6 Reactiesnelheid en evenwicht
6.1 Reactiesnelheid
○ Ammoniak wordt uit stikstof en waterstof gemaakt
○ N2 (g) + 3 H2 (g) → 2 NH3 (g)
○ De snelheid waarmee je ammoniak maakt is belangrijk, de industrie wil zoveel
mogelijk in een zo kort mogelijke tijd produceren, waarbij het milieu zo weinig
mogelijk schade oploopt.
○ Een neerslagreactie verloopt snel en de ontleding van waterstofperoxide langzaam.
○ Om de snelheid van een reactie te meten, moet je letten op de snelheid waarmee
de beginstoffen verdwijnen.
○ In de fabriek wordt veel meer mol per seconde geproduceerd dan in de reageerbuis.
Daarom druk je elke reactiesnelheid uit in een verandering van de concentratie per
tijdseenheid.
○ De reactiesnelheid s heeft als eenheid mol per liter per seconde → mol L-1s-1
○ In zonlicht ontleedt waterstofperoxide H2O2 langzaam. Door toevoegen van een
kaliumjodide oplossing verloopt de reactie sneller. Het kaliumjodide is na de
ontleding nog steeds aanwezig.
○ Je kunt met een klein beetje kaliumjodide een onbeperkte hoeveelheid
waterstofperoxide ontleden. Het kaliumjodide wordt wel gebruikt maar niet
verbruikt bij deze ontleding. Het kaliumjodide komt daarom niet in de
reactievergelijking voor: het kaliumjodide is een katalysator voor de ontleding van
waterstofperoxide.
○ In ons lichaam zijn katalysatoren erg belangrijk, de reacties moeten bij een lage
temperatuur snel verlopen. Biologische katalysatoren heten enzymen of
biokatalysatoren.
○ In je spieren gebruik je suiker als brandstof. Iedere stap in deze ‘verbranding’ wordt
mogelijk gemaakt door een enzym dat speciaal voor die reactie bestemd is.
○ Magnesium reageert met de H+(aq) ionen in zoutzuur.
○ Mg(s) + 2 H+(aq) → Mg2+(aq) + H2(g)
○ Bij een hogere concentratie zoutzuur verloopt de reactie met magnesium sneller. De
maximale hoeveelheid gevormd H2(g) wordt sneller bereikt bij een hogere
concentratie zoutzuur.
○ De grafiek waarin je de hoeveelheid H2(g) tegen de tijd uitzet heeft een kenmerkende
vorm
, ○ De hoeveelheid gevormd H2 per tijdseenheid wordt steeds kleiner. Dit is te zien in het
linker figuur, de lijn wordt steeds minder stijl. Dit is ook te zien in het rechter figuur; de
reactiesnelheid gaat omlaag.
6.2 Het botsende-deeltjesmodel
○ Bij een reactie ontstaan uit beginstoffen reactieproducten. Er moeten bij de deeltjes
van de beginstoffen bindingen verbroken worden en dat nieuwe bindingen ontstaan
bij de vorming van de deeltjes van de reactieproducten.
○ Daarvoor is het nodig dat de deeltjes met elkaar botsen om de reactie te laten
verlopen.
○ Bij ammoniakproductie moeten stikstofmoleculen botsen met waterstofmoleculen.
○ De atoombinding in een molecuul stikstof is sterk, om in een stikstofmolecuul
de atoombinding te verbreken is dus veel energie nodig: de botsing moet
behoorlijk krachtig zijn. Botsingen die voldoende krachtig zijn noem je
effectieve botsingen.
○ Bij een reactie is bij iedere temperatuur een bepaald percentage botsingen effectief.
○ De reactiesnelheid is afhankelijk van het aantal effectieve botsingen dat per seconde
per liter reactiemengsel plaatsvindt.
○ Concentratie reagerende stoffen neemt toe → meer deeltjes per liter reactiemengsel
→ meer botsingen per seconde → meer effectieve botsingen → reactiesnelheid
neemt toe
○ Bij een vaste stof vindt de reactie allen op het oppervlak van de vaste stof plaats. Als
dat oppervlak niet van grootte verandert, heeft dat geen invloed op de
reactiesnelheid.
○ Wanneer een vaste stof fijner verdeeld is, is het contactoppervlak groter. Je zegt dat
de verdelingsgraad groter is.
○ Contactoppervlak groter → meer deeltjes van de vaste stof botsen met
deeltjes omringende stof → reactiesnelheid neemt toe
○ Bij de productie van ammoniak is de verdelingsgraad niet van toepassing, omdat dat
een reactie is waarbij alleen gassen betrokken zijn.
○ Er kan een stofexplosie ontstaan door een grote verdelingsgraad.
○ Bij een hogere temperatuur verloopt een reactie sneller
○ Hogere temperatuur → moleculen hebben een grotere snelheid → de
deeltjes botsen vaker en krachtiger → aantal botsingen en percentage
effectieve botsingen neemt toe.
