Scheikunde
Hoofdstuk 10
10.1 Elektronenoverdracht
Een reactie waarbij elektronen worden overgedragen noem je een redoxreactie. Je
kan een redoxreactie herkennen als er elektronen worden overgedragen. Je
vergelijkt de deeltjes voor en na de pijl, als je een deeltje vind waarvan de lading is
veranderd is het dus een redoxreactie. Een voorbeeld hiervan is:
Mg + 2H+ -> Mg2++ H2
De H+ ionen worden omgezet in waterstofgas en de Mg-atomen worden Mg 2+-ionen,
de Mg ionen hebben dus elektronen afgestaan. Je kunt een redoxreactie goed
herkennen aan metaalatomen voor of na de reactie. Als een ongeladen metaal bij
een reactie betrokken is, zijn er altijd elektronen opgenomen of afgestaan.
10.2 Halfreacties
(oefenen)
Het gemak waarmee metalen reageren met zuurstof en water heet edelheid, metalen
kun je indelen op basis van verschil in edelheid.
Edele metalen: reageren niet met zuurstof en water (Goud, Zilver en Platina)
Halfedele metalen: Reageren alleen bij hoge temperaturen met zuurstof en
water (Koper en Kwik)
Onedele metalen: reageren met zuurstof en water (IJzer, Aluminium en Zink)
Zeer onedele metalen: Reageren snel en heftig met zuurstof en water
(Alkalimetalen en metalen uit groep 2 van periodiek systeem)
Een stof die tijdens een redoxreactie elektronen afgeeft is de donor en noem je een
reductor. Een stof die elektronen opneemt is een acceptor en noem je een oxidator.
Bij elke redoxreactie reageert een reductor met een oxidator.
In binas tabel 48 zijn reductoren en oxidatoren gerangschikt naar sterkte. De linker
kolom bevat oxidatoren in afnemende sterkte. De sterkste oxidator is F 2 en staat dus
linksboven. De rechterkolom bevat reductoren in oplopende sterkte. De sterkste
reductor staat rechts onder en is Li. De edelheid zie je ook terug in binas, hoe lager
het metaal staat aan de reductor kant hoe onedeler het is.
Een half reactie geeft de helft van een redoxreactie weer. In binas staat voor veel
oxidatoren en reductoren de vergelijking van de halfreactie gegeven. Als je de
halfreactie van een reductor over neemt uit binas, moet de reductor voor de pijl
staan, je schrijft dus eerst het deeltje/deeltjes uit de rechterkolom op en na de pijl die
uit de linkerkolom. De vergelijking van de halfreactie van een oxidator schrijf je van
links naar rechts (zoals die er staat) de vergelijking van de halfreactie van een
reductor schrijf je van rechts naar links.
Niet alle halfreacties staan in binas. Als een halfreactie niet kloppend is, kun je zelf
op basis van de lading de niet kloppende vergelijking van halfreacties kloppend
maken. je maakt eerst het aantal van elke atoomsoort voor en na de pijl gelijk.
Daarna maak je, door het plaatsen van elektronen, de lading aan beide kanten gelijk.
Je kunt dan ook zien of het de vergelijking is van de halfreactie van een reductor
(dan staan de elektronen na de pijl) of een halfreactie van de oxidator (dan staan de
elektronen voor de pijl)
, 10.3 Totaalreacties
(Oefenen)
Als je twee halfreacties optelt krijg je de vergelijking van de redoxreactie, de
totaalreactie. In een totaalreactie mogen geen elektronen meer voorkomen en staan
alle toestandsaanduidingen erbij.
Als de halfreacties niet zijn gegeven, maar wel de oxidator en de reductor, moet je de
halfreacties zelf in binas tabel 48 opzoeken. Je kunt dan het stappenplan gebruiken
dat hieronder staat:
1. Zoek in binas tabel 48 de halfreactie van de gegeven oxidator. Begin links
bovenaan ga net zo lang naar onder tot je het deeltje of combinatie van de
deeltjes vind die gegeven is. Schrijf de halfreactie over.
2. Zoek in Binas tabel 48 de halfreactie van de gegeven reductor. Begin rechts
onderaan. Ga net zo lang naar boven tot je het deeltje of de combinatie van
deeltjes vinddie gegeven is. Schrijf de halfreactie over uit binas, waarbij je eerst de
reductor deeltjes uit de rechterkolom opschrijft.
