11.2 Redoxreacties

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 5

11.2 Redoxreacties

Deze les

• Uitleg redoxreacties
• Oefenen redoxreacties opstellen
• Bestuderen 11.2
• Maken 18, 21, 23, 25, 27, 28 
• Uitleg zelf halfreacties opstellen
• Maken los oefenblad

Leerdoelen

• Je weet wat een redoxreactie is, je kunt voorbeelden geven uit de praktijk en je kunt een redoxreactie herkennen en in een vergelijking aangeven welk deeltje als reductor en welk deeltje als oxidator heeft gereageerd.
• Je kunt m.b.v. halfreacties de reactievergelijking van een redoxreactie opstellen.
• Je kunt zelf een halfreactie opstellen.
• Je kunt m.b.v. Binas tabel 48 uitspraken doen over de reactiviteit van redoxkoppels.

Redoxreacties

• Reactie waarbij elektronen (e-) worden overgedragen.
• Altijd minimaal twee deeltjes aanwezig:

• Soms reageren meerdere deeltjes samen als oxidator of reductor.
• Binas tabel 48.
• Voorbeelden: roesten/corrosie, verbranding, reacties in de batterij.

• Oxidator: neemt elektronen op
• Reductor: staat elektronen af

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.

Zuurbase

• H+ overdracht
• Zuur reageert met base
• Zuur staat H+ af
• Base neemt H+ op
• Binas tabel 49

Redox

• Elektronen (e-) overdracht
• Reductor reageert met oxidator
• Reductor staat e- af
• Oxidator neemt e- op
• Binas tabel 48

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.

Leg uit dat dit een redoxreactie is:
2 Zn + O2 -> 2 ZnO

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.

Halfreacties van open vraag

• Voorbeeld: 2 Zn + O2 -> 2 ZnO

• ox: O2 + 2 e- -> 2 O2-
• red: Zn -> Zn2+ + 2e- 

• Bij elkaar optellen geeft de totaalreactie (ionen vormen samen zout).

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.

Voorspel of er een redoxreactie zal plaatsvinden tussen water en natrium.

Stappenplan opstellen redoxreactie

1. Noteer de formules van alle deeltjes (ook H2O in oplossing, H+ in zuur milieu, OH- in basisch milieu).
2. Zoek de sterkste reductor en sterkste oxidator.
3. Noteer beide halfreacties.
4. Optellen voor totale vergelijking (let op! Elektronen voor en na de pijl moeten gelijk zijn).
5. Eventueel deeltjes wegstrepen die voor én na de pijl staan.

Tin(II)chloride-opl. met oxaalzuur-opl.

1. Deeltjes: Sn²⁺, Cl^-, H₂O, H₂C₂O₄
2. Red: H₂C₂O₄ (-0,49), Ox: Sn²⁺ (-0,14)
3. Red: H2C₂O₄ -> 2 CO₂ (g) + 2 H⁺ + 2e^-                                                                          Ox: Sn²⁺ + 2 e^- -> Sn (s)                              
4. Totaal: H₂C₂O₄ + Sn²⁺ -> 2 CO₂ + 2 H⁺ + Sn (s) 

Kaliloog + waterstofgas + broomwater

1. Deeltjes: K+, OH-, H2 (g), Br2 (l)
2. Red: H2 + 2 OH- (-0,83), ox: Br2 (+1,07)
3. Red: H2 + 2 OH- -> 2 H₂O + 2e^-                                                                                            Ox: Br2 + 2 e^- -> 2 Br-                              
4. Totaal: H₂ + 2 OH- + Br2 -> 2 H₂O + 2 Br- 

Aangezuurd kaliumpermanganaat-opl. + natriumthiosulfaat-opl.

1. Deeltjes: H⁺, K⁺, MnO₄^-, H₂O, Na⁺, S₂O₃^2-
2. Red: S₂O₃^2- (+0,10), ox: MnO₄^- + 8 H⁺ (+1,51)
3. Red: 2 S₂O₃^2- -> S₄O₆^2- + 2e^-                           (5x) elektronen gelijk maken  Ox: MnO₄^- + 8 H⁺ + 5 e^- -> Mn²⁺ + 4 H₂O      (2x)                   
4. Totaal: 10 S2O32- + 2 MnO4- + 16 H+ -> 5 S4O62- + 2 Mn2+ + 8 H2O

Kan een blokje natrium als reductor of als oxidator reageren?

1. Alleen reductor
2. Alleen oxidator
3. Beide

Kan chloorgas als reductor of als oxidator reageren?

1. Alleen reductor
2. Alleen oxidator
3. Beide

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-

Wat is de halfreactie als zuurstof in zuur milieu reageert in een redoxreactie? Gebruik Binas 48.

1. O3 + 2 H+ + 2e- -> H2O + O2
2. O2 + 4 H+ + 4e- -> 2 H2O
3. O2 + 2 H+ + 2 e- -> H2O2
4. O2 + 2 H2O + 4e- -> 4 OH-

Geef de halfreacties + totaalvergelijking van de redoxreactie tussen aluminium en aangezuurd waterstofperoxide.

Aan de slag

• Bestuderen 11.2
• Maken 18, 21, 23, 25, 27, 29

Stappenplan opstellen halfreactie

1. Noteer de bekende deeltjes voor en na de pijl.
2. Maak de "vreemde" atomen kloppend (alles behalve O en H)
3. Maak de O kloppend m.b.v. water.
4. Maak de H kloppend m.b.v. H⁺ in zuur milieu, H₂O in neutraal milieu, OH^- in basisch milieu. (Tip: begin altijd met H⁺ en vervang later indien nodig.) 
5. Maak de lading kloppend m.b.v. e^-.

Voorbeeld: MnO₄^- omzetten naar Mn²⁺ in zuur milieu.

1. MnO₄^- -> Mn²⁺
2. Mn klopt al. (vreemde atomen kloppend)
3. MnO₄^- -> Mn²⁺ + 4 H₂O (O kloppend)
4. MnO₄^- + 8 H⁺ -> Mn²⁺ + 4 H₂O (H kloppend)
5. MnO₄^- + 8 H⁺ + 5e^- -> Mn²⁺ + 4 H₂O (lading kloppend)

Samen oefenen

Stel zelf de halfreacties op:

• Glucose wordt omgezet in gluconzuur (C₆H₁₂O₇).
• Melkzuur (C₃H₆O₃) wordt omgezet in pyrodruivenzuur (C₃H₄O₃).

• Maak de opgaven op het losse oefenblad