6.1 Reactiesnelheid
○ Ammoniak wordt uit stikstof en waterstof gemaakt
○ N2 (g) + 3 H2 (g) → 2 NH3 (g)
○ De snelheid waarmee je ammoniak maakt is belangrijk, de industrie wil zoveel
mogelijk in een zo kort mogelijke tijd produceren, waarbij het milieu zo weinig
mogelijk schade oploopt.
○ Een neerslagreactie verloopt snel en de ontleding van waterstofperoxide langzaam.
○ Om de snelheid van een reactie te meten, moet je letten op de snelheid waarmee
de beginstoffen verdwijnen.
○ In de fabriek wordt veel meer mol per seconde geproduceerd dan in de reageerbuis.
Daarom druk je elke reactiesnelheid uit in een verandering van de concentratie per
tijdseenheid.
○ De reactiesnelheid s heeft als eenheid mol per liter per seconde → mol L-1s-1
○ In zonlicht ontleedt waterstofperoxide H2O2 langzaam. Door toevoegen van een
kaliumjodide oplossing verloopt de reactie sneller. Het kaliumjodide is na de
ontleding nog steeds aanwezig.
○ Je kunt met een klein beetje kaliumjodide een onbeperkte hoeveelheid
waterstofperoxide ontleden. Het kaliumjodide wordt wel gebruikt maar niet
verbruikt bij deze ontleding. Het kaliumjodide komt daarom niet in de
reactievergelijking voor: het kaliumjodide is een katalysator voor de ontleding van
waterstofperoxide.
○ In ons lichaam zijn katalysatoren erg belangrijk, de reacties moeten bij een lage
temperatuur snel verlopen. Biologische katalysatoren heten enzymen of
biokatalysatoren.
○ In je spieren gebruik je suiker als brandstof. Iedere stap in deze ‘verbranding’ wordt
mogelijk gemaakt door een enzym dat speciaal voor die reactie bestemd is.
○ Magnesium reageert met de H+(aq) ionen in zoutzuur.
○ Mg(s) + 2 H+(aq) → Mg2+(aq) + H2(g)
○ Bij een hogere concentratie zoutzuur verloopt de reactie met magnesium sneller. De
maximale hoeveelheid gevormd H2(g) wordt sneller bereikt bij een hogere
concentratie zoutzuur.
○ De grafiek waarin je de hoeveelheid H2(g) tegen de tijd uitzet heeft een kenmerkende
vorm
, ○ De hoeveelheid gevormd H2 per tijdseenheid wordt steeds kleiner. Dit is te zien in het
linker figuur, de lijn wordt steeds minder stijl. Dit is ook te zien in het rechter figuur; de
reactiesnelheid gaat omlaag.
6.2 Het botsende-deeltjesmodel
○ Bij een reactie ontstaan uit beginstoffen reactieproducten. Er moeten bij de deeltjes
van de beginstoffen bindingen verbroken worden en dat nieuwe bindingen ontstaan
bij de vorming van de deeltjes van de reactieproducten.
○ Daarvoor is het nodig dat de deeltjes met elkaar botsen om de reactie te laten
verlopen.
○ Bij ammoniakproductie moeten stikstofmoleculen botsen met waterstofmoleculen.
○ De atoombinding in een molecuul stikstof is sterk, om in een stikstofmolecuul
de atoombinding te verbreken is dus veel energie nodig: de botsing moet
behoorlijk krachtig zijn. Botsingen die voldoende krachtig zijn noem je
effectieve botsingen.
○ Bij een reactie is bij iedere temperatuur een bepaald percentage botsingen effectief.
○ De reactiesnelheid is afhankelijk van het aantal effectieve botsingen dat per seconde
per liter reactiemengsel plaatsvindt.
○ Concentratie reagerende stoffen neemt toe → meer deeltjes per liter reactiemengsel
→ meer botsingen per seconde → meer effectieve botsingen → reactiesnelheid
neemt toe
○ Bij een vaste stof vindt de reactie allen op het oppervlak van de vaste stof plaats. Als
dat oppervlak niet van grootte verandert, heeft dat geen invloed op de
reactiesnelheid.
○ Wanneer een vaste stof fijner verdeeld is, is het contactoppervlak groter. Je zegt dat
de verdelingsgraad groter is.
○ Contactoppervlak groter → meer deeltjes van de vaste stof botsen met
deeltjes omringende stof → reactiesnelheid neemt toe
○ Bij de productie van ammoniak is de verdelingsgraad niet van toepassing, omdat dat
een reactie is waarbij alleen gassen betrokken zijn.
○ Er kan een stofexplosie ontstaan door een grote verdelingsgraad.
○ Bij een hogere temperatuur verloopt een reactie sneller
○ Hogere temperatuur → moleculen hebben een grotere snelheid → de
deeltjes botsen vaker en krachtiger → aantal botsingen en percentage
effectieve botsingen neemt toe.