3. Kijk of het aantal elektronen in beide vergelijkingen gelijk is. Zo niet, maak ze dan
gelijk door een of beide vergelijkingen te vermenigvuldigen met een getal
waardoor de aantallen elektronen gelijk worden.
4. Tel de twee vergelijkingen op om de totaalreactie te krijgen.
5. Controleer:
Of de totale lading links en rechts van de pijl hetzelfde is
Of er geen deeltjes voor de pijl staan die ook na de pijl staan, indien wel dan
wegstrepen.
Belangrijk!!
Aangezuurd of ‘in zure omgeving’ wil zeggen dat H +-ionen aanwezig zijn.
In basische omgeving zijn er OH--ionen aanwezig.
10.4 Elektrochemische cellen
Om een lampje te laten branden mogen elektronen niet direct van reductor naar
oxidator, ze moeten door het lampje heen. Om dit te bereiken laat je de beide
halfreacties niet in een reactievat verlopen maar op afstand van elkaar in twee
gescheiden reactievaten. De gescheiden vaten zijn de halfcellen die samen een
elektrochemische cel vormen. De beide halfcellen verbind je met een stroomdraad
maar omdat de stroomkring hiermee nog niet gesloten os, zijn beide halfcellen ook
nog verbonden met een zoutbrug. Dit is een buisje met een gel op een pasta waarin
een zout is opgelost. Dit heet een elektrolyt. Door de ionen geleidt het elektrolyt de
stroom maar het laat geen elektronen door. De elektrode waaraan de oxidator
reageert, noem je de positieve elektrode, ook wel pluspool genoemd. De elektrode in
de halfcel met de reductor noem je de negatieve elektrode, ook wel minpool
genoemd. Als de elektrochemische cel stroom levert, gaan de elektronen altijd van
reductor naar de oxidator, dus van negatieve naar positieve elektrode.
Baterijen zijn toepassingen van elektrochemische cellen. Daarin wordt chemische
energie omgezet in elektrische energie. Als je een batterij wilt opladen, dan moet je
de reacties die optreden bij stroomlevering kunnen omdraaien. De bij stroomlevering
Hoofdstuk 10
10.1 Elektronenoverdracht
Een reactie waarbij elektronen worden overgedragen noem je een redoxreactie. Je
kan een redoxreactie herkennen als er elektronen worden overgedragen. Je
vergelijkt de deeltjes voor en na de pijl, als je een deeltje vind waarvan de lading is
veranderd is het dus een redoxreactie. Een voorbeeld hiervan is:
Mg + 2H+ -> Mg2++ H2
De H+ ionen worden omgezet in waterstofgas en de Mg-atomen worden Mg 2+-ionen,
de Mg ionen hebben dus elektronen afgestaan. Je kunt een redoxreactie goed
herkennen aan metaalatomen voor of na de reactie. Als een ongeladen metaal bij
een reactie betrokken is, zijn er altijd elektronen opgenomen of afgestaan.
10.2 Halfreacties
(oefenen)
Het gemak waarmee metalen reageren met zuurstof en water heet edelheid, metalen
kun je indelen op basis van verschil in edelheid.
Edele metalen: reageren niet met zuurstof en water (Goud, Zilver en Platina)
Halfedele metalen: Reageren alleen bij hoge temperaturen met zuurstof en
water (Koper en Kwik)
Onedele metalen: reageren met zuurstof en water (IJzer, Aluminium en Zink)
Zeer onedele metalen: Reageren snel en heftig met zuurstof en water
(Alkalimetalen en metalen uit groep 2 van periodiek systeem)
Een stof die tijdens een redoxreactie elektronen afgeeft is de donor en noem je een
reductor. Een stof die elektronen opneemt is een acceptor en noem je een oxidator.
Bij elke redoxreactie reageert een reductor met een oxidator.
In binas tabel 48 zijn reductoren en oxidatoren gerangschikt naar sterkte. De linker
kolom bevat oxidatoren in afnemende sterkte. De sterkste oxidator is F 2 en staat dus
linksboven. De rechterkolom bevat reductoren in oplopende sterkte. De sterkste
reductor staat rechts onder en is Li. De edelheid zie je ook terug in binas, hoe lager
het metaal staat aan de reductor kant hoe onedeler het is.
