Uitleg Redox reacties

• Scheikunde
• Voortgezet speciaal onderwijs
• Leerroute 5

Leerdoelen van deze les:

• herkennen of een reactie een redoxreactie is of niet.
• De begrippen redoxkoppel, halfreactie, totaalreactie, oxidator en reductor kunnen uitleggen.

Magnesium en en calcium staan in groep 2 van het periodiek systeem. Hoeveel elektronen kunnen deze metalen afstaan?

1. 4
2. 3
3. 2
4. 1

De metalen in groep 1 bevatten 1 elektron in de buitenste schil. Hoeveel elektronen staan de reductoren Li, Na en K af volgens tabel 48?

1. 4
2. 3
3. 2
4. 1

nitrietion

acetaation

ammoniumion

hydroxide‑ion

 fosfaation

carbonaation

 CO₃⁠^2-

PO₄^3-

OH^-

NH4⁠⁺

CH₃COO^-

NO₂^-⁠

Hoe goed ken jij de formules van de ionen?

😒🙁😐🙂😃

Wat is de juiste verhoudingsformule van lood (IV) oxide ?

check

1. Pb​2​​O​2​​
2. Pb​2​​O
3. PbO​2​​
4. PbO

Hoe goed kun je zoutformules opstellen?

😒🙁😐🙂😃

Wat ga je doen om het (nog) beter te kunnen?

niets, ik heb het goed geleerd en weet/kan dit

ik kan het, maar moet het blijven herhalen

ik ken de ionen, maar heb uitleg nodig hoe je zoutformules maakt

ik heb de ionen geleerd, maar moet nog oefenen met zoutformules

ik ga leren en oefenen, want dat heb ik nog niet gedaan

iets anders, namelijk...

Inleiding Redoxreacties

In het volgende filmpje/demoproefje zie je de reactie tussen magnesium en zoutzuur.

Noteer nu eerst de juiste formules van deze stoffen voor de pijl:

........................... + ....................... -->

Gebruik de waarneming om de stof(fen) na de pijl te noteren.

DEMO

Werkwijze opstellen redoxreactie

Zoutzuur en magnesium

Welk gas denk je dat er ontstaat?

1. chloor
2. zuurstof
3. waterstof
4. magnesium

Hoe kan bij deze reactie H2 ontstaan?

Mg (s)                   +        2  H+             -->   .............    +            H2

Welke bindingen worden verbroken/gevormd?

Mg (s)                   +        2  H+             -->   .............    +            H2

......

binding

......

binding

Dit is een RED-OX reactie

Mg (s)              +              2 H+             --> Mg2+  + H2 

staat e- af               neemt e- op

       =                                     =

REDuctor                 OXidator 

(Ezelsbruggetje Oxidator neemt elektronen op)

elektronenoverdracht

Een reactie waarbij elektronen worden overgedragen van het ene deeltje naar het andere deeltje noem je een REDOXreactie

Je herkent een redoxreactie aan het veranderen van de lading van de deeltjes

Oxidator

• Neemt elektronen op
• Elektronenacceptor
• Linkerkolom Binas 48
• Sterkste oxidator links bovenin (F2)
• Voorbeeld chloor:

Cl2 (g) + 2 e- -> 2 Cl-

Reductor

• Staat elektronen af
• Elektronendonor
• Rechterkolom Binas 48
• Sterkste reductor rechts onderin (Li)
• Voorbeeld ijzer:

Fe (s) -> Fe2+ + 2 e-

Binas 48 

Sterkte oxidatoren/reductoren

• Redoxreactie vindt plaats als sterkste oxidator hoger staat dan de sterkste reductor.  (Vox - Vred > 0,3)
• "Bergafwaarts" = reactie verloopt wel.
• "Berg op" = geen reactie. 
• Zie volgende slide.

