een elementaire stap is een
stap die niet verder opgedeeld kan worden. Het aantal elementaire stappen - 1 is het aantal
intermediairen. Een reactie die verloopt volgens 1 elementaire stap is een simpele reactie, ≥2
elementaire stappen is een complexe reactie.
De moleculariteit is de stoichiometrie van 1 elementaire stap waardoor gesteld kan worden dat bij
elementaire stappen geldt dat de moleculariteit gelijk is aan de orde.
§35.5/35.6 Geïntegreerde reactiesnelheidsvergelijkingen
De halfwaardetijd is de tijd waarin de concentratie de helft is van de initiële concentratie.
Reactievergelijking Reactiesnelheids- Geïntegreerde Halfwaardetijd
vergelijking reactiesnelheidsvergelijking
A ⎯k⎯
→P d [ A] [ A ] = [ A ]0 e− kt ln ( 2 )
− = k [ A] t1/2 =
dt k
2A ⎯k⎯
→P 1 d [ A] [ A ]0 met k = 2k 1
= k [ A] [ A ] = 1+ t1/2 = met keff = 2k
2
− keff [ A ]0
2 dt [ A ]0 keff t eff
A + B ⎯k⎯
→P d [ A] ⎛ [ B] ⎞
− = k [ A ][ B ]
dt 1 ⎜ [ B] ⎟
kt = ln ⎜ 0
⎟
[ ]0 [ ]0 ⎜
B − A [ A ] ⎟
⎜⎝ [ A ] ⎟⎠
0
3A + B ⎯k⎯
→P 1 d [ A] 1
= k [ A] [ A ] = [ A ]0 met keff = 6k
3
− 1+ [ A ]0 keff t
3 dt
Bij de eerste orde kan gesteld worden [ P ] + [ A ] = [ A ]0 en dus [ P ] = [ A ]0 1− e− kt ( )
Op een gegeven moment worden de differentiaalvergelijkingen zo ingewikkeld dat ze numeriek
opgelost moeten worden met een Taylorbenadering met een computer. Elke uitkomst van een
Taylorbenadering wordt gebruikt als nieuw startpunt.
Pagina 3 van 20
