Elektronenoverdracht, Havo/vwo, Chemie Overal. leerjaar 5

Elektronenoverdracht, Havo/vwo, Chemie Overal. leerjaar 5

§2 Kenmerken van redoxreacties.

Een half reactie geeft de verandering  van één van de beginstoffen weer. In zo’n half vergelijking staan altijd elektronen. Een totaalreactie stel je op door 2 half vergelijkingen samen te voegen. Deze totaalreactie moet zo zijn dat er geen elektronen meer in staan.

redoxreacties

zijn reacties waarbij elektronenoverdracht optreedt. Hierbij is er sprake van een oxidator (OX) en een reductor (RED), deze zijn in je Binas te vinden op pg. 48 van je Binas. De reductor staat elektronen af en de oxidator neemt deze op.

§3 Reactievergelijkingen van redoxreacties.

de indeling van tabel 48 is als volgt: De sterkste OX staat bovenaan de lijst in de linker kolom. De sterkste RED staat onderaan de lijst in de rechter kolom. In elke regel van de lijst staat een half vergelijking.

• Lees de regel van links naar rechts om te zien hoeveel elektronen de OX opneemt
• Lees de regel van rechts naar links om te zien hoeveel elektronen de RED afstaat

REGELS!

Een OX reageert alleen met een RED als de OX hoger in de tabel staat dan de RED.
Staat een stof er meerdere malen in, pak dan de hoogste OX of de laagste RED.

stappenplan reactie opstellen.

1. Schrijf de formules van de beginstoffen op.
2. Ga na door middel van tabel 48 welke deeltjes reductoren zijn, en welke deeltjes oxidatoren. Zet deze vervolgens netjes in een overzichtelijke tabel.
3. Kies uit de tabel die je net gemaakt hebt de sterkste oxidator (de hoogste dus) en de sterkste reductor (de laagste dus).
4. Schrijf van de bij 3 gekozen RED en OX de half vergelijkingen op.
5. Stel bij beide half vergelijkingen het aantal elektronen aan elkaar gelijk (dit mag allen door de ene vergelijking x 2 of een ander getal te doen. Je mag niet delen!)
6. Tel nu de vergelijkingen bij elkaar op. Als je het goed hebt gedaan heb je aan de ene kant van de pijl net zo veel elektronen als aan de andere kant van de pijl. Deze mag je dan tegenover elkaar wegstrepen.

Voor voorbeelden: Chemie overal, Havo/vwo 5 deel 2 Blz. 11, 12 en 13

LET OP!

NO3 - - ionen reageren als OX als ze aanwezig zijn in een salpeterzuuroplossing. Dus ziet in een oplossing zonder h+ -ionen zoals natriumnitraat (NaNO3)

Ook al staat de combinatie NO3- + H2O wel in je binas tabel 48 komt deze combinatie vrijwel nooit voor.

SO4 2- alleen is geen OX en ook geen RED, de combinatie SO4 2- + H+ is alleen een OX als je geconcentreerd zwavelzuur hebt.

§4 Elektronische cellen

een ander woord voor batterij is een elektronische cel (zie afbeelding).

In de elektrochemische cel vind een redoxreactie plaats tussen een reductor en een oxidator. Beide beginstoffen waren van elkaar gescheiden door een poreuze wand. De elektronen konden dus niet rechtstreeks worden overgedragen van de OX op de RED. De elektronen zijn daarom via de draad van staaf naar oplossing gestroomd.

Opbouw elektrochemische cel.

• 2 half cellen waarin zich in beide cellen een OX en een RED bevinden.
• Een metaaldraad die de half cellen met elkaar verbind.
• Een elektrolytoplossing die een verbinding vormt tussen de OX en RED die met elkaar reageren.

een elektrolytoplossing is een geconcentreerde oplossing die ionen bevat. Deze oplossing is door middel van gelatine stijf te laten worden zodat de oplossing er niet uit loopt. Een poreuze wand is een vervanger hier voor. De functie van deze wand of oplossing is het compleet maken van een gesloten stroomkring.

wat doet een elektrochemische cel?

in een elektrochemische cel reageert de sterkste oxidator die aanwezig is met de sterkste reductor. De elektronen die stromen van de half cel die de sterkste reductor bevat (via de draad) naar de half cel die de sterkste oxidator bevat. In de half cel met de sterkste reductor bevind zich de negatieve elektrode  in de andere die positieve elektrode.

Voor een voorbeeld als afbeelding: Chemie overal, Havo/vwo 5 deel 2 Blz. 15 en 16

§5 Elektrolyse

Elektrolysereacties zijn reacties die uitsluitend verlopen doordat er elektrische energie wordt toegevoegd aan de beginstoffen. Het laten van beginstoffen heet daarbij ook elektrolyseren.

Voor een elektrolyseoptelling heb je de volgende materialen nodig.

• Een gelijkspanningsbron (géén wisselspanning zoals bij een stopcontact)
• Twee elektroden
• Stroomdraden
• Een vat

opstellen van een half vergelijking van elektrodereacties.

(komt erg overeen met het opstellen van een vergelijking met redoxreacties.)

1. schrijf de formules van de beginstoffen op.
2. maak een tabel met daarin de OX en RED netjes bij elkaar geschreven.
3. kies de sterkste OX en de sterkste RED.
4. de OX heeft elektronen nodig die komen uit de batterij via de negatieve elektrode. Op die plek zal de OX dus reageren. Je kunt de half vergelijking vinden in je Binas tabel 48.
5. De RED geeft elektronen af. Die worden via de positieve elektrode weer terug naar de batterij gevoerd. De RED zullen dus in de buurt van de positieve elektrode reageren. Ook hiervan zoek je de half vergelijking op in Binas tabel 48

Je krijgt dus uiteindelijk 2 half reacties. Deze blijven apart maar je moet wel het aantal elektronen gelijk maken. Je krijgt dus uiteindelijk als antwoord:

Negatieve elektrode                                              … + … e- ® …

Positieve elektrode                                                … ® … + …e-

Voor een voorbeeld: Chemie overal, Havo/vwo 5 deel 2 Blz. 19

Tijdens een elektrolysereactie reageren altijd de sterkste OX en de sterkste RED die in het elektrolysemengsel voorkomen. De OX reageert altijd bij de negatieve elektrode daaruit worden elektronen opgenomen. De RED reageert altijd bij de positieve elektrode. Aan deze elektrode worden elektronen afgestaan.