5H herhaling NOVA H8 redox

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 5

H8 Redoxreacties 

Reductor/Oxidator

Elektronenoverdracht

Redoxreactie

Lesdoelen

• Hoe herken je een redoxreactie?
• Wat is een oxidator, reductor, redoxkopppel?
• Hoe kun je een redoxreactievergelijking opstellen?
  

Redoxreactie: elektronenoverdracht

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

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-

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.
• In Binas 48 staan veel voorkomende redoxkoppels.

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.

Redox reacties herkennen

Kijk naar de deeltjes voor en de pijl: lading-verandering?

Redox?

JA

Redox?

NEE

Redox?

JA

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

1. Ja
2. Nee
3. Weet ik niet

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.

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.

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​+​​

Is het een oxidator, reductor of beide, sleep naar het juiste blok.

Oxidator

Oxidator & Reductor

Reductor

Ba

Al³⁺

Se

S^2-

H⁺

Fe²⁺

Cu⁺

Zn

Welke van onderstaande reacties is een redoxreactie?

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

Wat is de halfreactie als ijzerpoeder reageert in een redoxreactie? Gebruik Binas 48.

1. Fe -> Fe2+ + 2 e-
2. Fe2+ + 2e- -> Fe
3. Fe3+ + e- -> Fe2+
4. Fe2+ -> Fe3+ + e-

Zijn dit wel of geen redoxreacties, sleep naar het juiste blok.

Redoxreactie

GEEN Redoxreactie

2 Al + 3 Br₂ --> 2 AlBr₃

HCN + OH^- --> CN^- + H₂O

BaCl₂ --> Ba²⁺ + 2 Cl^-

2 HCl + Mg --> H₂ + Mg²⁺ + 2Cl^-

H⁺ + OH^- --> H₂O 

Fe + 3 Ag⁺ --> Fe³⁺ + 3 Ag

Opstellen redoxreactie

1. Schrijf op welke deeltjes je hebt

2. Zoek de sterkste OX en schrijf de halfreactie over uit SD

3. Zoek de sterkste RED en schrijf de halfreactie van rechts naar links over uit SD

4. Check of de OX boven de RED staat in 9.1f

5. Maak de elektronen gelijk

6. Tel op

Maak de volgende onvolledige halfreacties af (in je schrift): 

maak ze kloppend en plaats de elektronen aan de juiste kant

1. ... NO2 + ... H2O → ... N2 + .... OH–
2. ... N2 + .... H+ → .... NH3 
3. ... NH4+   + ... H2O → ... NO2-  + ...H+ 

Bedenk bij elke reactie of het om een RED of OX gaat die reageert.

uitwerking onvolledige halfreacties afmaken

2. N2 + 6H+ 6 e-  → 2 NH3 

3. NH4+ + 2H2O → NO2- + 8H+ +  6 e-

1. helemaal uitgewerkt:

Vragen t/m 8.2

1 of 2 opdrachten samen maken

Lees paragraaf 8.3

Hierna volgt een vraag waarbij je de info uit deze paragraaf nodig hebt

Edele metalen

Onedele metalen

Zeer onedele metalen

goud

zilver

zeer zwakke reductor

zink

aluminium

ijzer

redelijk sterke reductor

natrium

calcium

kalium

zeer sterke reductor

Elektrochemische cel

• Batterij of accu
• Oxidator en reductor bevinden zich apart van elkaar, maar zijn verbonden via een stroomdraad en een zoutbrug/membraan.
• Beweging van ionen en elektronen zorgt voor een elektrische stroom.

