Wat is een chemische reactie? Hoe zie je dat er een heeft plaatsgevonden?
Een chemische reactie is een verandering waarbij nieuwe stoffen met nieuwe eigenschappen ontstaan. De stoffen waarmee we beginnen heten reactanten; de nieuwe stoffen heten producten.
Tekenen dat er een reactie heeft plaatsgevonden:
- een kleurverandering (een glanzende ijzeren spijker wordt bruin in een kopersulfaatoplossing),
- gasbellen komen vrij (zink in verdund zuur geeft waterstof),
- een temperatuurverandering (ongebluste kalk in water wordt heet),
- er ontstaat een vaste stof (neerslag) in een oplossing,
- een verandering van toestand of geur (melk die zuur wordt).
Een reactievergelijking opschrijven
Een woordvergelijking gebruikt namen: magnesium + zuurstof → magnesiumoxide. Een reactievergelijking gebruikt formules: Mg + O₂ → MgO. De reactanten staan links, de producten rechts, en de pijl betekent "wordt omgezet in".
Een vergelijking met juiste formules maar ongelijke aantallen atomen heet een skeletvergelijking. Mg + O₂ → MgO is een skeletvergelijking: links staan 2 O en rechts 1.
Een reactievergelijking stap voor stap kloppend maken
Massa kan bij een reactie niet ontstaan of verdwijnen (wet van behoud van massa). Dus van elke soort atoom moet er links en rechts evenveel zijn.
De methode van proberen
- Schrijf de skeletvergelijking op met juiste formules.
- Maak een tabel met de atomen aan elke kant.
- Begin met de verbinding met de meeste atomen en met het element dat op de minste plekken voorkomt.
- Zet coëfficiënten (getallen ervoor) om dat element gelijk te maken. Verander nooit de indices: H₂O en H₂O₂ zijn verschillende stoffen.
- Ga element voor element; bewaar H en O voor het laatst.
- Tel alles opnieuw. Gebruik de kleinste gehele getallen.
Uitgewerkt op het scherm
Fe + H₂O → Fe₃O₄ + H₂. Fe₃O₄ heeft de meeste atomen, dus begin met O: 4H₂O links. Dan H: 8 links, dus 4H₂ rechts. Dan Fe: 3Fe links. Kloppend: 3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄ + 4H₂.
Een vergelijking informatiever maken: toestandsaanduidingen en omstandigheden
We zetten de fysische toestand achter elke formule: (s) vaste stof, (l) vloeistof, (g) gas, (aq) opgelost in water. Voorbeeld: 3Fe(s) + 4H₂O(g) → Fe₃O₄(s) + 4H₂(g). Hier vertelt (g) bij water dat er stoom wordt gebruikt.
Omstandigheden zoals warmte (Δ), licht, een katalysator, temperatuur of druk schrijf je boven of onder de pijl, bijvoorbeeld CO(g) + 2H₂(g) → CH₃OH(l) bij 340 atm.
Examentip: vragen over kloppend maken komen bijna elk jaar voor, meestal voor 1–2 punten, en "schrijf de kloppende vergelijking met toestandsaanduidingen" komt vaak voor in vragen van 3 punten.
Belangrijke formules en begrippen
- Reactanten → Producten
- Wet van behoud van massa: totale massa van de reactanten = totale massa van de producten
- Coëfficiënt × index = aantal atomen (2H₂O heeft 4 H en 2 O)
- Toestandsaanduidingen: (s) vaste stof, (l) vloeistof, (g) gas, (aq) opgelost in water
- Δ boven de pijl = er wordt warmte toegevoegd
Uitgewerkte voorbeelden
1. Maak kloppend: H₂ + Cl₂ → HCl
Links: 2 H, 2 Cl. Rechts: 1 H, 1 Cl. Zet een 2 voor HCl: H₂ + Cl₂ → 2HCl. Nu staan er aan elke kant 2 H en 2 Cl.
2. Maak kloppend: Mg + O₂ → MgO
Zuurstof: 2 links, 1 rechts, dus schrijf 2MgO. Nu is Mg rechts 2, dus schrijf 2Mg. Antwoord: 2Mg + O₂ → 2MgO.
3. Maak kloppend: N₂ + H₂ → NH₃
N: 2 links, dus 2NH₃. Dat geeft 6 H rechts, dus 3H₂ links. Antwoord: N₂ + 3H₂ → 2NH₃.
4. Maak kloppend: CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O
C is 1 = 1. H: 4 links, dus 2H₂O. O rechts = 2 (in CO₂) + 2 (in 2H₂O) = 4, dus 2O₂. Antwoord: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O.
5. Maak kloppend: Fe + H₂O → Fe₃O₄ + H₂ en voeg toestandsaanduidingen toe (er wordt stoom gebruikt).
O: 4 in Fe₃O₄ → 4H₂O. H: 8 → 4H₂. Fe: 3 → 3Fe. Antwoord: 3Fe(s) + 4H₂O(g) → Fe₃O₄(s) + 4H₂(g).
6. Maak kloppend: Al + O₂ → Al₂O₃
O: 2 links, 3 rechts. Het kgv van 2 en 3 is 6, dus 3O₂ en 2Al₂O₃. Nu is Al rechts 4, dus 4Al. Antwoord: 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃.
Veelgemaakte fouten
- Een index veranderen om kloppend te maken (H₂O₂ schrijven in plaats van 2H₂O). Dat is een andere stof.
- Vergeten dat een coëfficiënt elk atoom in de formule vermenigvuldigt: 3H₂O heeft 6 H en 3 O.
- Het antwoord met breuken of niet-kleinste getallen laten staan, zoals 4H₂ + 2O₂ → 4H₂O. Deel door de gemeenschappelijke factor.
- (l) en (aq) door elkaar halen: water zelf is (l); zout opgelost in water is (aq).