Eduqaleeromgeving
5 havoLeeromgeving Scheikunde · 5 havo H9 Reacties en energie
0%
Leeromgeving›Scheikunde›5 havo›H9 Reacties en energie›9.2a
Hoofdstuk 9 · Les 4 van 7

Exotherm, endotherm en vormingswarmte

Bij elke reactie verandert de chemische energie. Komt er energie vrij, dan is de reactie exotherm; is er energie nodig, dan is hij endotherm. Met de vormingswarmte van stoffen kun je precies uitrekenen hoeveel energie het is.

15 min

Na deze les kun je

  • het verschil tussen exotherm en endotherm uitleggen met een energiediagram
  • de reactie-energie berekenen als het verschil tussen producten en beginstoffen
  • vormingswarmten opzoeken in Binas 57A en 57B

Dit weet je al

Energiediagram en activeringsenergie (les 9.1b).

Exotherm en endotherm

Stoffen bevatten chemische energie. Bij een exotherme reactie hebben de reactieproducten minder chemische energie dan de beginstoffen: het verschil komt vrij, bijvoorbeeld als warmte of licht. Bij een endotherme reactie hebben de producten meer chemische energie: je moet voortdurend energie toevoeren.

Links een exotherme reactie (producten lager, ΔE < 0), rechts een endotherme reactie (producten hoger, ΔE > 0).
Links een exotherme reactie (producten lager, ΔE < 0), rechts een endotherme reactie (producten hoger, ΔE > 0).
ΔE=Eproducten−Ebeginstoffen\displaystyle \Delta E = E_\text{producten} - E_\text{beginstoffen}ΔE\Delta E: reactie-energie (J mol⁻¹). Negatief bij exotherm, positief bij endotherm.

Vormingswarmte

De vormingswarmte van een stof is de reactie-energie als 1 mol van die stof ontstaat uit de elementen (niet-ontleedbare stoffen). Je vindt vormingswarmten in Binas 57A (anorganische stoffen) en Binas 57B (organische stoffen), in 10⁵ J mol⁻¹.

Een paar afspraken: - De vormingswarmte van een element (zoals O₂, H₂, N₂, C, Fe) is 0. - Let op de fase: water (l) heeft −2,86·10⁵ J mol⁻¹, water (g) −2,42·10⁵ J mol⁻¹. - De vormingswarmte is per mol stof. Staat er een coëfficiënt voor, vermenigvuldig dan.

stof vormingswarmte (10⁵ J mol⁻¹)
CO₂ (g) −3,935
H₂O (l) −2,86
H₂O (g) −2,42
CH₄ (g) −0,75
✎Voorbeeld: vormingswarmte van water

Water ontstaat uit de elementen:

H2 (g)+12 O2 (g)→H2O (l)\text{H}_2\ (\text{g}) + \tfrac{1}{2}\ \text{O}_2\ (\text{g}) \rightarrow \text{H}_2\text{O}\ (\text{l})
  1. Beginstoffen zijn elementen, dus Ebeginstoffen=0E_\text{beginstoffen} = 0.
  2. Het product: 1 mol H₂O (l), Binas 57A: −2,86·10⁵ J mol⁻¹.
  3. De reactie-energie:
ΔE=−2,86⋅105−0=−2,86⋅105 J mol−1\begin{aligned} \Delta E &= -2{,}86 \cdot 10^5 - 0 \\ &= -2{,}86 \cdot 10^5\ \text{J mol}^{-1} \end{aligned}
  1. ΔE is negatief, dus de reactie is exotherm. De reactie-energie is hier precies de vormingswarmte van water.
!Teken van ΔE

Een negatieve ΔE betekent dat er energie vrijkomt (exotherm). Vraagt een opgave 'hoeveel energie komt vrij', dan geef je de positieve waarde: 'er komt 2,86·10⁵ J vrij'.

Even controleren

Snap je het?

Wat is de vormingswarmte van zuurstof (O₂)?

Bij een reactie is ΔE = +1,80·10⁵ J mol⁻¹. Is de reactie exotherm of endotherm?

In welke Binas-tabel zoek je de vormingswarmte van ethanol op?

↗Hoe hangt dit samen?

In de volgende les reken je met een stappenplan de reactie-energie uit van reacties met meerdere stoffen.

Klaar met deze les? Zet hem op gelezen; je voortgang staat rechtsboven.