[scheikunde] Evenwicht en K-waarde

Sanne2838

Hoii,

Ik zit in 6 vwo en ik heb een vraagje over de relatie tussen de ligging van het evenwicht en K.

Wat ik inmiddels weet:
- als geldt: K =

[sup]q[/sup][D][sup]r[/sup]/[A][sup]n[/sup][B][sup]m [/sup](met n A + m B <--> q C = r D), is er sprake van een evenwicht.

Daarom wordt bovengenoemde ook de evenwichtsvoorwaarde genoemd

- K is alleen afhankelijk van de temperatuur

 

Nu staat er in samengevat het volgende: 

Als je een overmaat van één van de beginstoffen doet, blijft K gelijk alleen de [u]ligging van het evenwicht [/u]verschuift naar rechts. 

Maar hoe kan er een nieuw evenwicht worden bereikt (er staat immers dat ligging van het evenwicht veranderd) als K hetzelfde blijft en de concentratiebreuk veranderd??

Of komt er helemaal geen nieuw evenwicht en bedoelen ze iets anders met de verschuiving van de ligging?

 

Beetje onduidelijk geformuleerd misschien maar ik wist het niet anders op te schrijven. Hopelijk kunnen jullie me helpen met deze verwarring

Wdeb

De uitkomst van de evenwichtsvoorwaarde moet gelijk blijven, maar hoe is niet geheel van belang. Maar die "hoe" is juist voor de waarneming van de stofjes juist weer wel van belang.

Uitleg:
Stel
A + B C + D
In evenwicht geldt in dit geval
C = 10, D = 5, A = 2 en B = 6. dan

\(K = \frac{10 \cdot 5}{2 \cdot 6} = 4,167\)

Maar ook

\(K = \frac{14,075 \cdot 9,075}{15,925 \cdot 1,925} = 4,167\)

En laat dit nou net de uitkomst zijn als iemand in plaats van A = 2 te hebben genomen, A = 20 hebben genomen (reken maar na...). En dan is te zien dat er bijna geen B meer is. Dus is er chemisch gezien meer van de stoffen aan de rechter kant ontstaan door de reactie naar rechts, dus is het evenwicht naar rechts verschoven.

Wdeb

Sanne2838

Dit snap ik niet helemaal. Eersst gebruik je A = 2 en die vul je in in de concentratiebreuk, later gebruik je in A = 20 alleen dan vul je op de plaats van A 15,925 in?

En je zegt dat omdat er bijna geen B (links) meer is het evenwicht naar rechts ligt? Maar er is nog wel erg veel A (ook links), dus dan ben ik geneigd te denken dat het evenwicht naar links ligt (of in ieder geval niet naar rechts)

Maar bedoel je te zeggen dat als de ligging van het evenwicht veranderd, de evenwichtsvoorwaarde nog steeds kan kloppen (dus dat er bij de concentratiebreuk nog steeds hetzelfde uit kan komen)? Dit snap ik nu deels

Fuzzwood

Hier is een stap overgeslagen.

Stel dat je de reactie hebt uitgevoerd en na reactie bleef er 2 A en 6 B over en vormde er 10 C en 5 D. Je berekent de evenwichtsconstante en daar komt dan 4.167 uit.

Nu kun je je afvragen wat er gebeurt als je na de reactie bijvoorbeeld meer A toevoegt, in dit geval 18 extra A.

Wat weet je in dit geval? Sowieso dat K gelijk blijft (want daar draait de hele theorie om), de nieuwe A (20) en de reactievergelijking. Die laatste is belangrijker dan je denkt, want die zegt hier dat voor elke A die met B reageert, en 1 C en D gevormd zullen worden. Met andere woorden:

Als er x A en x B verdwijnt, zullen er x C en x D gevormd worden. Samen met de rest van de gegevens die je op dit moment hebt, krijg je deze breuk:

\(K = \frac{(10+x)(5+x)}{(20-x)(6-x)} = 4.167\)

Hieruit kun je x oplossen:

\((10+x)(5+x) = 4.167(20-x)(6-x)\)

\(50 + 15x + x^2 = 4.167(120 - 26x + x^2)\)

\(50 + 15x + x^2 = 500.04 - 108,342x + 4.167x^2\)

\(0 = 450.04 - 123.342x + 3.167x^2\)

Met de abcformule krijg je dan x = 4.075 v x = 34.871 (waarvan de laatste niet kan. Leg uit waarom niet). Invullen van die x in de breuk levert dan de vereenvoudigde versie:

\(K = \frac{(14.075)(9.075)}{(15.925)(1.925)} = 4.167\)

Je zegt nu dat er inderdaad veel A over is. Hou echter in je achterhoofd dat dit een evenwichtsreactie is en je dus even goed kan stellen dat er veel meer C gevormd is, dat met D weer A en B kan vormen. De evenwichtsconstante van de terugreactie is 0.240 (ga dit ook na).

Sanne2838

Bedankt voor het reageren!

Is het niet op de eerste plaats zo dat de ligging van het evenwicht alleen kan veranderen bij het toevoegen van 1 van de beginstoffen, als die beginstof idd de beperkende factor is?

Want stel dat je 2 A en 1 B hebt om (een bepaalde hoeveelheid) C en D te kunnen vormen, maar je wilt eigenlijk meer C en D vormen.
Dan kun je wel A gaan toevoegen maar als de hoeveelheid B hetzelfde blijft dan schiet je daar niks mee op toch?

Fuzzwood

Het effect van maar 1 van de reagentia toevoegen loopt inderdaad asymptotisch af. Toevoegen van alle reagentia uiteindelijk ook omdat de teruggaande reactie gaat domineren door de overmaat aan product. Om de reactie tussen A en B echt aflopend te krijgen, is het beter als je C of D uit het reactiemengsel kunt verwijderen.

Om dit in een wat praktischer plaatje te gieten: polyester is een kunststof die ontstaat uit de reactie van een dicarbonzuur en een di-alcohol (carbonzuren -COOH en alcoholen -OH zijn functionele groepen in de organische chemie). Dit is normaliter een evenwicht (R en R' geven de rest van de moleculen aan):

R-COOH + HO-R' <--> RCOOR' + H₂O

Deze reactie is dus alleen maar echt aflopend te krijgen door tijdens de reactie het water uit het reactiemengsel te verwijderen, bijvoorbeeld door distillatie.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[scheikunde] Evenwicht en K-waarde

Evenwicht en K-waarde

Re: Evenwicht en K-waarde

Re: Evenwicht en K-waarde

Re: Evenwicht en K-waarde

Re: Evenwicht en K-waarde

Re: Evenwicht en K-waarde