Redox

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Leerstof, leerdoelen en leermiddelen

Leermiddelen:

• Chemie
• Binas
• Kenniskaart Redox (Classroom)
• Filmpje Redox (Classroom)

Deze les beslaat de leerstof van paragraaf 9.1 en 9.2 van Chemie 5vwo, 7e editie.

De leerdoelen zijn (zie planning):

• Reductor, oxidator en redoxreacties herkennen en omschrijven
  
• Begrippen redoxkoppel en halfreactie kennen
  
• Voorspellen of redoxreactie verloopt of niet o.b.v. reductor-/oxidatorsterkte
  
• Binas 48 gebruiken (halfreacties, reductor-/oxidatorsterkte)
  
• Totaalvergelijking redoxreactie opstellen m.b.v. halfreacties
  
• Onderscheiden edele, halfedele, onedele en zeer onedele metalen
  

Redoxreactie: corrosie als voorbeeld

In dit voorbeeld wordt het metaal ijzer aangetast. Er is dan sprake van corrosie. In het geval van ijzer spreken we ook wel van roesten.

Uit een oplossing met koper(II)ionen ontstaat via een redoxreactie vast koper. Elk koper(II)ion heeft...

1. 2 elektronen afgestaan
2. 1 elektron afgestaan
3. 2 elektronen opgenomen
4. 1 elektron opgenomen

Door waterstofgas door broomwater (een oplossing van broom in water) te leiden, ontstaat via een redoxreactie een zure oplossing van waterstofbromide. Elk waterstofatoom heeft...

1. 2 elektronen afgestaan
2. 1 elektron afgestaan
3. 2 elektronen opgenomen
4. 1 elektron opgenomen

Redoxreactie: elektronenoverdracht

Je kunt een redoxreactie herkennen aan het feit dat ladingen van deeltjes veranderen. Bv. het ontstaan of verdwijnen van ionen.

Zie nevenstaande beginstof en reactieproduct. Is er sprake geweest van een redoxreactie en hoe licht je het antwoord toe?

1. nee, voor en na de reactie zijn het nog steeds ijzerionen, dus geen redox
2. nee, het is allebei ijzersulfaat dus er was geen reactie
3. ja, de ijzerionen zijn van lading veranderd
4. ja, de ijzerionen uit de beginstof hebben elektronen opgenomen

Welke van onderstaande reacties is een redoxreactie?

1. 
2. 
3. 
4. 

Redoxreactie: reductoren

Metalen zijn altijd reductor.

Sommige metaalionen kunnen ook als reductor reageren.

Water is een heel zwakke reductor.

Redoxreactie: oxidatoren

Metaalionen kunnen altijd als oxidator reageren. Sommige metaal-ionen kunnen ook als reductor reageren.

Zure oplossingen (H⁺) zijn oxidator.

Water is een heel zwakke oxidator.

Sleep de formules en namen naar het juiste veld: OX of RED.

OX idator

RED uctor

zoutzuur

Na(s)

chloorwater

Cu²⁺

oxaalzuur

S₂O₃^2-

tin

H₂(g)

zuurstof

MnO₄^-

kaliumjodide-oplossing

Pb(s)

natronloog

F₂(g)

Redoxreactie: halfreacties

In een halfreactie komen altijd elektronen (e^-) voor. In de totaalreactie echter nooit! Zorg er bij het optellen voor dat e^- wordt weggestreept.

(Streep ook andere deeltjes die links en rechts van de → staan altijd weg).

Redoxreactie: halfreacties in Binas 48

Oxidator en haar geconjugeerde reductor (op dezelfde regel) vormen samen een redoxkoppel. Die noteer je als volgt

(reductor/oxidator):

             F^-/F₂

       Ce³⁺/Ce⁴⁺

          Au/Au³⁺

Zie nevenstaande halfreacties voor de redoxreactie tussen aangezuurde kaliumpermanganaatoplossing en kaliumchloride-oplossing. Kun je deze halfreacties zo bij elkaar optellen en hoe licht je het antwoord toe?

1. nee, eerst halfreactie van oxidator x 5 en halfreactie van reductor x 2 (en deze omkeren natuurlijk)
2. nee, eerst halfreactie van oxidator x 2 en halfreactie van reductor x 5 (en deze omkeren natuurlijk)
3. ja, zolang je de halfreactie van de reductor eerst omkeert
4. ja, zolang je de halfreactie van de oxidator eerst omkeert

Aluminium reageert met zoutzuur, waarbij een oplossing van aluminiumchloride en waterstofgas ontstaat.
Geef de halfreactie van de reductor. Gebruik Binas 48.

