Curie Hoofdstuk 11 HAVO 5 - 11...  Hoofdstuk 11 Redoxreacties Metalen en metaal-ionen Metalen kunnen

  • View
    224

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Curie Hoofdstuk 11 HAVO 5 - 11...  Hoofdstuk 11 Redoxreacties Metalen en metaal-ionen Metalen...

CurieHoofdstuk 11 Redoxreacties

BNG

RedoxreactiesRedoxreacties

Curie Hoofdstuk 11HAVO 5

Curie BNGHoofdstuk 11 Redoxreacties

11 1 Wat zijn redoxreacties?11.1 Wat zijn redoxreacties?

11 2 Voorspellen van redoxreacties11.2 Voorspellen van redoxreacties

11 3 Elektrische stroom uit reacties11.3 Elektrische stroom uit reacties

11 4 Corrosie11.4 Corrosie

11 5 Elektrolyse11.5 Elektrolyse

11 6 Metaalwinning11.6 Metaalwinning

Curie BNGHoofdstuk 11 Redoxreacties

11.1 Wat zijn11.1 Wat zijn redoxreacties?

Curie BNGHoofdstuk 11 Redoxreacties

Wat zijn Redoxreacties?

Red-Ox komt van Reductor Oxidator

Reductor reduceert = staat elektronen af

Oxidator oxideert = neemt elektronen op

Een redoxreactie is een reactie waarbij elektronen worden overgedragen van de reductor naar de oxidator.

Curie BNGHoofdstuk 11 Redoxreacties

Wat zijn Redoxreacties?

Een redoxreactie is een reactie waarbij elektronen worden overgedragen van de reductor naar de oxidatorovergedragen van de reductor naar de oxidator.

e-

Reductor + oxidator

Curie BNGHoofdstuk 11 Redoxreacties

Wat zijn Redoxreacties?

Een redoxreactie is opgebouwd uit twee halfreacties, namelijk:

de reactie die elektronen afstaat

de reactie die elektronen opneemt

Welke halfreacties gaan er bijvoorbeeld schuil achter de g jverbranding van Magnesium tot magnesiumoxide?

Curie BNGHoofdstuk 11 Redoxreacties

Metalen en niet-metalenWelke halfreacties gaan er bijvoorbeeld schuil achter de verbranding van Magnesium tot magnesiumoxide?g g g

2 Mg + O2 2 MgO

In MgO heeft zuurstof lading 2- (O2-) en magnesium 2+ (Mg2+).

Blijkbaar heeft Mg twee elektronen afgestaan, terwijl zuurstof er twee heeft opgenomener twee heeft opgenomen

Curie BNGHoofdstuk 11 Redoxreacties

Metalen en niet-metalenWelke halfreacties gaan er bijvoorbeeld schuil achter de verbranding van Magnesium tot magnesiumoxide?g g g

2 Mg + O2 2 MgO

Mg Mg2+ + 2 e- (vorming van magnesiumionen)

O2 + 4 e- 2 O2- (vorming van oxide ionen)

De Mg-atoom is de reductor (staat af) en O-atoom is de id toxidator (neemt op)

Curie BNGHoofdstuk 11 Redoxreacties

Metalen en niet-metalen

2x Mg Mg2+ + 2 e-O + 4 e- 2 O2-O2 + 4 e- 2 O2-

2 Mg + O2 + 4 e- 2 Mg2+ + 2 O2- + 4 e-+

2 Mg O2 4 e 2 Mg 2 O 4 e

2 Mg + O2 2 Mg2+ + 2 O2-

4 e-

2 Mg + O2 2 MgO

Curie BNGHoofdstuk 11 Redoxreacties

Halogenen en halogenide-ionen

Doe oplossingen van KBr en Cl2 bij elkaar. De oplossing wordt bruin er wordt Br2 gevormdwordt bruin, er wordt Br2 gevormd.Dat kan alleen als de Br- elektronen afstaat, zodat Br2gevormd kan worden.g

2 Br- Br2 + 2 e- (bromide is reductor)

Maar welke stof neemt de elektronen op?

