Hoi Sander,
Wat een leuke vraag! Dit soort vragen zijn altijd belangrijk om te weten waar je eigenlijk mee bezig bent als je het over scheikunde hebt. Je kan deze vraag op meerdere niveaus behandelen (steeds dieper gaan) en geef vooral aan of het antwoord hieronder je vraag beantwoord op jouw niveau.
Waarom gebeuren reacties?
Bijna alle processen die we meemaken in ons dagelijkse leven hebben een neiging om lager in energie te komen, oftewel op zoek te gaan naar een “stabielere toestand”. Denk hierbij aan afkoelende thee die energie overdraagt aan de omgeving, licht dat wordt uitgestraald door de zon, een verbrandingsreactie waarbij de producten stabieler zijn dan de reactanten, en meer. Misschien heb je het al langs zien komen in je scheikundelessen, maar je kan dit soort processen in een energiediagram weergeven (zie hieronder). Hoe lager in het diagram, hoe stabieler de stof of toestand van een stof is.
De reden waarom er reacties gebeuren, is daarom dat er een drijvende kracht is om zo laag mogelijk is energie te komen.
Hoe komt er energie vrij bij reacties, of hoe kosten reacties juist energie?
De kern hierbij is, is dat er allemaal interacties plaatsvinden tussen atomen zoals van der Waals interacties tussen grote moleculen die daardoor elkaar aantrekken,maar ook op een kleine schaal wat wij een “chemische binding” noemen. Zo zijn driedubbele bindingen sterker dan enkelvoudige bindingen. Dus kost het ook meer energie om die binding te breken.
Een reactie kost energie wanneer de bindingen van de beginstoffen / reactanten allemaal sterker zijn dan bij het product. Andersom heb je dat er energie vrijkomt wanneer je producten sterkere bindingen heeft dan de reactanten. Je kan dit bijvoorbeeld zelf uitrekenen door een verbrandingsreactie te nemen (bijvoorbeeld CH4 + 2 O2 -> 2 H2O + CO2) en hiervan de bindingssterktes op te zoeken (Binas tabel 58, of internet). Je zult zien dat hier een negatief getal uitkomt voor de hoeveelheid energie. Dat betekent dat er energie vrijkomt. Probeer maar!
Waarom komt er energie vrij bij redoxreacties in batterijen?
Bij een redoxreactie verliest een atoom een elektron (reductor), en een ander molecuul/atoom neemt de elektron op (oxidator). De reden dat er energie vrijkomt bij redoxreacties in batterijen heeft te maken met de verschil in de neiging van stoffen om elektronen af te staan (oxidatie) of elektronen op te nemen (reductie). Dit verschil in elektronenaffiniteit zorgt ervoor dat een redoxreactie kan plaatsvinden.
Beantwoordt deze uitleg jouw vraag?
Groetjes,
Siebe
