mlavd@BCEC 1

Evenwichten

Tot nu toe hebben we het altijd over chemische reacties gehad als een niet

omkeerbaar proces.

Maar er zijn ook chemische reacties die een omkeerbaar proces zijn dit

noemen we chemische evenwichten.

mlavd@BCEC 2

Evenwichten

Bij chemische evenwichten reageren de beginstoffen tot eindproducten en deze kunnen dan tegelijkertijd weer terugreageren naar de beginstoffen

mlavd@BCEC 3

Evenwichten

A + B C+ D

A + B C + D

A + B C + D

Dit wordt in de reactievergelijking aangegeven met een dubbele pijl

mlavd@BCEC 4

Evenwichten

Deze evenwichten spelen ook in ons dagelijks leven een belangrijke rol zonder dat we dat in de gaten hebben

(behalve als het niet helemaal jofel verloopt)

mlavd@BCEC 5

Evenwichten

Volledige verbranding

Onvolledige verbranding

mlavd@BCEC 6

Evenwichten

Beide reactie samengevat: 2 Fe2+ + I2 2 Fe3+ + 2 I-

mlavd@BCEC 7

Evenwichten

Een kenmerk van een evenwicht is dat er altijd beginstoffen en eindproducten tegelijkertijd in

het reactiemengsel aanwezig zijn.

Verkleuring Neerslag Verkleuring

Verkleuring Fe2+

I- Fe3+

I2

mlavd@BCEC 8

Evenwichten

Elk evenwicht streeft naar het bereiken van een toestand waarin de verhouding tussen de concentraties van beginstoffen en de eindproducten constant is.

Deze verhouding tussen de concentraties van beginstoffen en de eindproducten noemen we de evenwichtsconstante = Kev

mlavd@BCEC 9

Evenwichten

mlavd@BCEC 10

EvenwichtenElk evenwicht streeft naar het bereiken van een toestand waarin de verhouding

tussen de concentraties van beginstoffen en de eindproducten constant is.

mlavd@BCEC 11

Evenwichten

Elk evenwicht streeft naar het bereiken van een toestand waarin de verhouding

tussen de concentraties van beginstoffen en de eindproducten constant is.

Als een systeem in evenwicht is blijven alle concentraties constant en is de

reactiesnelheid van begin eind en de reactiesnelheid van eind begin gelijk

mlavd@BCEC 12

EvenwichtenDeze verhouding tussen de concentraties van beginstoffen

en de eindproducten noemen we de evenwichtsconstante = Kev

Reactie: p A +q B x C + y D

Kev = [C]x*[D]y

[A]p*[B]q

mlavd@BCEC 13

Evenwichten

De evenwichtsconstante = onafhankelijk

van de concentraties van de beginstoffen

of het

volume waarin de reactie plaats heeft.

mlavd@BCEC 14

EvenwichtenIn een vat van 2,0 L wordt 42 gram stikstof en 10 gram waterstof gedaan. In een evenwichtsreactie wordt 25,5 gram ammoniak gevormd.

a) Geef de evenwichtsvergelijkingb) Geef de evenwichtsvoorwaarde K c) Bereken hoeveel mol stokstof en waterstof in het evenwichtsmengsel aanwezig zijnd) Bereken de Kev

mlavd@BCEC 15

Evenwichtena) Geef de evenwichtsvergelijking b) Geef de evenwichtsvoorwaarde K c) Bereken hoeveel mol stokstof en waterstof in het evenwichtsmengsel aanwezig zijnd) Bereken de Kev

a) N2 + 3 H2 2 NH3b) Kev = [NH3]2/([N2]*[H2]3)

c) N2 + 3 H2 2 NH3

Tbegin 1,5 5,0 0,0 Reactie +1,5 +Tevenwicht 0,75 2,75 1,5

–3/2*1,5-1/2*1,5

mlavd@BCEC 16

Evenwichtend) Bereken de Kev

d) Kev = [NH3]2/([N2]*[H2]3)

c) N2 + 3 H2 2 NH3

Tevenwicht 0,75 mol 2,75 mol 1,5 mol

V = 2 L [NH3] = 0,75M [N2] = 0,375 M [H2] = 1,375 M

Kev = 0,752/(0,375*1,3753)= 0,58

mlavd@BCEC 17

EvenwichtenBereken hoeveel gram N2O4 gevormd wordt en hoeveel gram NO2 overblijft als je 2,00 gram NO2 in een vat van 2 L brengt.

Stel de Kev = 222

Stap 1: 2 NO2 N2O4

[ ]begin 0,0435/2 0,00 Stap 2: reactie - x + 0,5x

Stap 3:[ ]eind 0,0218 - x 0,5x

Stap 4: Kev = [N2O4]/[NO2]2 = 0,5x/(0,0218-x)2 = 222

mlavd@BCEC 18

EvenwichtenBereken hoeveel gram N2O4 gevormd en hoeveel gram NO2 overblijft wordt als je 2,00 gram NO2 in een vat van 2,00 L

brengt. Stel de Kev = 222

Stap 4: Kev = [N2O4]/[NO2]2 = 0,5x/(0,0218-x)2 = 222 x = 0,0158 [N2O4] = 0,5x = 0,0079 M met 2,00 L 0,0158 mol 0,0158 mol * 92 g/mol = 1,45 gram N2O4

[NO2] = 0,0218-x = 0,00600 M met 2,00 L 0,0120 mol 0,552 gram NO2

Sneller is natuurlij`k: 2,00 – 1,45 = 0,55 gram NO2

mlavd@BCEC 19

Evenwichtsverschuivingen

Bij verandering van de concentratie van een van de stoffen reageert het evenwicht zodat de ‘verstoring’ zo veel mogelijk

opgeheven wordt

mlavd@BCEC 20

EvenwichtenBij verandering van het volume waarin de reactie plaatsvindt

reageert het evenwicht zo dat de verandering van de verhouding in concentraties zoveel mogelijk te niet wordt

gedaan en de Kev weer zijn oude waarde krijgt

mlavd@BCEC 21

EvenwichtenBij verandering van de concentratie van een van de stoffen,

door toevoegen/weghalen van een van de stoffen of door volumeverandering, reageert het evenwicht dusdanig dat de verhouding tussen beginstof en eindproduct weer constant

wordt.