Cl2 + 2 e- 2 Cl- (chloor is oxidator)

Curie BNGHoofdstuk 11 Redoxreacties

Halogenen en halogenide-ionen2 Br- Br2 + 2 e-Cl2 + 2 e- 2 Cl-22 Br- + Cl2 Br2 + 2 Cl-

2 e-

Voor de reactie Reactievergelijking Na de reactie

Cl2(aq) Br2(aq)2 Br- + Cl2 Br2 + 2 Cl-2( q)K+(aq), Br-(aq)H2O(l)

2( q)K+(aq), Cl-(aq)H2O(l)

2 2

K+ i d i t t d tiK+ ionen doen niet mee met de reactie en zijn dus tribune-ionen

Curie BNGHoofdstuk 11 Redoxreacties

Halogenen en halogenide-ionen

Cl2 reageert wel met Br-, maar omgekeerd Br2 reageert niet met Cl- Maar Br2 reageert weer wel met I-met Cl . Maar Br2 reageert weer wel met I .

Cl2 > Br2 > I2 Hier betekent > dus reageert beter dan of t b t l kt 2 2 2 neemt beter elektronen op

Chloor, Cl2 is de sterkere reductor

Curie BNGHoofdstuk 11 Redoxreacties

Halogenen en halogenide-ionen

Maar voor het afstaan van elektronen geldt precies het omgekeerde:omgekeerde:

I- > Br- > Cl- Hier betekent > dus staat makkelijker I > Br > Clelektronen af

Jodide, I- is de sterkere oxidator

Curie BNGHoofdstuk 11 Redoxreacties

Halogenen en halogenide-ionen

F2 F-2

Cl2 Cl-Toenemende ToenemendeBr2 Br-

Toenemendeoxidatorsterkte

Toenemendereductorsterkte

I2 I-

Waarom????

Curie BNGHoofdstuk 11 Redoxreacties

Halogenen en halogenide-ionen

Waarom verschillen in oxidator/reductor sterkte?

Bij I- zit de buitenste valentie elektron veel verder van de kern van het atoom dan bij F-, daardoor veel losser enkern van het atoom dan bij F , daardoor veel losser en makkelijker te verwijderen.

I- staat makkelijker af, dus sterkere reductor.

F bestaat uit veel kleinere F atomen en dus valentieF2 bestaat uit veel kleinere F-atomen en dus valentie elektronen zullen dichter bij de kern komen te zitten en dus steviger aangetrokken worden, dus sterkere oxidator.dus ste ge aa get o e o de , dus ste e e o dato

Curie BNGHoofdstuk 11 Redoxreacties

Metalen en metaal-ionen

Zet een metalen spijker in een koper(II)sulfaat oplossing. Wat gebeurt er?Wat gebeurt er?

Er ontstaat een rode aanslag d ijk dit i kop de spijker, dit is koper.

Curie BNGHoofdstuk 11 Redoxreacties

Metalen en metaal-ionenEr ontstaat een rode aanslag op de spijker, dit is koper.

Blijkbaar is de Cu2+ in de koper(II)sulfaat omgezet in koper.

C 2+ 2 CCu2+ + 2 e- Cu

Hiervoor zijn elektronen nodig en die kunnen alleen van hetHiervoor zijn elektronen nodig en die kunnen alleen van het ijzer zijn gekomen.

Fe Fe2+ + 2 e-

Curie BNGHoofdstuk 11 Redoxreacties

Metalen en metaal-ionen

Cu2+ + 2 e- CuFe Fe2+ + 2 e-Fe Fe2+ + 2 e-

Fe + Cu2+ Cu + Fe2+2 e-

Voor de reactie Reactievergelijking Na de reactie

Fe(s) Cu(s)( )Cu2+(aq), SO42-(aq)H2O(l)

( )Fe2+(aq), SO42-(aq)H2O(l)

SO 2 i d i t t d ti ij d t ib i

Fe + Cu2+ Cu + Fe2+

SO42- ionen doen niet mee met de reactie en zijn dus tribune-ionen

Curie BNGHoofdstuk 11 Redoxreacties

Metalen en metaal-ionen

Breng koperkrullen in een zilvernitraatoplossing. Wat gebeurt er?Wat gebeurt er?

Er ontstaat een grijze aanslag g j gop de spijker, dit is zilver.

Curie BNGHoofdstuk 11 Redoxreacties

Metalen en metaal-ionenEr ontstaat een grijze aanslag op de spijker, dit is zilver.