Red-Ox koppel

Mg (s)              +              2 H+             --> Mg2+  + H2 

de oxidator en bijbehorende reductor vormen samen een redoxkoppel

Bij een redoxreactie heb je altijd twee redoxkoppels

Halfreacties

Bij het opstellen van een totaalreactie worden de oxidator en reductor apart bekeken met halfreacties. Deze moet je in de juiste verhouding optellen, zodat het aantal elektronen gelijk wordt:

halfreactie OX:   2 H+   + 2e-   -->   H2                          1x

halfreactie RED:     Mg               -->  Mg2+   + 2e-        1x

Zoutzuur en magnesium

1.   Schrijf op welke stoffen aanwezig zijn:

       H⁺(aq) / Cl-(aq) / Mg(s) 

       We laten water even buitenbeschouwing.

2.   Kijk in binas 48 of het een reductor of oxidator is.

3.    H⁺(aq) oxidator

       Cl^-(aq) reductor

       Mg(s) reductor

Zoutzuur en magnesium

4.   Kies de sterkste reductor (staat het laagst in de tabel)

       Mg(s) is sterkste de reductor

5.   Kies de sterkste oxidator (staat het hoogst in de tabel)

       H+(aq) is sterkste de oxidator

6.    Controleer of oxidator hoger staat dan reductor, is dit het                 geval dan ontstaat er een reactie.

Zoutzuur en magnesium

7.  Schrijf de halfreactie van de reductor op van rechts naar links

      Mg(s) --> Mg²⁺(aq) + 2e-

8. Schrijf de halfreactie van de oxidator op van links naar rechts.

      2H⁺(aq) + 2e- --> H₂ (g)

Zoutzuur en magnesium

9.    Tel de halfreacties op:

        Mg(s) --> Mg²⁺(aq) + 2e-

         2H⁺(aq) + 2e- --> H₂ (g

        -----------------------------------------------

        Mg(s) + 2H⁺(aq) --> Mg²⁺(aq) + H₂(g)

Redoxreacties herkennen

Voorbeeld: 2 Na (s) + Cl₂ (g) -> 2 NaCl (s)

• Na (s) voor de pijl heeft geen lading, na de reactie is dit Na+ geworden (in een zout).
• Cl₂ (g) voor de pijl heeft geen lading, na de reactie is dit Cl- geworden.
• Na heeft dus een elektron afgestaan aan Cl2.
• Na is reductor, Cl2 is oxidator.

Zuurbase

• H+ overdracht
• Zuur reageert met base
• Zuur staat H+ af
• Base neemt H+ op
• Binas tabel 49

Redox

• Elektronen (e-) overdracht
• Reductor reageert met oxidator
• Reductor staat e- af
• Oxidator neemt e- op
• Binas tabel 48

verbranding

Bij verbrandingsreacties is de ladingsverandering niet altijd zo duidelijk te herkennen. Leer daarom het volgende:

Alle verbrandingsreacties zijn redoxreacties

De stof zuurstof (O2) is hierbij altijd de OXidator

NOTEER

EN LEER

Edele en onedele metalen

Corrosie aantasting van metalen door zuurstof en water.

Metalen die gemakkelijk corroderen zijn ijzer, magnesium, zink, aluminium en lood.

Soms kan het oxidelaagje een beschermende laag vormen, hierdoor is de rest van het metaal afgeschermd van zuurstof en water.

De edele metalen worden niet door water en zuurstof aangetast.

 Het zijn Au, Ag en Pt.

In tabel 48 staat de sterkste oxidator

1. Linksboven
2. Linksonder
3. Rechtsboven
4. Rechtsonder

Kijk in tabel 48
De vaste stof lithium regeert met het gas fluor.
Lithium is hier de:

1. oxidator
2. reductor
3. hoe kun je dit weten.
4. Rechtsonder

Bekijk de volgende RedOx reactie:
Mg (s) +I2 (aq) --> Mg2+ (aq) + 2 I- (aq)
Geef met behulp van tabel 48 de juiste halfreactie van de oxidator:

1. Mg2+ + 2e- --> Mg
2. I2 + 2 e- --> 2 I-
3. Mg --> Mg2+ + 2e-
4. 2 I- --> I2 + 2 e-

In tabel 48 staat de sterkste reductor

1. Linksboven
2. Linksonder
3. Rechtsboven
4. Rechtsonder

sterkste reductor

zwakste reductor

Fe

OH-

H2

Li

Welke informatie staat er volgens jou in tabel 48 van je binas?

