5. Hoe los je redoxreacties op?

Het schema hieronder verdeelt de redoxreacties in drie (groene) vlakken, resultaat van het samengaan van directe, indirecte redox met zwakke en sterke stoffen.
Dat levert spontane en gedwongen redoxreacties op:

Direct Indirect
sterk spontane reacties batterijen & accu's
aan het werk
zwak er gebeurt niets
effectiefs 		elektrolyse en
opladen van
batterijen en accu's

Als we redoxreacties willen oplossen, niet met oxidatiegetallen, maar met de halfreactievergelijkingen, volgen we een aantal regels:
  1. over welke reactie gaat het?
  2. welke deeltjes doen mee?
  3. wat zijn de half-vergelijkingen?
  4. wat is de totaalreactievergelijking?
  5. welke conclusies kunnen we trekken en waarnemingen kunnen we doen?

Het volgende schema toont 6 stappen die altijd terugkomen bij het oplossen van redoxreacties, hier en daar een beetje afhankelijk of het een directe (geen elektroden) of indirecte reactie (met elektroden) is.

Zonder elektroden Met elektroden
1. maak een schets van wat er allemaal gebeurt / gedaan wordt.
2a. Maak een lijst van alle aanwezige stoffen / deeltjes, inclusief elektroden)

2b. Geef aan wat de reductor en wat de oxidator is(onderstrepen)
3. geef de halfreactievergelijkingen 3. geef de halfreactievergelijkingen
OX reageert aan de positieve elektrode
RED reageert aan de negatieve elektrode
4. kloppend maken en totaalvergelijking 4. kloppend maken van elektrodereacties
5. noteer eventuele volgreacties
6. Noteer waarnemingen en conclusies

N.B.: het gebruik van de redoxtabel is onmisbaar.

Een voorbeeld:
In het chemisch lab brengen we een klein stukje van het metaal natrium in gedestilleerd water (doen we in een soort aquarium).
Het Natrium is een zacht metaal waar we gewoon een stukje vanaf kunnen snijden of knippen, maar voorzichtig:
het wordt niet voor niets onder petroleum bewaard; het reageert spontaan met luchtzuurstof en met water.

Het afgeknipte stukje natrium drogen we (met filtreerpapier halen we het petroleum er af) en we leggen het voorzichtig op het wateroppervlak.
Meteen begint het hevig te reageren, er vormt zich een gas, het stukje natrium gaat snel bewegen over het wateroppervlak, al brandend met gele vlammen.
Dat gaat door tot het metaal helemaal verdwenen is.

Een paar druppels indicator toevoegen aan het water laat zien dat het gedestilleerd water basisch is geworden.

Dit is duidelijk een directe reactie: de natriumdeeltjes botsen direct met de waterdeeltjes en er zijn geen elektroden.
De reactie is zeer spontaan.

We volgen de zes stappen:
  1. Een situatieschets:


  2. de aanwezige deeltjes/stoffen zijn: natrium en water, verder niets.
    Kijken we in de tabel, dan moeten we concluderen dat water zowel als oxidator en als reductor kan optreden (in beide gevallen zeer zwak).
    Maar natrium daarentegen is een zeer sterke reductor, dus logisch om te denken dat het water in dit geval als oxidator gaat optreden.
    De reductor staat hier lager dan de oxidator, dus de reactie is spontaan.
  3. De halfreactievergelijkingen:
    Red: Na Na+ + e- |x2
    Ox: 2H2O + 2e- H2 + 2OH- |x1

    NB: het aantal elektronen moet in beide halfreacties gelijk zijn

  4. De totaalreactievergelijking:
    2Na + 2H2O    2Na+ + H2 + 2OH-
    of:
    2Na(s) + 2H2O(l)2NaOH(aq) + H2(g)        ΔH < 0
  5. Waarschijnlijk is hier één vervolgreactie: het waterstofgas dat ontstaat is verantwoordelijk voor de brand; het reageert met zuurstof uit de lucht en veroorzaakt de vlammen.
  6. Waarnemingen en conclusies:
  7. De reactie is spontaan, er komt energie vrij in de vorm van warmte en licht; het is dus exotherme reactie.
  8. Er vormt zich het gas waterstof dat gemakkelijk ontvlamt en zal branden; dat is te zien.
  9. Het product NaOH creëert een basisch milieu (ionen OH-); dat kunnen we controleren met de indicator: kleur wordt violet.
Opdracht 47
Hieronder 6 redoxreacties om op te lossen volgens de 6 regels van het schema.
  1. Calcium(s) met water(l)
  2. Koper(s) met geconcentreerd salpeterzuur
  3. Kaliumpermanganaat(aq) met oxaalzuur(aq) (in aanwezigheid van verdund zwavelzuur)
  4. Koper(s) met zinksulfaat(aq)
  5. Broom(aq) met Kaliumjodide(aq)
  6. Kaliumpermanganaat(aq) met natriumsulfiet(aq)

Opdracht 48
  1. Wat kun je waarnemen bij de reactie van kalium met water?
  2. Zal deze reactie meer of minder hevig zijn, in vergelijking met natrium?






terug naar start