Blijkbaar is de Ag+ in de zilvernitraat omgezet in zilver.

A + AAg+ + e- Ag

Hiervoor zijn elektronen nodig en die kunnen alleen van hetHiervoor zijn elektronen nodig en die kunnen alleen van het koper zijn gekomen.

Cu Cu2+ + 2 e-

Curie BNGHoofdstuk 11 Redoxreacties

Metalen en metaal-ionen

2x Ag+ + e- AgCu Cu2+ + 2 e-Cu Cu2+ + 2 e-

Cu + 2 Ag+ Cu2+ + 2 Agg g2 e-

Voor de reactie Reactievergelijking Na de reactie

Cu(s) Ag(s)( )Ag+(aq), NO3-(aq)H2O(l)

g( )Cu2+(aq), NO3-(aq)H2O(l)

NO i d i t t d ti ij d t ib i

Cu + 2 Ag+ 2 Ag + Cu2+

NO3- ionen doen niet mee met de reactie en zijn dus tribune-ionen

Curie BNGHoofdstuk 11 Redoxreacties

Metalen en metaal-ionenMetalen kunnen elektronen afstaan, hierdoor ontstaan positieve metaalionen. Metalen zijn dus reductoren. De p jmetaalionen kunnen weer elektronen opnemen, het zijn dus oxidatoren.

Ook bij metalen is sprake van reductor en oxidator sterkte.

Een edelmetaal staat moeilijk elektronen af (zwakke reductor) en zal dus niet snel geoxideerd wordenreductor) en zal dus niet snel geoxideerd worden.

IJzer roest snel, goud duidelijk niet!!!IJzer roest snel, goud duidelijk niet!!! (IJzer is onedel, goud is edel)

Curie BNGHoofdstuk 11 Redoxreacties

Metalen en metaal-ionen

Ook bij metalen is sprake van reductor en oxidator sterkte.

Voorbeeld van de Cu-krullen in AgNO3 opl:Zilver is een sterkere oxidator dan koper, het neemt sneller elektronen op, koper is een sterkere reductor en staat dus makkelijker elektronen af.

We zeggen: Zilver is edeler dan koper.

Een onedel metaal staat makkelijker elektronen af.

Curie BNGHoofdstuk 11 Redoxreacties

11.2 Voorspellen van11.2 Voorspellen van redoxreacties

Curie BNGHoofdstuk 11 Redoxreacties

Voorspellen van redox reacties

F C 2 C

Twee reacties uit 11.1:

Fe + Cu2+ Cu + Fe2+2 e-

(Spijker in CuSO4 oplossing)

Cu2+ neemt 2 elektronen op Cu2+ is oxidator

Cu + 2 Ag+ Cu2+ + 2 Ag (Koperkrullen in AgNO oplossing)

Cu neemt 2 elektronen op, Cu is oxidator

Cu + 2 Ag Cu2 + 2 Ag2 e-

(Koperkrullen in AgNO3 oplossing)

Cu staat 2 elektronen af Cu is reductorCu staat 2 elektronen af, Cu is reductor

Cu/Cu2+ noemen we een REDOXKOPPEL

Curie BNGHoofdstuk 11 Redoxreacties

Voorspellen van redox reacties

A B A B

Redoxkoppels

Ared + Box Aox + Bred.. e-

Ared staat .. elektronen af en vormt Aox

Box neem .. elektronen op en vormt Bred

A /A B /B ij REDOXKOPPELSAred/Aox en Bred/Box zijn REDOXKOPPELS

Curie BNGHoofdstuk 11 Redoxreacties

Voorspellen van redox reactiesBINAS Tabel 48 - Redoxkoppels

OX REDOX RED

St kSterkere oxidator

Indien de oxidator hoger staat dan de reductor dan

l R d iSterkere reductor

volgt een Redox reactie.

reductor

Curie BNGHoofdstuk 11 Redoxreacties

Voorspellen van redox reacties

V b ldVoorbeeld:

Koperkrullen Cu in AgNO oplossing (= Ag+ ionen)Koperkrullen, Cu in AgNO3 oplossing (= Ag ionen)

Cu Cu2+ + 2 e-2 Ag+ + 2 e- 2 Ag g gCu + 2 Ag+ Cu2+ + Ag

Ox