Onderdelen elektrochemische cel

1) twee gescheiden halfcellen (één voor
    oxidator en één voor reductor) met
    elektrolyt (elektrisch geleidende
    oplossing

2) een elektrode (elektrisch geleidend
    materiaal) in elke halfcel

3) verbinding (stroomdraad) tussen
     elektroden

4) zoutbrug (gevuld met zoutoplossing)

in plaats van een zoutbrug wordt ook wel een ion-
selectief semi-permeabel membraan gebruikt

vaak van een (edel)metaal of grafiet

Linker halfcel:

Door ontstaan van Zn2+ ionen, moeten Cl- ionen uit de zoutbrug naar links

(om de ontstane + lading te compenseren)

Rechter halfcel:

Door verdwijnen van Cu2+ ionen, moeten Na+ ionen uit de zoutbrug naar rechts

(om de verdwenen + lading te compenseren)

Sluiten van stroomkring

De Daniell cel

1836: verbetering van de 'zuil van Volta' (de eerste 'batterij') door John Frederic Daniell

Bij de elektrochemische cel of batterij:

De OX en de RED zijn gescheiden, de stroom loopt als de kring wordt gesloten.

Welk deeltje zal als reductor reageren in de redoxreactie die plaatsvindt, wanneer de Daniell cel stroom levert?

RED

de sterkste RED zal reageren, waar vind je welke de sterkste is?

1. Zn
2. Cu
3. Zn​2+​​
4. Cu​2+​​

Welk deeltje zal als oxidator reageren in de redoxreactie die plaats vindt wanneer de Daniell cel stroom levert?

OX

de sterkste RED zal reageren, waar vind je welke de sterkste is?

1. H​2​​​​​O
2. SO​4​2−​​
3. Zn​2+​​
4. Cu​2+​​

De reductor en oxidator zijn van elkaar gescheiden en kunnen dus niet direct elektronen aan elkaar elektronen overdragen. De halfcellen zijn met elkaar verbonden, waardoor de elektronen toch, via een omweg, indirect kunnen worden doorgegeven. De elektronen stromen dan...

1. via de zoutbrug van de Zn-elektrode naar de Cu-elektrode
2. via de zoutbrug van de Cu-elektrode naar de Zn-elektrode
3. via de stroomdraad van de Zn-elektrode naar de Cu-elektrode
4. via de stroomdraad van de Cu-elektrode naar de Zn-elektrode

Een batterij of elektrochemische cel heeft twee polen: een + pool en een - pool. Maar welke is de + pool en welke is de - pool in de Daniell cel?

1. de elektrode waar de reductor reageert is de + pool
2. de elektrode waar de oxidator reageert is de + pool
3. de Zn elektrode is de - pool
4. de Cu elektrode is de - pool

De ladingsverschuiving door de halfreacties moet worden gecompenseerd. Om de stroomkring te sluiten en een stroom te laten lopen, bewegen de...

1. elektronen via de zoutbrug van de rechter halfcel naar de linker halfcel
2. elektronen via de zoutbrug van de linker halfcel naar de rechter halfcel
3. ionen uit de ene halfcel stromen via de zoutbrug naar de andere halfcel
4. de + en - ionen uit de zoutbrug stromen elk naar een andere halfcel

De ionen uit de zoutbrug zorgen dus voor de compensatie van de ladingsverschuiving. Om de stroomkring te sluiten en een stroom te laten lopen, bewegen de...

1. natriumionen uit de zoutbrug naar de linker halfcel
2. natriumionen uit de zoutbrug naar de rechter halfcel
3. chloride-ionen uit de zoutbrug naar de linker halfcel
4. chloride-ionen uit de zoutbrug naar de rechter halfcel

Halfcel van reductor

Halfcel van oxidator

- pool

+ pool

e- stroomt hierheen

e- stroomt hier vandaan

+ ionen stromen hierheen

- ionen stromen hierheen

Cu elektrode in Daniell cel

Zn elektrode in Daniell cel

elektrode neemt e- op

elektrode geeft e- af

Brandstofcel

Brandstof + zuurstof

Membraan: laat H+ (proton) zich verplaatsen, maar e- bewegen alleen maar door metalen heen (dus niet door de membraan).

Elke cel heeft zijn eigen halfreactie.

Brandstofcel

• Elektrochemische cel met voortdurende aanvoer van reagerende stoffen.

• Ox: O2 + 4 H+ + 4 e- -> 2 H2O
• Red: H2 -> 2 H+ + 2 e- (2x)
• Totaal: 2 H2 + O2 -> 2 H2O

H+ tegen elkaar wegstrepen.

0