SK - H2 - TW2

Energie en moleculen

Tussen moleculen bestaat een aantrekkingskracht: de vanderwaalskracht. Deze is het kleinste in de gasfase.

Als je een stof afkoelt, neemt de bewegelijkheid van moleculen steeds verder af. In de vaste fase, trillen de moleculen op 1 plek. Dit trillen wordt steeds minder bij het afkoelen, tot -273 °C: dan staan de moleculen stil. Dit absolute nulpunt is gelijk aan -273 °C of 0 K.

Alle faseovergangen (zie afbeelding) hebben een energie-effect: als er energie vrijkomt, is het exotherm, als er juist constant energie nodig is, is het endotherm.

Chemische reacties

Als je stoffen mengt of scheidt, dan blijven de stofeigenschappen aanwezig. Bij een chemische reactie ontstaan er andere stoffen. De beginstoffen reageren, en deze vormen de reactieproducten. Een chemische reactie is een blijvende verandering, in tegenstelling tot bijvoorbeeld een faseovergang.

Een reactie noteer je in een reactieschema. Hierin staan de beginstoffen voor de pijl, en de reactieproducten na de pijl. Bij de stoffen staat de fase: (s) voor een vaste stof, (l) voor een vloeistof, (g) voor een gas, en (aq) voor een oplossing met water. Alles wat je toevoegt wat geen stof is, staat boven de pijl. In de afbeelding zie je het reactieschema voor de verbranding van magnesium.

Ook reacties hebben een energie-effect: endotherm of exotherm.

2 soorten reacties

Als er bij een reactie 1 beginstof is, en meerdere reactieproducten, spreken we van een ontledingsreactie. Hiervan zijn 3 vormen: thermolyse (ontleding door warmte), fotolyse (ontleding door licht) en elektrolyse (ontleding door elektriciteit). Een ontledingsreactie is altijd endotherm.

Als er bij een reactie meerdere beginstoffen zijn, en 1 reactieproduct, spreken we van een vormingsreactie.

Rekenen met reacties

De wet van massabehoud stelt vast dat de massa van de beginstoffen gelijk is aan de massa van de reactieproducten.

Alle stoffen reageren in een vaste massaverhouding. Waterstof en zuurstof reageert altijd in de verhouding 1:8. Voor elke gram waterstof is 8 gram zuurstof nodig voor een volledige reactie. Als je 1 gram waterstof hebt, en 9 gram zuurstof, zeggen we dat zuurstof in overmaat is, want er blijft een deel over. Waterstof is dan in ondermaat, want er is te weinig om alles volledig te kunnen laten reageren.

Industriële reacties

Een blokschema is een schematisch overzicht van alle stappen in een productieproces, zoals reageren, scheiden en mengen. Ook zie je de verschillende “stromen” van stoffen. Als je een stof recirculeert, dan voeg je deze weer toe aan een eerdere bewerking.

Het rendement laat zien hoeveel procent van de beginstoffen daadwerkelijk reageren. Het rendement van een reactie is nooit 100%. De theoretische opbrengst is de opbrengst die je krijgt als je de massa(‘s) van de beginproduct(en) bij elkaar optelt.