HET CHEMISCH EVENWICHT

Evenwichtsverschijnselen in het gewone taalgebruik

• Strategisch (on)evenwicht

• Politiek (on)evenwicht

• Monetair (on)evenwicht

• Psychisch (on)evenwicht

• …

In de wetenschappelijke taal

• Biologisch evenwicht

• Fysica

Tot nu toe: reactie A + B C + D reagentia reactieproducten

DEEL 2 – DE CHEMISCHE REACTIE HOOFDSTUK 2: DYNAMIEK VAN

CHEMISCHE REACTIES2. HET CHEMISCH EVENWICHT

2.1 OMKEERBARE REACTIES

vóór de reactie10 d. A 0 d. C10 d. B 0 d. D

na de reactie0 d. A 10 d. C0 d. B 10 d. D

Reagentia in stoichiometrisch gelijke verhoudingen, beide reageren volledig weg

vóór de reactie12 d. A 0 d. C10 d. B 0 d. D

na de reactie2 d. A 10 d. C0 d. B 10 d. D

Eén reagens stoichiometrisch in overmaat, het andere reageert helemaal weg

bvb. Mg + 2 HCl → MgCl2 + H2

Dit zijn: aflopende reacties, voorgesteld door enkele pijl

• Niet altijd aflopend– reactieproducten kunnen onderling

• ook botsen • ook reageren waarbij de oorspronkelijke deeltjes (reagentia)

terug ontstaan– de terug gevormde oorspronkelijke deeltjes kunnen echter

onderling opnieuw reageren tot reactieproducten– beide reacties (van links naar rechts en van rechts naar links)

kunnen tegelijkertijd opgaan– beide reacties zijn omkeerbaar– geen van beide reacties is volledig aflopend !

• Evenwichtstoestand ontstaat als– de heen- en terugreactie met dezelfde snelheid verlopen– geen concentratieveranderingen meer optreden

• Er is een toestand van beweeglijk of dynamisch evenwicht ontstaan

– voorgesteld door een dubbele pijl of

reactie A + B C + D reagentia reactieproducten

en reactie A + B C + D reagentia reactieproducten

treden tegelijk op

vóór de reactie10 d. A 0 d. C10 d. B 0 d. D

systeem

Experiment: NH3 g + H2O vl NH4OH opl

evenwichtstoestand2 d. A 8 d. C2 d. B 8 d. D

evolueert naar systeem

In de evenwichtstoestand gebeuren dus omkeerbare reacties,

voorgesteld door dubbele pijl of Bij evenwicht blijft een bepaalde hoeveelheid van de reagentia bestaan, naast een bepaalde hoeveelheid van de reactieproducten.

fenolftaleïne wordt fuchsia gekleurd:basische oplossing is ontstaan

vochtig fenolftaleïnepapiertje boven de oplossing houden: wordt fuchsia gekleurd:NH3-dampen zijn uit oplossing terug vrijgekomen en zorgen voor verkleuring FF

NH4OH opl NH3 g + H2O vl

Voorstelling evenwichtssysteem

NH3 g + H2O vl NH4OH opl

NH3

NH4OH

NH3 g

H2O

FF

FFFF

Omkeerbare reactie

• NH4OH NH3 + H2O

• Heen en terugreactie met gelijke snelheid

• Geen concentratieveranderingen

DYNAMISCH EVENWICHT

EEN DYNAMISCHE EVENWICHTSTOESTAND

• Niet meer veranderende eigenschappen• Gelijke reactiesnelheden

(dynamische evenwichtstoestand)• Gesloten systeem• Omkeerbaarheid• Onvolledig

EXPERIMENTELE STUDIE

Fe3+ en I- -evenwicht

2 Fe3+ + 2 I- 2 Fe2+ + I2

2.2.1 Experiment

2.2 AANTONEN VAN EEN DYNAMISCH EVENWICHT

A Proef 1: FeCl3 -opl. + KI –opl. : reactie tussen de ionen Fe3+ en I- :

2 Fe3+ + 2 I- 2 Fe2+ + I2

Aflopende reactie?? Maximaal 3 soorten deeltjes aan te tonen: Fe2+, I2 en één van beide reagentia in overmaat

Onvolledige reactie?? De vier deeltjes zijn aan te tonen; reagentia zijn niet volledig omgezet

vraag

test

I1-

Hg(NO3)2

Fe3+

SCN1-

I2

zetmeel

Fe2+

Fe(CN)63-

referentie

identificatiereacties

Deeltje Indicator Waarneming indien aanwezig

Onderzoek

Fe3+-opl. I- -opl.

Fe3+ SCN- (=thiocyanaation)

Fe2+ Fe(CN)63- (=ferricyanide-ion)

I- HgCl2

I2 zetmeel

Waarneming

Roodbruin complex

Blauwgroen complex

Rood neerslag

Donkerblauw complex

Deeltje Indicator Waarneming indien aanwezig

Onderzoek

Fe3+-opl. I- -opl.

I2 zetmeel Donkerblauw complex

Fe2+Fe(CN)6

3- (=ferricyanide-ion)Blauwgroen complex

Fe3+ SCN- (=thiocyanaation) Roodbruin complex

I- HgCl2 Rood neerslag

Onderzoek oplossingen

Neen

Neen

Neen

Neen

EXPERIMENT 1

• Onderzoek evenwichtsmengsel

2 Fe3+ + 2 I- 2 Fe2+ + I2

HgCl2

SCN1-

zetmeel

Fe(CN)63-

referentie

Deeltje Indicator Waarneming indien aanwezig

Hier aanwezig?

Proef 1 Proef 2

Fe2+ Fe(CN)63- (=ferricyanide-ion) Blauwgroen complex

I2 zetmeel Donkerblauw complex

Fe3+ SCN- (=thiocyanaation) Roodbruin complex

I- HgCl2 Rood neerslag

Waarneming

Ja

Ja

Ja

Ja

EXPERIMENT 2

• Onderzoek evenwichtsmengsel

2 Fe2+ + I2 2 Fe3+ + 2 I-

HgCl2

SCN1-

zetmeel

Fe(CN)63-

referentie

Deeltje Indicator Waarneming indien aanwezig

Hier aanwezig?

Proef 1 Proef 2

Fe2+ Fe(CN)63- (=ferricyanide-ion) Blauwgroen complex

JA JA

I2 zetmeel Donkerblauw complex

JA JA

Fe3+ SCN- (=thiocyanaation) Roodbruin complex

JA JA

I- HgCl2 Rood neerslag

JA JA

Waarneming

Onvolledige reactie

• 2 Fe3+ + 2 I- 2 Fe2+ + I2

• 2 Fe2+ + I2 2 Fe3+ + 2 I-

• 2 Fe3+ + 2 I- 2 Fe2+ + I2

BETEKENIS

(a) (b) (c)

t

v

vlinks

t

v

vrechts

t

vr = vl bij te

v

2 Fe3+ + 2 I- 2 Fe2+ + I2

GRAFISCHE VOORSTELLING

A + B 2 C + D

V Reactiesnelheid in functie van de tijd

2 1 3 4 6 5 t (min)

Concentratieverandering van de stoffen in functie van de tijd

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 1 2 3 4 5 6 t (min)

[ ] mol/ l

[C]

[A]

[D]

[B]

HET CHEMISCH EVENWICHT

DVD