In de toelatingsexamens van geneeskunde is er een zekere regelmaat terug te vinden. Voldoende examenvragen regelmatig oefenen is de boodschap! Een van de examenvragen van chemie die regelmatig wordt gesteld gaat over chemisch evenwicht. Indien men de temperatuur, concentratie, druk of volume verandert, wat zal er dan met het evenwicht van de reactie gebeuren?
Beschouw een evenwichtssysteem in de gasfase gekenmerkt door de reactie:
\begin{eqnarray*}
4NH_{3} (g) +5O_{2} (g) \rightleftarrows 4NO_{2} (g) +6H_{2}O (g)
\end{eqnarray*}
Aan de ballon met constant volume die dit evenwichtsmengsel bevat voegt men nu bij constante temperatuur één mol \(NO_{2}\) toe.
Wat is de invloed van deze toevoeging?
A. De hoeveelheid \(H_{2}O\) vermindert.
B. Het evenwicht wordt niet beïnvloed.
C. De hoeveelheid \(O_{2}\) stijgt met 1.25 mol
D. Er komt 1.25 mol \(H_{2}O \) bij.
Hier spelen 2 factoren een rol namelijk concentratie en druk. Concentratie omdat men een stof gaat toevoegen. Druk omdat bij een constant volume een stof wordt toegevoegd. Dit wilt dus zeggen dat er meer deeltjes per volume zitten en we dus een hogere druk hebben. Dit zijn de regeltjes die je kunt terugvinden in de Dojo training sheet van chemisch evenwicht:
Stijgende concentratie van een van de stoffen, evenwicht verschuift naar andere kant.
Dalende concentratie van een van de stoffen, evenwicht verschuift naar kant van de dalende stofconcentratie.
Er wordt één mol \(NO_{2}\) toegevoegd dus we hebben een stijgende concentratie aan de rechterkant van de reactie. Het evenwicht zal daarom naar links verschuiven.
Dalende druk (of stijgend volume), evenwicht verschuift naar kant met grootste aantal deeltjes.
Stijgende druk (of dalend volume), evenwicht verschuift naar kant met kleinste aantal deeltjes.
Doordat er één mol \(NO_{2}\) wordt toegevoegd, gaat de druk stijgen. Het evenwicht van de reactie gaat nu verschuiven naar de kant van het minste aantal deeltjes. Het aantal deeltjes bereken je door de coëfficiënten in deze reactievergelijking op te tellen:
\begin{eqnarray*}
4NH_{3} (g) +5O_{2} (g) \rightleftarrows& 4NO_{2} (g)+6H_{2}O (g)\\
4 + 5 \rightleftarrows& 4 + 6\\
9 \rightleftarrows& 10
\end{eqnarray*}
Links zitten dus het minst aantal deeltjes, dus het reactie -evenwicht gaat nogmaals naar links verschuiven.
We kunnen de hoeveelheden waarmee dit evenwicht verschuift niet berekenen dus de optie: ” De hoeveelheid \(O_{2}\) stijgt met 1.25 mol” kunnen we niet verifiëren.
Evenwicht verschuift naar links dus hierdoor zijn de opties: “Er komt 1.25 mol \(H_{2}O \) bij ” en “Het evenwicht wordt niet beïnvloed” ook niet correct. Anwoord A is dus het juiste antwoord.