De evenwichtskontante bevat de concentraties van die stoffen die homogeen aanwezig zijn. In dit geval voeg je een C toe aan de K: KC .
Een andere homogene situatie is het geval van een gas-evenwicht. Dan spreken we niet zozeer van concentraties maar wel van de (partiële) gasdruk van elk deelnemend gas. Elk gas in een gasmengsel draagt bij aan de druk. De partiële druk van elke komponent is evenredig met de hoeveelheid van dat gas.
In de formule van de evenwichtskonstante vullen we hier de waarden in van die partiële drukken; de formule verandert niet in werkelijkheid, maar de K wordt soms aangegeven met KP.
resumerend:
- In homogene oplossingen gebruiken we KC
- Bij gassen gebruiken we KP
- Bij heterogene mengsels (s)+(aq) in evenwicht gebruiken we Ks
- Volgens afspraak wordt de "concentratie" van een vaste stof (heterogene stof) de waarde 1 gegeven.
- De waarde van K hangt niet af van veranderingen in concentraties, druk katalysator,
Die verandert alleen als de temperatuur van het systeem in evenwicht verandert.
Er zijn veel evenwichten met heel sterke stoffen aan één kant en heel zwakke stoffen aan de andere kant van de pijlen. Nogmaals: als evenwicht bereikt is kunnen de concentraties aan beide kanten zeer verschillend zijn. Vrijwel zeker zal er veel zijn van de zwakke en weinig van de sterke stoffen. Zo'n evenwicht ligt sterk aan één kant.
Dat zie je meteen aan de formule voor K en de waarde van K:
Opdracht 17
Welke waarde heeft K:
- als er zeer sterke produkten en zeer zwakke reagentia meedoen
- als er zeer zwakke produkten en zeer sterke reagentia meedoen
antwoord
Zouten kunnen goed of slecht oplossen in water, dus veel of weinig ionen produceren. De ionen van het opgeloste zout bereiken een zekere concentratie en het wiskundige produkt van deze ionconcentraties noemen we: het IonenProdukt.
Opdracht 18
Als je 29 gram NaCl oplost in één liter water, wat is dan de concentratie?
[Na+] = ......... mol/l e [Cl-] = ........ mol/l. Oftewel, het ionenprodukt = ............. mol2/l2
Wat bovenstaande betreft komt het "evenwicht" in zicht als het gaat over slecht oplosbare zouten.
Bijvoorbeeld:
Zilverchloride is een onoplosbaar zout (beter: slecht oplosbaar zout). Echt onoplosbaar zijn zouten vrijwel nooit. Altijd lost er wel een klein beetje op in water. Altijd blijft wel de mogelijkheid van de ionen in het rooster om daaruit te ontsnappen en het water in te trekken.
Als ze niet allemaal kunnen vrijkomen, omdat het rooster te sterk is bijvoorbeeld, dan krijg je op den duur een evenwichtssituatie waarin de ionen in dynamisch evenwicht zijn met het rooster.
AgCl(s)
Ag
+(aq)+ Cl
-(aq)
Opdracht 19
Bij het merendeel van dit type evenwichten is de heenreaktie endotherm.
Wat gebeurt er dus met het ionenprodukt bij het verwarmen van het mengsel?
Na het bereiken van het evenwicht en bij een konstante temperatuur zullen de concentraties niet meer veranderen. (let op: de vaste stof is heterogeen en heeft dus geen concentratie.
Zo zal elk zout met een kleine oplosbaarheid een KS hebben, genoemd: Oplosbaarheidsprodukt
Elk tabellenboek heeft een tabel met de oplosbaarheidsprodukten van zouten.
Zie ook de tabel oplosbaarheidsprodukten van deze cursus
Het zout zal een evenwicht bereiken met zijn ionen, dus dan veranderen de concentraties niet meer en de oplossing is "verzadigd": bij deze bepaalde temperatuur kan niet méér oplossen. Het ionenprodukt heeft zijn maximale waarde bereikt = het oplosbaarheidsprodukt.
Opdracht 20
diagram, nog te maken
Leg het verloop van het diagram uit
N.B. kijk uit om het oplosbaarheidsprodukt en de eigenlijke oplosbaarheid van een zout niet te verwarren met elkaar!
De oplosbaarheid is het aantal MOL van het zout dat per liter water oplost.
De KS is het produkt van de ionenconcentraties van het zout in een verzadigde oplossing.
In wateroplossingen zijn altijd watermolekulen die voortdurend met elkaar in kontakt zijn. Nu heeft elk watermolekuul de (zwakke) neiging om protonen af te staan en tijdens zo'n ontmoeting kan dan het volgende gebeuren
| H2O |
+ |
H2O |
|
H3O+ |
+ |
OH- |
|
ΔH |
> 0 |
| zwakke base |
|
zwak zuur |
|
sterk zuur |
|
sterke base |
|
|
|
Let er op dat de beide ionen in gelijke hoeveelheden worden gevormd. Het waterevenwicht kan alleen bestaan in waterig milieu en ligt heel ver naar één kant (de kant van ongesplits water), dus met weinig produkten. De evenwichtskonstante zal dus klein zijn.
Opdracht 21
Wat is de wiskundige relatie tussen K e Kw?
In neutrale waterige oplossingen bij 25ºC, gebeurt het volgende:
Van elke Mol watermolekulen (dat zijn er 6 x 1023) zullen er "slechts" 6 x 1016 een proton vangen en tegelijkertijd zullen eenzelfde hoeveelheid watermolekulen een proton afstaan.
Opdracht 22
Hoeveel watermolekulen doen actief mee met de protonenoverdracht in 18 gram water (=18 ml)?
Hoeveel watermolekulen zijn dat?
Dus, in water van 25ºC is de concentratie [H3O+] = [OH-] = 10-7 mol/dm3
of: pH = pOH = 7
Kw (de konstante van de autoprotolyse) = K x (55.6)2 = [H3O+] x [OH-] = 10-14 mol2/l2
Opdracht 23
De autoprotolyse van water is een endotherm proces. Wat gebeurt er met het evenwicht als water wordt verwarmd?
Opdracht 24
Bewering: "Zuiver en neutraal kokend water (met een temperatuur van 100oC) heeft geen pH=7"
Leg uit of en waarom deze bewering waar of vals is.
antwoord