Dit betekent dat een evenwicht elke verstoring zal ‘tegenwerken’ en gestreefd zal worden naar een herstelling van

de oorspronkelijke situatie

mlavd@BCEC 22

EvenwichtenVerandering van temperatuur

mlavd@BCEC 23

EvenwichtenBlijft de Kev constant bij een verandering van temperatuur ?

Oude situatie bij 298 K : Kev = 222

NEENEE DUS!!! DUS!!!

Nieuwe situatie bij 343 K:Kev = [N2O4]/[NO2]2 = 14*10-3/(37*10-3)2 = 10,23 = 10

mlavd@BCEC 24

Evenwichten

De Kev is dus afhankelijk van de temperatuur !!!!

Als de temperatuur stijgt zal het evenwicht reageren naar de endotherme kant zodat er energie

weggaat.

Als de temperatuur daalt zal het evenwicht reageren naar de exotherme kant zodat er energie

gevormd wordt.

mlavd@BCEC 25

Evenwichten bij oplossen van zouten

Bij het oplossen van zouten ontstaat een evenwicht tussen het nog op te lossen zout(s) en het al opgeloste zout(aq)

mlavd@BCEC 26

Evenwichten bij oplossen van zouten

Bij het oplossen van zouten ontstaat een evenwicht tussen het nog op te lossen zout(s) en het al opgeloste zout(aq)

mlavd@BCEC 27

Evenwichten bij oplossen van zouten

Bij het oplossen van zouten ontstaat een evenwicht tussen het nog op te lossen zout(s) en het al opgeloste zout(aq).

Bij matig oplosbare zouten zal dit evenwicht naar links Kev = Ks < 1

Slecht oplosbare zouten: evenwicht ver naar links Kev = Ks <<< 1

Goed oplosbare zouten: evenwicht ver naar rechts Kev = Ks >>> 1

mlavd@BCEC 28

Evenwichten bij oplossen van zouten

Bij het oplossen van zouten ontstaat een evenwicht tussen het nog op te lossen zout(s) en het al opgeloste zout(aq) .

[Ag+]*[Cl-] = 14 * 14 = 196 [Ag+]*[Cl-] = 49 * 4 = 196

[Ag+]*[Cl-] = 28 * 7 = 196

mlavd@BCEC 29

Evenwichten bij oplossen van zouten: ionenproduct

Het ionenproduct is bij het oplossen van zouten constant. Dit noemen we het oplosbaarheidsproduct en dit bepaalt hoeveel zout er maximaal op kan lossen per L water.

[Ag+]*[Cl-] = 28 * 7 = 196

[Ag+]*[Cl-] = 14 * 14 = 196

[Ag+]*[Cl-] = 49 * 4 = 196

Conclusie:

mlavd@BCEC 30

Evenwichten bij oplossen van zouten

mlavd@BCEC 31

Evenwichten bij oplossen van zouten

Bereken hoeveel gram neerslag ontstaat als 10,00 gram BaSO4 wordt toegevoegd aan 2,000 L water

stap 2: Ks = 1,1*10-10 (zie Binas) [Ba2+] = [SO42-] = 1,05*10-5 M

In 2 L 2,1*10-5 mol BaSO4 lost op

stap 1: BaSO4 Ba2+ + SO42- Ks = [Ba2+]*[SO4

2-]

stap 3: Toegevoegd: 10 g/233,4 g/mol = 0,04284 mol en in 2 L lost 2,1*10-5 mol BaSO4 op

neerslag 0,04284 - 2,1*10-5 = 0,04282 mol BaSO4 0,04282 mol * 233,4 g/mol = 9,995 g BaSO4

mlavd@BCEC 32

Evenwichten bij oplossen van zouten

Bereken hoeveel gram magnesiumhydroxide maximaal oplost in 2,0 L water

stap 2: Ks = [Mg2+]*[OH-]2 = 5,6*10-12 = x*(2x)2 4x3= 5,6*10-12

x3 = 1,4*10-12 x = 1,119*10-4 M

stap 1: Mg(OH)2 Mg2+ + 2 OH-

x x 2x

stap 3: In 2 L 2,24*10-4 mol Mg(OH)2 lost op

in 2 L lost 1,3*10-2 gram Mg(OH)2 op

mlavd@BCEC 33

Evenwichten bij oplossen van zouten

Bereken de pH van de oplossing als 2,00 gram ijzer(II)hydroxide wordt toegevoegd aan 1,20 L water

stap 2: Ks = [Fe2+]*[OH-]2 = 4,9*10-17 = x*(2x)2 4x3= 4,9*10-17

x3 = 1,225*10-17 x = 2,31*10-6 M [OH-] = 4,61*10-6 M

stap 1: Fe(OH)2 Fe2+ + 2 OH-

x x 2x

stap 3: [OH-] = 4,61*10-6 M pOH = 5,64

pH = 14 –5,64 = 8,36