← Back to CoursesStemExpert
StemExpert
Expert · Werkboek · 25. Thermochemie en reactiesnelheid
StemExpert · Brecht Corbeel · schoolium.me
StemExpert
E25. Thermochemie en reactiesnelheid — werkboek
EExpert · deel E5 · Chemie en materialen

Werkboek · hoofdstuk 25Thermochemie en reactiesnelheid

Reactiewarmte, activeringsbarrières en een compostvat in de winter

Je oefent tekens en sommen, leidt kinetische parameters af en onderzoekt daarna modelfouten en wintergedrag van het vat.

4× oefenen4× toepassen4× uitdagen± 475 min0/12 gedaan
MMaterie en chemieEEnergieWWiskundig modelleren
Een wintervat wordt pas warm wanneer biologische warmteproductie het verlies overtreft.
Een wintervat wordt pas warm wanneer biologische warmteproductie het verlies overtreft.
Hoe lees je een opdracht?
Drie tredenOefenen Toepassen Uitdagen

Elk hoofdstuk bouwt op: eerst oefenen (één stap, direct toepassen), dan toepassen (meerdere stappen, in een context), dan uitdagen (transfer, open problemen, andere leerlijnen erbij).

De StemExpert-schaal5

Eén moeilijkheidsschaal van 1 tot 9 over de drie niveaus heen: Fundamental loopt van 1 tot 4, Intermediate van 3 tot 7, Expert van 6 tot 9. Zo zie je dat de uitdaging van het ene niveau de oefening van het volgende is.

Oefenen

Oefenen

één stap, direct toepassen
25.1

Enthalpieteken en schaal

Oefenen6Rekenen25 min
A→B heeft ΔH=−80 kJ per mol geschreven reactie.
  1. a
    Bereken ΔH voor 0,35 mol en voor de omgekeerde reactie met dezelfde hoeveelheid.
25.2

Hess optellen

Oefenen6Rekenen25 min
A→C: +40 kJ/mol; C→B: −95 kJ/mol.
  1. a
    Bepaal A→B en B→A; laat de tussenstof verdwijnen.
25.3

Bindingsbalans

Oefenen6Rekenen25 min
H₂+Cl₂→2HCl; Dwaarden 436, 243 en 431 kJ/mol.
  1. a
    Schat ΔH en leg het teken van beide sommen uit.
25.4

Snelheid met coëfficiënten

Oefenen6Rekenen25 min
2 A→B; [A] daalt van 0,100 naar 0,076 mol/L in 60 s, constant volume.
  1. a
    Bereken gemiddelde verdwijning van A, reactiesnelheid en toename van [B].
Toepassen

Toepassen

meerdere stappen, in een context
25.5

Een eerste-ordeconstante

Toepassen7Rekenen25 min
c0=0,080 mol/L; na 300 s is c=0,050 mol/L.
  1. a
    Bereken k, halveringstijd en c na 600 s.
25.6

Activeringsenergie uit twee temperaturen

Toepassen7Rekenen25 min
k1=0,0010 s⁻¹ bij 293,15 K; k2=0,0020 s⁻¹ bij 303,15 K.
  1. a
    Leid Ea af en controleer het teken.
25.7

Reactieorde is gemeten

Toepassen7Analyseren25 min
Bij verdubbeling van A stijgt r met factor twee; bij verdubbeling van B blijft r gelijk.
  1. a
    Geef de snelheidswet en verklaar waarom de totale reactievergelijking de orde niet vastlegt.
25.8

Katalyse en oppervlakte scheiden

Toepassen7Analyseren25 min
Een verkleinde vaste stof reageert sneller; tegelijk is een enzym toegevoegd.
  1. a
    Ontwerp een proef die beide effecten apart meet.
Uitdagen

Uitdagen

transfer, open problemen, leerlijnen combineren
25.9

Fitten met een verkeerd eindplateau

Uitdagen9Programmeren60 min
Een sensor meet cgemeten=cwerkelijk+0,005 mol/L, maar je fit ln(cgemeten) lineair.
  1. a
    Simuleer de dataset, toon het residupatroon en verbeter het model.
Zo wordt dit beoordeeld
BalansMassa-, energie- en dimensiecontrole; rekenwaarden van gemeten eigenschappen onderscheiden.
ModelArrheniusgebied, zuurstof, vocht, remming en parameteronzekerheid benoemd.
BewijsReplicaten, residuen en ruimtelijke temperatuurmetingen; geen hygiëneclaim op één modelcurve.
25.10

Compostwarmte als gekoppeld systeem

Uitdagen9Programmeren75 min
Gebruik het getoonde compostmodel, H=1 W/K en H=4 W/K.
  1. a
    Reproduceer de twee curven, halveer dt en controleer totale vrijgekomen energie.
  2. b
    Verklaar waarom de hoogste temperatuur niet door alleen k20 wordt bepaald.
Zo wordt dit beoordeeld
BalansMassa-, energie- en dimensiecontrole; rekenwaarden van gemeten eigenschappen onderscheiden.
ModelArrheniusgebied, zuurstof, vocht, remming en parameteronzekerheid benoemd.
BewijsReplicaten, residuen en ruimtelijke temperatuurmetingen; geen hygiëneclaim op één modelcurve.
25.11

Habitat: een winteronderzoek

Uitdagen9Habitat90 min
120 L geïsoleerd vat buiten de kweekruimte; C/N 25–35. Kerntemperatuur blijft 6 °C bij 0 °C buiten.
  1. a
    Maak een meetplan dat thermische en biologische oorzaken onderscheidt.
  2. b
    Geef de beslisgrenzen voor gebruik van de compost.
Zo wordt dit beoordeeld
BalansMassa-, energie- en dimensiecontrole; rekenwaarden van gemeten eigenschappen onderscheiden.
ModelArrheniusgebied, zuurstof, vocht, remming en parameteronzekerheid benoemd.
BewijsReplicaten, residuen en ruimtelijke temperatuurmetingen; geen hygiëneclaim op één modelcurve.
25.12

Thermochemie is geen productiesnelheid

Uitdagen9Ontwerpen50 min
Een reactorreactie geeft 150 kJ/mol vrij; de gewenste omzetstroom is 0,020 mol/s. De koeling voert 2,0 kW af.
  1. a
    Bereken warmteproductie en beoordeel stationair bedrijf; geef een veilig model voor start en stilzetten.
Zo wordt dit beoordeeld
BalansMassa-, energie- en dimensiecontrole; rekenwaarden van gemeten eigenschappen onderscheiden.
ModelArrheniusgebied, zuurstof, vocht, remming en parameteronzekerheid benoemd.
BewijsReplicaten, residuen en ruimtelijke temperatuurmetingen; geen hygiëneclaim op één modelcurve.
ZelfevaluatieKleur per doel: lukt al / bijna / nog niet