Wetenschapsforum

Hey, ik heb problemen met 2 oefeningen, maar ik heb zelf al een idee, maar de oplossing komt niet uit.

1.Bij o° C bedraagt de evenwichtsconstante van de reactie 2 NO2 --> N204 gelijk aan 7

Men sluit 0,5 g stikstofoxide op in een gesloten proefbuis van 100 ml en koelt af tot 0°C. Bereken de massa's van beide gassen in het venwichtsmengesle bij die temperatuur.

(antwoorden: 0,27 g en 0,23 g)

wat ik heb gedaan is de concentratie van NO2 berekent en ik kwam O,O54 M uit, maar ik heb geen idee f dit de concetrtie van voor of na het evenwicht is (ik vermoed voor het evenwicht)

Maar hoe kan ik de concetratie van N2O4 berekenen?

2.

wanneer men bij kamertemperatuur 2 mol ethanol mengt met 2 mol ethaanzuur, bekomt men 1,3 mol ethylethanoaat.

a) bereken de evenwichtsconstante van deze reactie (antw: 3,4)

b) hoeveel mol ethylethanoaat bekomt men wanneer men uitgaat van 2 mol ethanol en 3 ethaanzuur.(antw: 3,4)

Hier kan ik eigenlijk gewoon niet aan beginnen omdat ik de symbolen van ethaanzuur en ethylethanoaat niet ken.

weet iemand deze?

Alvast bedankt

Voor alle opgaven die handelen over evenwichten moet je een aantal vergelijkingen opstellen. Maar eerst beginnen met de reactievergelijking. In het eerste geval is die gegeven:

2 NO₂ --> N₂O₄

Aan de hand hiervan kun je de evenwichtsvoorwaarde opstellen:

K = [N₂O₄] / [NO₂]²

Nu bereken je de beginconcentratie stikstofoxide. Het gaat om 5 gram, de molmassa is 46 (voor NO₂), dit is dus 0,0109 mol, en dit zit in 0,1 l. De beginconcentratie is dus 0,109 mol/l.

Vervolgens stel je:

Je begint met 0,109 mol/l NO₂ (en 0 mol N₂O₄). Van het NO₂ reageert x mol tot N₂O₄, totdat evenwicht is bereikt. Bij evenwicht is de concentratie NO₂ dan gelijk aan 0,109 - x mol/l. De concentratie N₂O₄ is dan 0,5*x mol/l (omdat er voor iedere mol NO₂ 0,5 mol N₂O₄ ontstaat).

Nu vul je de x-en in in de evenwichtsvoorwaarde:

K = 0,5*x / (0,109-x)²

K * (0,109-x)² = 0,5*x

(0,109-x)² =0,5/K * x

0,109² -2*0,109*x + x² - 0,5/K *x = 0

K=7, dus

x² -2*0,109*x-0,5/7 * x + 0,109² =0

Dit is een 2e-graadsvergelijking met a=1, b=-2*0,109-0,5/7 en c=0,109²

Invullen levert x=0,239 of x=0,0493 mol/l. De eerste oplossing kan natuurlijk niet kloppen want je begint met slechts 0,109 mol/l. Je neemt dus de tweede oplossing.

De concentraties bij evenwicht zijn dus 0,109 - 0,0493 = 0,0594 mol/l voor NO₂ en 0,493*0,5 = 0,0247 mol/l voor N₂O₄. Op evenwicht is er in 0,1 liter dus 5,94*10^-3 mol NO₂ en 2,47*10^-3 mol N₂O₄ aanwezig. Vermenigvuldigen met de molmassa levert 0,27 respectievelijk 0,23 gram.

Samengevat, je neemt dus de volgende stappen: (dut is geldig voor alle sommen die om evenwichten draaien!)

1. Reactievergelijking opstellen

2. Evenwichtsvoorwaarde opschrijven.

Vervolgens: "Iets x stellen":

3. Aannemen dat je begint zonder dat 1 van de 2 stoffen aanwezig is;

4. De beginconcentratie van die stof uitrekenen;

5. ...en stellen dat er x mol moet reageren om tot evenwicht te komen;

6. Opschrijven wat op evenwicht de uiteindelijke concentraties zijn, in termen van x.

Tenslotte:

7. Deze concentraties invullen in de evenwichtsvoorwaarde, hierbij ontstaat vaak een tweedegraadsvergelijking.

8. De vergelijking uitschrijven, en oplossen met de abc-formule.

Nu weet je de concentraties. Afhankelijk van de opgave moet je dit soms nog omrekenen naar massa's, of pH-waarden of iets dergelijks.

Soms heb je pech, en is het systeem zodanig dat er een derdegraagsvergelijking of hoger uitkomt. Die kun je niet 1-2-3 oplossen. In dat geval moet je enkele termen uit je vergelijkingen verwaarlozen (omdat ze veel kleiner zijn dan andere termen), waarna een vergelijking ontstaat die wel eenvoudig is op te lossen. Dat is nu (nog) niet aan de orde.

Ik hoop dat je met deze informatie aan de slag kunt met de 2e (en verdere) opgave. Je hoeft niet per se te weten wat de structuren van ethaanzuur en ethylethanoaat zijn. Wat je wel moet weten is dat er bij deze reactie ook water vrijkomt. De reactie is als volgt:

ethaanzuur + ethanol --> ethylethanoaat + water

Dit kun je opschrijven als

HAc + EtOH --> EtOAc + H₂O

of als

A + B --> C + D

Dat maakt verder niet uit, zolang je maar consequent bent met het gebruik van de termen.

Aan de hand van deze reactie moet je de evenwichtsvoorwaarde op kunnen stellen. Vervolgens is gegeven dat er uit 2 mol van de beginstoffen 1,3 mol ethylacetaat ontstaat. Dan weet je dus ook hoeveel mol er van de beginstoffen nog over is, en hoeveel water er aanwezig is op evenwicht. Die getallen kun je wederom invullen in de evenwichtsvoorwaarde, waarna de evenwichtsconstante er eenvoudig uitrolt.

Succes!