# Basiskennis chemie 6/Evenwichten gasreacties

Werk in uitvoering. Aan dit artikel wordt voorlopig nog gewerkt. Gelieve het niet te bewerken totdat dit sjabloon is weggehaald.
| Vorige pagina | Inhouds­opgave | Volgende pagina | Index |

## Evenwicht van gasreacties

${\ce {aA\ +\ bB\ _{\longrightarrow }^{\longleftarrow }\ cC\ +\ dD}}$
${\ce {K \ = \ {\frac {[C]^{c}[D]^{d}}{[A]^{a}[B]^{b}}}}}$

### ${\ce {NO2\ /\ N2O4}}$ evenwicht

De reactievergelijking is:
    ${\ce {N2O4\ _{\longrightarrow }^{\longleftarrow }\ 2NO2}}$
${\ce {K_{NO_{2}/N_{2}O_{4}}\ = \ {\frac {[NO_{2}]^{2}}{[N_{2}O_{4}]}}}}$
${\ce {NO2}}$
${\ce {N2O4}}$
${\ce {NO2}}$

### Rekenen in het evenwicht

Behalve constateren dat een reactie een evenwichtsreactie is en daar een constante voor te noteren kun je deze kennis ook gebruiken om te voorspellen wat er zal gebeuren als je het evenwicht verstoord door bijvoorbeeld een van de componenten extra toe te voegen. In het volgende voorbeeld wordt de berekening uitgevoerd.
       In een mengsel in evenwicht van ${\ce {NO2}}$ en ${\ce {N2O4}}$ bij 150 °C is de partiële druk van ${\ce {NO2}}$ 115,00 Pa, van ${\ce {N2O4}}$ is de partiële druk 500,00 Pa. Er wordt zoveel ${\ce {N2O4}}$ toegevoegd dat de partiële druk ervan zou stijfen tot 750,00 Pa. Bereken de partiële drukken van beide gassen nadat het evenwicht zich opnieuw heeft ingesteld. Tijdens het experiment wijzigt de temperatuur niet.

### Evenwichtsconstante

Vergelijking 2 beschrijft de evenwichtsconstante voor dit evenwicht, maar voor je hem kunt gebruiken moet je eerst de getalswaarde ervan weten. In oplossingen wordt de concentratie van stoffen aangegeven in mol/L, bij gassen wordt hiervoor de partiële druk gebruikt. De partiële druk is de druk die door dat gas wordt veroorzaakt als alle andere gassen er niet bij zijn. De eenheid van druk is de pascal met als symbool Pa.
$\mathrm {K_{NO_{2}/N_{2}O_{4}}\ =\ {\frac {[NO_{2}]^{2}}{[N_{2}O_{4}]}}\ =\ {\frac {[115\ Pa]^{2}}{[500\ Pa]}}\ =\ 26,45\ Pa}$
De volgende stap is de verandering van het aantal moleculen (dus de druk!) vanuit het verstoorde evenwicht naar het nieuwe evenwicht een naam geven: je noemt de verandering van de partiële druk van ${\ce {N2O4}}$ "x". De nieuwe druk van distikstoftetraoxide is dan 750 - x Pa. Je hebt ${\ce {N2O4}}$ toegevoegd, er is dus na de toevoeging te veel ${\ce {N2O4}}$, de hoeveelheid ervan zal dus afnemen. Uit 1 molecuul ${\ce {N2O4}}$ ontstaan twee moeleculen ${\ce {NO2}}$, de toename van ${\ce {NO2}}$ is dus twee keer zo groot als de afname van ${\ce {N2O4}}$. De nieuwe partiële druk van ${\ce {NO2}}$ is dan 115 + 2x.
$\mathrm {26,45\ =\ {\frac {[NO_{2}]^{2}}{[N_{2}O_{4}]}}\ =\ {\frac {[115\ +\ 2x]^{2}}{[750\ -\ x]}}}$
${\ce {p_{N2O4}}}$
$\mathrm {26,45\ \times [750\ -\ x]=\ [115\ +\ 2x]^{2}}$
$\mathrm {19837,5\ -\ 26,45x=\ 13225\ +\ 460x\ +\ 4x^{2}}$
$\mathrm {4x^{2}\ +\ (460x\ +\ 26,45x)\ +\ (13225\ -\ 19837,5)\ =\ 4x^{2}\ +\ 486,45x\ -\ 6612,5}$
$\mathrm {\begin{matrix}x_{1}&=&12,34\\x_{2}&=&-133,95\end{matrix}}$
${\ce {p_{N2O4}}}$
${\ce {p_{N2O4}}}$
${\begin{matrix}\mathrm {stof} &\mathrm {formule} &\mathrm {getallen} \\\mathrm {NO_{2}} &115+2x_{1}&139,68\ \mathrm {Pa} \\\mathrm {N_{2}O_{4}} &750-x_{1}&737,66\ \mathrm {Pa} \end{matrix}}$
${\ce {{\frac {139,68^{2}}{737,66}}\ = \ 26,45}}$

## Noten in de tekst

* ↑ Met behulp van de algemene gaswet: ${\ce {pV\ =\ nRT}}$ is makkelijk af te leiden dat als het volume en de temperatuur constant zijn - R is vanzelf al constant - dat de druk van een gas en het aantal deeltjes (moleculen) recht evenredig zijn. Alleen is de druk van een gas veel makkelijker te meten dan het aantal deeltjes.
| Vorige pagina | Inhouds­opgave | Volgende pagina | Index |