Onderwerpen:
- Algemeen
- Reactievergelijking C en O2
- Reactievergelijking H2 en O2
Algemeen:
Op deze pagina wordt uitgelegd hoe een reactievergelijkingen kloppend gemaakt moet worden. Een reactievergelijking is een formule waar de stoffen vóór en ná de verbranding ingevuld worden (bijvoorbeeld C en O2). Na de verbranding zullen deze stoffen tot CO2 zijn gevormd.
Vervolgens wordt met behulp van die reactievergelijking gekeken hoeveel kilogram lucht er nodig is om 1 kilogram van de desbetreffende stof te verbranden.
Reactievergelijking C en O2:
Hieronder is de reactievergelijking van C en O2 te zien. Verderop wordt uitgelegd hoe het invullen van deze vergelijking tot stand komt.
We beginnen bij de bovenste regel. In de vergelijking staat het koolstofatoom (C) samen met de zuurstofatomen (O2) aan de linker kant van de pijl. Deze stoffen moeten verbrand worden. De pijl wijst aan hoe de verbinding tussen de stoffen is ná de verbranding. In de vergelijking is nu te zien dat één koolstofatoom en twee zuurstofatomen samen koolstofdioxide (CO2) vormen.
Voor de volgende stap is het belangrijk om de atoommassa’s van C en O2 te bepalen. Elke isotoop van een scheikundig element heeft een andere atoommassa, hetgeen uitgedrukt is in gram per mol. De atoommassa’s van koolstof en zuurstof zijn gegeven:
C = 12g/mol
O = 16g/mol
Als eerst wordt de reactievergelijking gegeven van de verbranding van C en O2:
Vervolgens worden de atoommassa’s genoteerd. Onder de C wordt 12 geplaatst en onder O2 (16×2), want O2 bestaat uit twee atomen zuurstof van elk 16 gram per mol.
Aan de rechter kant van de pijl wordt het C atoom bij de zuurstofatomen opgeteld. Dit is opgeteld 44. In de volgende stap wordt berekend hoeveel kilogram zuurstof er nodig is om één kilogram koolstof te verbranden. Dat doen we door de gehele vergelijking te delen door 12.
Na het delen door 12 blijven de volgende getallen over:
Nu staat er eigenlijk:
We willen het in kilogram hebben en niet in gram per mol. In principe kun je g/mol gewoon vervangen door kg, want je kunt het zien als verhoudingen.
Een voorbeeld:
Je moet aan 10 liter water 1 liter reinigingsmiddel toevoegen. (Een tiende reinigingsmiddel per liter water.) Dat betekent dat er per 10 hectoliter water ook 1 hectoliter van dat middel toegevoegd moet worden. Of 10 centiliter water en 1 centiliter reinigingsmiddel, maar dan zul je dit dus 100 keer achtereenvolgend moeten mengen om weer aan de 10 liter water per 1 liter reinigingsmiddel te komen. De verhoudingen blijven gelijk.
De conclusie is dat gram per mol en kg met elkaar verwisseld mogen worden, zolang er maar geen andere grootheden in de formule voorkomen!
In de vergelijking is nu te zien dat er 2,67 kg O2 nodig is om 1 kg C te verbranden. Daarbij ontstaat er 3,67 kg CO2. Je kunt makkelijk controleren of er een rekenfout is gemaakt, door de getallen links en rechts van de pijl te vergelijken. Door de getallen links van de pijl op te tellen kom je op 3,67 uit, net als het getal rechts van de pijl, dus dit is goed uitgevoerd. Zeker bij lange reactievergelijkingen is het handig om jezelf op deze manier te controleren.
Reactievergelijking H2 en O2:
De reactievergelijking van H2 en O2 stellen we op zoals het hierboven met CO en O2 is gedaan. Het kloppend maken van de reactievergelijking gaat nu iets anders.
We beginnen weer bij het begin; H2 en O2 zal na het verbranden worden gevormd naar H2O, alleen vormt daar het eerste probleem:
Wanneer je H2 en O2 bij elkaar op zou tellen, zou je H2O2 krijgen. Dit is geen water, maar waterstofperoxide. Dat is uiteraard niet de bedoeling. Dit is het punt waarop de reactievergelijking kloppend gemaakt moet worden, want er moet uiteindelijk H2O ontstaan. Wat er nu gedaan moet worden, is het aantal waterstofatomen verdubbelen. We doen dit als volgt. Door nu een 2 voor de H2 neer te zetten, heb je dus (2xH2) = 4 waterstofatomen.
Aan de rechter kant van de pijl geldt hetzelfde, maar nu wordt ook de O met 2 vermenigvuldigd. Want het volgende geldt:
2H2O = 2(H2O) = 2xH2 en 2xO2.
Nu heb je dus weer de twee zuurstofatomen terug, alleen inclusief 4 waterstofatomen. Zo zie je dat je niet zomaar de atomen bij elkaar op kunt tellen, want dan ontstaat er een chemische verbinding van waterstofperoxide in plaats van water.
De volgende stap is het berekenen van de atoommassa’s. Voor de volgende stap is het belangrijk om de atoommassa’s van H en O2 te bepalen. De atoommassa’s van koolstof en zuurstof zijn gegeven:
H = 1g/mol
O = 16g/mol
Er is nu 32 kg O2 nodig om 4 kg H2 te verbranden. Er ontstaat na de verbranding 36 kg H2O. Door nu de gehele vergelijking te delen door 4 kan bepaald worden hoeveel kg O2 er nodig is om 1 kg H2 te verbranden:
Uiteindelijk wordt het dan:
Dus om 1 kg waterstof te verbranden, is 8 kg zuurstof nodig.
