Redoxreacties par. 7.1

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 5

Redoxreacties par. 7.1

7.1 Elektronen overdracht les doelen

• Jullie leren hoe een redoxreactie te beschrijven
  
• Jullie leren hoe een redoxreactie te herkennen
  
• Jullie leren wat een reductor en een oxidator is
  

H7 Redox reacties 

-7.1 Elektronen overdracht

-7.2 Redox reacties

-7.3 Energie uit redox reacties

-7.4 Energie opslag met redox reacties

Voorkennis:

Oplosvergelijking zouten: MgSO₄ (s) ^_> Mg²⁺ (aq) + SO₄^2-(aq)

Zuur-base reactie: CaCO₃ + 2H⁺ -> Ca²⁺(aq) + CO₂ (g) + H₂O(l)

                                    \      /

                                Ca²⁺  CO32-

Nieuw:

Redoxreactie

Reactie tussen magnesium en zuurstof

-Proefje: verbranding van magnesium lint 

-Wat kunnen we waarnemen?

-Reactievergelijking schrijven

-Wat is er voor de pijl en na de pijl

Reactie tussen magnesium en zuurstof: verklaring

Reactie vergelijking: 2Mg (s) + O₂(g) -> 2MgO(s)

Voor: metaal en moleculaire stof... Na zout....hoe kan dat?

Micro niveau

Magnesium staat 2 elektronen af en TEGELIJKERTIJD

Zuurstof neemt 2 elektronen op.

Na de reactie, hebben beide stoffen 8 elektronen in hun buiten schil (oktetregel)

Reactie tussen magnesium en zuurstof: verklaring

Reactie vergelijking: 2Mg (s) + O₂(g) -> 2MgO(s)

Tijdens deze reactie, vindt een elektronenoverdracht plaats DUS is het maken van magnesium oxide (MgO) een REDOX REACTIE.

Je herkent een redoxreactie aan de verandering van de lading van de deeltjes. 

Oxidator

• Neemt elektronen op
• Elektronenacceptor
• Voorbeeld chloor:

O2(g) + 4 e- -> 2O2-

Niet-metalen zijn in het algemeen oxidatoren

Reductor

• Staat elektronen af
• Elektronendonor
• Voorbeeld ijzer:

Mg (s) -> Mg2+ + 2 e-

Metalen zijn in het algemeen reductoren

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.

Nu oefenen:

Noteer voor elke van de onderstaande reactie of het gaat om een redox reactie of een zuur-base  reactie.

Fe(s) + O₂(g)-> 2FeO(s)

KOH(s) + H⁺(aq)-> H₂O(l) + K⁺(aq)

Li(s) + F₂(g) -> 2LiF(s)

Is dit een redox reactie?
Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl

1. Ja
2. Nee
3. Weet ik niet

bij een redox reactie...

1. ...worden elektronen opgenomen door de oxidator
2. ...worden elektronen opgenomen door de reductor
3. ...worden protonen opgenomen door de oxidator
4. ...worden protonen opgenomen door de reductor

Welke stof is de reductor?

Na+H​2​​O−>Na​+​​+OH​−​​

1. Na
2. H​2​​O
3. Na​+​​
4. OH​−​​

Welke stof is de oxidator?

Mg+2Ag​+​​−>Mg​2+​​+2Ag

1. Mg
2. Mg​2+​​
3. Ag
4. Ag​+​​

Welke van onderstaande reacties is een redoxreactie?

1. 
2. Mg+2H​+​​→Mg​2+​​+H​2​​
3. 
4. 

Halfreacties

• Elke redoxreactie bestaat eigenlijk uit 2 halve reacties: 1 van de oxidator en 1 van de reductor.
• Dit geven we weer in halfreacties (Binas 48).
• Twee halfreacties (red en ox) geven de totaalreactie.

Halfreactie bevat redoxkoppels

Voorbeeld chloor: Cl2 + 2 e- -> 2 Cl-

• In het voorbeeld is chloor oxidator (neemt e- op).
• Er ontstaat Cl-, dit is een reductor.
• Cl2 en Cl- noemen we samen een redoxkoppel.

