Wetenschapsforum

Gegeven: N₂ en H₂worden samengevoegden zo verkrijgt men NH_3.De omzettingsgraad is 95%

Gevraagd: Als de omzettingsgraad daalt tot 85%, heeft men dan de temp. verhoogd of verlaagd?

Oplossing:

N₂ + 3H₂ <--------> 2NH₃

De reactie waarbij NH₃ wordt gevormd zal exotherm zijn, en de omgekeerde is dus endotherm.

Als de omzettingsgraad verlaagt, wordt er minder NH₃gevormd, dus is het evenwicht naar links verschoven. In de richting van de endotherme reactie dus.

Er is maw. temp. toegevoegd, of beter gezegd, men heeft de T verhoogd.

Kan dit kloppen?

Ja, klopt. Als de temperatuur verhoogd wordt, wordt de omzettingsgraad lager.

Als je voor een exotherme reactie nu eens opschrijf A + B greek048.gif C + energie en die energie bekijkt als een reactieproduct, dat je bij kan invullen in de evenwichtsconstante. Wat denk je dan dat er gebeurt als je extra energie toevoegt (de temperatuur verhoogt)?

P.s.: ga je er vanuit dat de vormingsreactie exotherm is, of is dat gegeven?

Aertsvijand schreef: ↑zo 24 jun 2012, 21:36
Als je voor een exotherme reactie nu eens opschrijf A + B greek048.gif C + energie en die energie bekijkt als een reactieproduct, dat je bij kan invullen in de evenwichtsconstante. Wat denk je dan dat er gebeurt als je extra energie toevoegt (de temperatuur verhoogt)?

P.s.: ga je er vanuit dat de vormingsreactie exotherm is, of is dat gegeven?

Aangezien K = . energie / [A].[B] (in dit geval dan) zou ik zeggen dat K ook stijgt als je de energie verhoogt...

Het is niet gegeven dat de reactie exotherm is, maar bij het binden van stoffen komt er toch steeds energie vrij dacht ik. Aangezien ze een stabielere "eenheid" gaan vormen die dus ook een lagere energie bezit.

Ik realiseer me net dat je mijn uitleg (waarschijnlijk) moet vergeten, aangezien de K ook verandert i.f.v. de temperatuur, waar de vraag uiteraard om draait. Vergeef me, iets met "einde van de examens" enzo. Maar ja, zoals Margriet al aangaf gaat de evenwicht verschuiven naar de kant van de endoterme reactie.

Grasshopper schreef: ↑zo 24 jun 2012, 21:45
Het is niet gegeven dat de reactie exotherm is, maar bij het binden van stoffen komt er toch steeds energie vrij dacht ik.

Ja, als je losse atomen aan elkaar hangt.

Maar hier ga je bestaande verbindingen (N2, H2 hebben al een binding) uit elkaar halen, om ze daarna tot iets anders in elkaar te zetten. Je kan dus niet a priori zeggen dat deze reactie exotherm is.

Aertsvijand schreef: ↑zo 24 jun 2012, 21:57
aangezien de K ook verandert i.f.v. de temperatuur

je moet zeker naar de entropie kijken. Deze is negatief (gezien er gas verdwijnt bij reactie), dus zal een hoge T zorgen dat het vrije energieverschil zal stijgen wat de omzetting nadelig beïnvloedt.

Typhoner schreef: ↑zo 24 jun 2012, 22:03
Ja, als je losse atomen aan elkaar hangt.

Maar hier ga je bestaande verbindingen (N2, H2 hebben al een binding) uit elkaar halen, om ze daarna tot iets anders in elkaar te zetten. Je kan dus niet a priori zeggen dat deze reactie exotherm is.

Hmm, ok, ja, maar in mijn cursus staat dat dit eigenlijk niet gebeurt (die bindingen verbreken) maar dat er ipv dat een geactiveerd complex onstaat van N₂H₂ dat dan uiteen gaat vallen in 2 NH's. Dit geactiveerd complex is echter theoretisch en kan praktisch moeilijk worden aangetoond, maar zou toch bestaan, omdat de stap via dat geactiveerd proces gewoon energie-efficienter (en dus logischer) is dan eerst H₂ en N₂ te breken.

Grasshopper schreef: ↑zo 24 jun 2012, 22:25
Hmm, ok, ja, maar in mijn cursus staat dat dit eigenlijk niet gebeurt (die bindingen verbreken) maar dat er ipv dat een geactiveerd complex onstaat van N₂H₂ dat dan uiteen gaat vallen in 2 NH's. Dit geactiveerd complex is echter theoretisch en kan praktisch moeilijk worden aangetoond, maar zou toch bestaan, omdat de stap via dat geactiveerd proces gewoon energie-efficienter (en dus logischer) is dan eerst H₂ en N₂ te breken.

oké, maar als je naar de voor en na kijkt, heb je wel de N-N en H-H verbindingen verbroken om de N-H bindingen te vormen. De N-N en H-H zijn weg, de N-H zijn er gekomen.

Dus om deze vraag voldoende goed te kunnen oplossen zou je moeten weten hoeveel energie het kost om de verbindingen te breken, en hoeveel er vrijkomt bij de vorming van NH₃ ?

zoals ik al zei, de entropie kan je helpen. Althans, daar lijkt de oefening heen te gaan.

Typhoner schreef: ↑zo 24 jun 2012, 23:05
zoals ik al zei, de entropie kan je helpen. Althans, daar lijkt de oefening heen te gaan.

Nochthans zou deze oefening moeten worden opgelost zonder gebruik te maken van entropie... Dus daar heb ik dan geen idee van...

Dus om deze vraag voldoende goed te kunnen oplossen zou je moeten weten hoeveel energie het kost om de verbindingen te breken, en hoeveel er vrijkomt bij de vorming van NH₃ ?

Ja, dan kun je berekenen of de vorming van NH₃een endotherme of een exotherme reactie is. Maar meestal staat er bij soortgelijke opgaven bij wat de exotherme of wat de endotherme kant is van het evenwicht.

Ter info. In de Binas (derde druk) tabel 51 staan van een aantal gasreacties de reactie-entalpie en de evenwichtsconstanten bij verschillende temperaturen gegeven. In tabel 58 vind je de bindingsenthalpieën.

Margriet schreef: ↑ma 25 jun 2012, 12:24
Ja, dan kun je berekenen of de vorming van NH₃een endotherme of een exotherme reactie is. Maar meestal staat er bij soortgelijke opgaven bij wat de exotherme of wat de endotherme kant is van het evenwicht.

Ok!

En dan nog een bijkomende vraag: als je de omzttingsgraad hebt, hoe bepaal je dan - enkel op basis daarvan! - of het evenwicht links of rechts ligt? Is dat een kwestie van 50% als grens te nemen; is de omzettingsgraad bv. 75% dan zal het evenwicht meer naar rechts liggen; is die bv. 30% dan zal ze meer naar links liggen?

Of hoe moet je dat zien?

Als K > 1 ligt het evenwicht rechts en als K < 1 ligt het evenwicht links.

Margriet schreef: ↑ma 25 jun 2012, 13:25
Als K > 1 ligt het evenwicht rechts en als K < 1 ligt het evenwicht links.

Maar als je dat moet afleiden uit de omzettingsgraad, hoe doe je dat dan? Of kan je dat met de omzettingsgraad alleen niet doen?

Hoewel, als K > 1, dan is de omzettingsgraad > 50% , niet?