HET CHEMISCH EVENWICHT
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