Kijk in tabel 48 rechtsonder naar de sterkste reductoren. De sterkste reductor is:

1. Li
2. B
3. F2
4. K+

Bekijk de volgende RedOx reactie:
Mg (s) +I2 (aq) --> Mg2+ (aq) + 2 I- (aq)
Geef met behulp van tabel 48 de juiste halfreactie van de reductor:

1. Mg2+ + 2e- --> Mg
2. I2 + 2 e- --> 2 I-
3. Mg --> Mg2+ + 2e-
4. 2 I- --> I2 + 2 e-

sterkste oxidator

zwakste oxidator

Cu2+  

Li+

NO3- (aq)

NO3- + 4H+

sterkste reductor

zwakste reductor

Fe

OH-

H2

Li

Kijk in tabel 48
De vaste stof lithium regeert met het gas fluor.
Lithium is de beginstof en een reductor.
De correcte halfreactie bij Lithium is hier:

1. Li+ + e- --> Li (s)
2. 2 Li + F2 --> 2 Li+ + 2 F-
3. Li (s) --> Li+ + e-
4. ???

Kijk in tabel 48
De vaste stof lithium regeert met het gas fluor.
Lithium is hier een ....

1. beginstof
2. reactieproduct
3. hoe kun je dit weten?
4. geleider

Herhalingsoefening redox

Bij het etsen ontstaat een reactie tussen vast koper en ijzer(III)chloride. Het vaste koper verdwijnt en er ontstaan

 ijzer(II) ionen.

Geef de bijbehorende reactievergelijking.

Antwoord:

Oxidator: Fe³⁺   /  H₂O

Reductor: Cu(s) / H₂O

Sterkste oxidator:  Fe3+ 

Sterkste reductor: Cu(s)

Uitwerking opgave 21 

Uitwerking opgave 21

Redoxreactie op afstand

Elektrochemische cel

In deze cel vindt een redoxreactie plaats.

Oxidator: Cu2+(aq)

Reductor: Zn(s)

De zoutbrug zorgt voor de verbinding tussen

de twee oplossingen, de zoutbrug bevat vrije

ionen, deze zorgen voor het lading transport

Redoxreactie

Zn(s) --> Zn²⁺ + 2e-

Cu²⁺ + 2e- --> Cu(s)

Reductor: negatieve pool

Oxidator: positieve pool

Belangrijk

Er zijn twee soorten elektroden:

elektroden die mee reageren

(zoals bij de voorbeeld cel) en onaantastbare elektroden

(Pt en C)

Zoutbrug

Ionen uit de zoutbrug verplaatsen zich bij stroomlevering naar de halfcellen.

De zoutbrug zorgt er dus voor dat beide oplossingen elektrisch neutraal blijven

Maak opgave 21 op bladzijde 83

Uitwerking opgave 21 

Uitwerking opgave 21

Opgave 28

Maak opgave 28 op bladzijde 85

Uitwerking opgave 28

Uitwerking opgave 28

Demoproef 5 

Red:                      Fe --> Fe²⁺ + 2e-                                     2x

Ox:                        O₂ (g) + H₂ O(l) + 4e^- --> 4OH^-          1X

----------------------------------------------------------------

                           2Fe(s) + O2 (g) + H2 O(l)  --> 2Fe²⁺ + 4OH^-

Demoproef 6

Demoproef 6

Demoproef 7

Zn is de reductor

Zn --> Zn²⁺  + 2e^-  

Oxidator is waarschijnlijk H⁺ in de citroen.

2H⁺  + 2e^-  --> H₂ 

_{Vruchtvlees heeft de functie van zoutbrug.}