Samenvatting leereenheid 6 scheikunde voor milieuwetenschappen 1 (NB0502)

Hoofdstuk 6 redoxreacties en elektrochemie

Reacties met elektronenoverdracht
 Redoxreactie = Een reactie waarbij overdracht van een of meer elektronen
plaatsvindt tussen de reactanten
- Oxidator neemt hierbij elektronen op (elektronenacceptor) en wordt daarbij
gereduceerd
- Reductor staat elektronen af (elektronendonor) en wordt geoxideerd
- Reductie = het proces waarbij een deeltje elektronen opneemt
o O2 + 4e-  2 O2-
- oxidatie = proces waarbij elektronen worden afgestaan is oxidatie
o Mg  Mg2+ + 2e-

Halfvergelijking
 Bij redoxreacties waarbij ionen ontstaan kunnen we de elektronenoverdracht
duidelijk laten zien door de reactievergelijking op te splitsen in halfvergelijkingen
- Bij deze reacties verandert de lading van de reactanten
- Het aantal afgestane en opgenomen elektronen is altijd gelijk, dus soms moet
je de reacties nog kloppend maken
Reacties tussen metalen en niet-metalen
 In een reactie staat een metaalatoom M altijd een of meer elektronen af aan een
ander deeltje  metalen zijn reductoren


 metalen kunnen uitsluitend positieve ionen vormen
- De lading van deze ionen noemen we de elektrovalentie
- Niet-metalen vormen in een reactie met een metaal altijd negatieve ionen 
zijn in deze reactie dus de oxidator.
o Voorbeelden van sterke oxidatoren zijn zuurstof en chloor
 Niet alle metalen reageren met zuurstof  op basis hiervan kunnen we metalen
indelen:
- Edele metalen zijn platina en goud, deze reageren niet met zuurstof
- Halfedele metalen zijn zilver, kwik en koper, deze reageren moeilijk met
zuurstof
- Onedele metalen zijn bijv. lood, tin, ijzer en zink en zeer onedele metalen zijn
aluminium, magnesium, natrium, calcium en kalium. Deze reageren goed met
zuurstof
 Naarmate een metaal gemakkelijker reageert staan de atomen gemakkelijker
elektronen af, het is een betere reductor.

,Reacties tussen metalen en zuren
 Het oplossen van een metaal komt meestal neer op een reactie tussen metaalatomen
en H+-ionen
 voorbeeld is de reactie van zinkpoeder met zoutzuur



 niet alle metalen reageren met verdunde sterke zuren. het reageren is afhankelijk van
de reductorsterkte. we maken weer onderscheid tussen edele, halfedele en onedele
metalen
 de edele en halfedele metalen reageren niet met H+ (aq).
- Alleen Hg en Cu lossen wel op in salpeterzuur HNO3
- goud lost op in een mengsel van geconcentreerd salpeterzuur en zoutzuur
 de onedele metalen reageren wel met H+-ionen, maar niet elk onedel metaal lost op
in elk verdund zuur
- sommige zeer onedele metalen reageren zelfs met water, dat een heel zwak
zuur is, zoals calcium
reacties tussen metalen en metaalionen
 een metaalion neemt in een reactie altijd elektronen op → metaalionen zijn
oxidatoren




reacties tussen halogenen en halogenide-ionen
 de niet-metalen fluor, chloor, broom en in mindere mate jood kunnen makkelijk
elektronen opnemen en daarbij overgaan in ionen
 in een reactie neemt een halogeenmolecuul altijd twee elektronen op en wordt dus
gereduceerd → halogenen zijn sterke oxidatoren
 omgekeerd is in principe het halogenide-ion in staat een elektron af te staan →
halogenide ionen zijn zwakke reductoren
 de algemene vergelijking voor een willekeurig halogeen (X2) is:




redoxreacties tussen moleculaire stoffen
bij redoxreacties is de elektronenoverdracht niet heel duidelijk omdat ze niet uit ionen
bestaan. de reactievergelijking wordt dan ook niet opgesplitst. twee voorbeelden van deze
reacties zijn:




reacties tussen twee niet-metalen

,  voorbeeld is de reactie tussen waterstof en zuurstof:


 dat er elektronenoverdracht plaatsvindt tussen waterstof en zuurstof blijkt uit de
toepassing van een brandstofcel, soort batterij waarin waterstof en zuurstof reageren
tot water en de energie vrijkomt in de vorm van elektriciteit
 bestaat uit twee elektrodes van poreus metaal met daartussen een geleide vloeistof,
KOH
 bij de ene elektrode leiden we waterstofgas in
- aan oppervlak kunnen waterstofmoleculen overgaan in positieve
waterstofionen en staan hun elektronen af aan de elektrode
- krijgt dus negatieve lading


 bij de andere elektrode leiden we zuurstof gas in
- reageert aan oppervlakte tot oxide-ionen
- de elektronen die daarvoor nodig zijn worden onttrokken aan de elektrode →
krijgt positieve lading


 zowel de H+-ionen als de oxide-ionen reageren met de OH- ionen tot water
 als we de negatieve en positieve elektrode via een koperdraad verbinden dan loopt er
stroom doorheen → stroom bestaat uit elektronen die worden afgestaan aan ene
elektrode en door de zuurstof moleculen worden opgenomen aan de andere
elektronen
 er vind dus een overdracht van elektronenplaats = redoxreactie




verbrandingsreacties
 alle reacties tussen zuurstof en moleculaire stoffen, verbrandingsreacties, zijn
redoxreacties
- zuurstof reageert dan als oxidator
 een voorbeeld is de verbranding van methaan:


- redoxreactie te herkennen aan dat de O-atomen in CO2 en H2O een lading δ-
hebben als gevolg van een polaire atoombinding
- de C in methaan heeft een lading δ- en in CO2 van δ +
- C wordt geoxideerd en O wordt gereduceerd
Oxidatiegetal