Twee halfreacties samen geeft totale reactie

Voorbeeld: 2 Zn + O2 -> 2 ZnO

• ox: O2 + 2 e- -> 2 O2-
• red: Zn -> Zn2+ + 2e- 

Bij elkaar optellen geeft de totaalreactie (ionen vormen samen zout):

O₂ +  Zn +2 e^- -> 2 ZnO + 2 e^-

O2 + Zn -> 2 ZnO 

sterk

hoe 

lager 

hoe zwakker

zwak

Onthoud:

Oxidator

Reductor

zwak

hoe 

hoger

hoe zwakker

sterk

let op de voetnoten: soms staat hier nog belangrijke informatie

Binas 48

Sterkte oxidatoren/reductoren

• Redoxreactie vindt plaats als sterkste oxidator hoger staat dan de sterkste reductor.
• "Bergafwaarts" = reactie verloopt wel.
• "Berg op" = geen reactie.
• Zie volgende slide.

H7.2 verloopt elke redoxreactie?

koper + zoutzuur               ijzer + zoutzuur              zink + zoutzuur

Waarom verloopt de reactie tussen Cu en HCl niet?

De oxidator H⁺ staat onder de reductor CU, dus geen spontane reactie

Stappenplan opstellen redoxreactie

1. Noteer de formules van alle deeltjes (ook H2O in oplossing, H+ in zuur milieu, OH- in basisch milieu).
2. Zoek de sterkste reductor en sterkste oxidator.
3. Noteer beide halfreacties.
4. Optellen voor totale vergelijking (let op! Elektronen voor en na de pijl moeten gelijk zijn).
5. Eventueel deeltjes wegstrepen die voor én na de pijl staan.

Tin(II)chloride-opl. met oxaalzuur(H2C2O4)-opl.

1. Deeltjes: Sn²⁺, Cl^-, H₂O, H₂C₂O₄
2. Red: H₂C₂O₄ (-0,49), Ox: Sn²⁺ (-0,14)
3. Red: H2C₂O₄ -> 2 CO₂ (g) + 2 H⁺ + 2e^-                                                                          Ox: Sn²⁺ + 2 e^- -> Sn (s)                              
4. Totaal: H₂C₂O₄ + Sn²⁺ -> 2 CO₂ + 2 H⁺ + Sn (s) 

Kaliloog (oplossing van KOH in water) + waterstofgas + broomwater

1. Deeltjes: K+, OH-, H2 (g), Br2 (l)
2. Red: H2 + 2 OH- (-0,83), ox: Br2 (+1,07)
3. Red: H2 + 2 OH- -> 2 H₂O + 2e^-                                                                                            Ox: Br2 + 2 e^- -> 2 Br-                              
4. Totaal: H₂ + 2 OH- + Br2 -> 2 H₂O + 2 Br- 

Aangezuurd kaliumpermanganaat (KMnO4)-opl. + natriumthiosulfaat (NaS2O3)-opl.

1. Deeltjes: H⁺, K⁺, MnO₄^-, H₂O, Na⁺, S₂O₃^2-
2. Red: S₂O₃^2- (+0,10), ox: MnO₄^- + 8 H⁺ (+1,51)
3. Red: 2 S₂O₃^2- -> S₄O₆^2- +f 2e^-                           (5x) elektronen gelijk maken  Ox: MnO₄^- + 8 H⁺ + 5 e^- -> Mn²⁺ + 4 H₂O      (2x)                   
4. Totaal: 10 S2O32- + 2 MnO4- + 16 H+ -> 5 S4O62- + 2 Mn2+ + 8 H2O

corrosie

= aantasting van metalen door zuurstof en water

--> er ontstaat een beschermend oxide of hydroxide laagje

dit beschermt het metaal eronder tegen verdere aantasting

--> uitzondering: bij ijzer noemen we dit roesten

een laagje ijzerhydroxide (roest) sluit niet goed 

af, daarom kan het hele voorwerp wegroesten

bescherming van metalen

!!! -->zorgen dat metaal niet

in direct contact staat

met water en zuurstof

hoe?

Bijv. door een coating