Al(s) → Al³⁺(aq) + 3 e^-

Aluminium reageert met zoutzuur, waarbij een oplossing van aluminiumchloride en waterstofgas ontstaat.
Geef de halfreactie van de oxidator. Gebruik Binas 48.
Neem i.p.v. het oxoniumion een proton als het zure deeltje.

2 H⁺(aq) + 2 e^- → H₂(g)

Redoxreactie: oxidatorsterkte (linkerpagina Binas 48)

Hoe hoger oxidator in Binas 48, hoe groter U⁰, hoe sterker de oxidator, hoe zwakker de geconjugeerde reductor. 

Een sterke oxidator is veel meer reactief dan een zwakkere oxidator.

sterk

zwakker

U⁰(V)

Redoxreactie: reductorsterkte (rechterpagina Binas 48)

Hoe lager reductor in Binas 48, hoe kleiner U⁰, hoe sterker de reductor, hoe zwakker de geconjugeerde oxidator. 

Een sterke reductor is veel meer reactief dan een zwakkere reductor.

zwakker

sterk

U⁰(V)

Het metaal lithium is de sterkte reductor, dus lithium-ionen zijn de zwakste oxidator!

Redoxreactie: voorspellen a.d.h.v. sterkte

Een redoxreactie verloopt alleen wanneer de oxidator in Binas 48 boven de reductor staat.

(Er moet nl. altijd een zwakkere oxidator en reductor ontstaan).

zwakker

sterk

U⁰(V)

Het metaal calcium is als reductor wèl sterk genoeg om te reageren met de oxidator water, maar chroom niet!

sterker

zwakker

In welke van nevenstaande situaties a, b en c treedt er een redoxreactie op? Maak gebruik van Binas 48 (en eventueel van Binas 66A en 66B).

1. a, b en c
2. alleen a
3. a en b
4. b en c

Redoxreactie: aanzuren en aanlogen (zie Binas 48)

  Lees dus altijd goed de tekst bij de opgave! Wanneer er 'aangezuurd' staat, betekent dat je halfreactie van de    oxidator dus links van de pijl niet alleen elektronen (e^-) heeft, maar ook protonen (H⁺).

Geef de halfreacties van waterstofperoxide wanneer deze:
a) aangezuurd is
b) niet aangezuurd is

a) H₂O₂ + 2 H⁺ + 2 e^- → 2 H₂O

b) H₂O₂ + 2 e^- → 2 OH^-

Redoxreactie: halfreacties leiden tot totaalreactie

Als je het stappenplan volgt, kan het haast niet fout gaan.

Sterkste OX reageert met sterkste RED.

Vergeet niet weg te strepen!

(Vaak H₂O en H⁺).

Redoxreactie: edelheid metalen (zie Binas 48)

Hoe edeler een metaal, hoe zwakker het is als reductor, hoe minder reactief het is.

Edele metalen ondergaan dus geen corrosie.

Enkele metalen kunnen zelfs reageren met water. Ze lossen niet op! (ook al ontstaat er soms een oplossing, het is een redoxreactie).

Sleep de metalen naar het juiste veld.

edel

half-

edel

onedel

zeer

onedel

Li

Sn

Cr

Ni

Al

Au

Mg

Hg

Co

K

Geselecteerde opgaven om mee te oefenen

Leermiddelen:

• Chemie
• Binas
• Kenniskaart Redox (Classroom)
• Filmpje Redox (Classroom)

Oefen voldoende tot je de stof echt beheerst.

Maak een keuze uit deze opgaven van paragraaf 9.1 en 9.2 van Chemie 5vwo, 7e editie: 7, 8, 9, 10, 13d, 14, 16, 17, 18, 21, 22, 23, 24, 25

Meer contextrijke opgaven zoals je ook op de toets kan tegenkomen:

"Toepassen" 7, 8, 9, 10, 11, 12, 18, 19, 20, 21

Lukt het even niet? Pak de theorie (zie "leermiddelen") erbij en probeer het nog eens. Lukt het nog steeds niet, stel je vraag aan de docent.