Een half reactie geeft de helft van een redoxreactie weer. In binas staat voor veel
oxidatoren en reductoren de vergelijking van de halfreactie gegeven. Als je de
halfreactie van een reductor over neemt uit binas, moet de reductor voor de pijl
staan, je schrijft dus eerst het deeltje/deeltjes uit de rechterkolom op en na de pijl die
uit de linkerkolom. De vergelijking van de halfreactie van een oxidator schrijf je van
links naar rechts (zoals die er staat) de vergelijking van de halfreactie van een
reductor schrijf je van rechts naar links.
Niet alle halfreacties staan in binas. Als een halfreactie niet kloppend is, kun je zelf
op basis van de lading de niet kloppende vergelijking van halfreacties kloppend
maken. je maakt eerst het aantal van elke atoomsoort voor en na de pijl gelijk.
Daarna maak je, door het plaatsen van elektronen, de lading aan beide kanten gelijk.
Je kunt dan ook zien of het de vergelijking is van de halfreactie van een reductor
(dan staan de elektronen na de pijl) of een halfreactie van de oxidator (dan staan de
elektronen voor de pijl)
, 10.3 Totaalreacties
(Oefenen)
Als je twee halfreacties optelt krijg je de vergelijking van de redoxreactie, de
totaalreactie. In een totaalreactie mogen geen elektronen meer voorkomen en staan
alle toestandsaanduidingen erbij.
Als de halfreacties niet zijn gegeven, maar wel de oxidator en de reductor, moet je de
halfreacties zelf in binas tabel 48 opzoeken. Je kunt dan het stappenplan gebruiken
dat hieronder staat:
1. Zoek in binas tabel 48 de halfreactie van de gegeven oxidator. Begin links
bovenaan ga net zo lang naar onder tot je het deeltje of combinatie van de
deeltjes vind die gegeven is. Schrijf de halfreactie over.
2. Zoek in Binas tabel 48 de halfreactie van de gegeven reductor. Begin rechts
onderaan. Ga net zo lang naar boven tot je het deeltje of de combinatie van
deeltjes vinddie gegeven is. Schrijf de halfreactie over uit binas, waarbij je eerst de
reductor deeltjes uit de rechterkolom opschrijft.
3. Kijk of het aantal elektronen in beide vergelijkingen gelijk is. Zo niet, maak ze dan
gelijk door een of beide vergelijkingen te vermenigvuldigen met een getal
waardoor de aantallen elektronen gelijk worden.
4. Tel de twee vergelijkingen op om de totaalreactie te krijgen.
5. Controleer:
Of de totale lading links en rechts van de pijl hetzelfde is
Of er geen deeltjes voor de pijl staan die ook na de pijl staan, indien wel dan
wegstrepen.
Belangrijk!!
Aangezuurd of ‘in zure omgeving’ wil zeggen dat H +-ionen aanwezig zijn.
In basische omgeving zijn er OH--ionen aanwezig.
10.4 Elektrochemische cellen
Om een lampje te laten branden mogen elektronen niet direct van reductor naar
oxidator, ze moeten door het lampje heen. Om dit te bereiken laat je de beide
halfreacties niet in een reactievat verlopen maar op afstand van elkaar in twee
gescheiden reactievaten. De gescheiden vaten zijn de halfcellen die samen een
elektrochemische cel vormen. De beide halfcellen verbind je met een stroomdraad
maar omdat de stroomkring hiermee nog niet gesloten os, zijn beide halfcellen ook
nog verbonden met een zoutbrug. Dit is een buisje met een gel op een pasta waarin
een zout is opgelost. Dit heet een elektrolyt. Door de ionen geleidt het elektrolyt de
stroom maar het laat geen elektronen door. De elektrode waaraan de oxidator
reageert, noem je de positieve elektrode, ook wel pluspool genoemd. De elektrode in
de halfcel met de reductor noem je de negatieve elektrode, ook wel minpool
genoemd. Als de elektrochemische cel stroom levert, gaan de elektronen altijd van
reductor naar de oxidator, dus van negatieve naar positieve elektrode.
Baterijen zijn toepassingen van elektrochemische cellen. Daarin wordt chemische
energie omgezet in elektrische energie. Als je een batterij wilt opladen, dan moet je
de reacties die optreden bij stroomlevering kunnen omdraaien. De bij stroomlevering
