Redoxreacties (Scheikunde havo), les 2: Examentraining

• New lesson editor
• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4,5

Introduction

Examentraining redoxreacties: reductor en oxidator aanwijzen, totaalvergelijking afleiden, wie reageert met wie en corrosie en bescherming, met stappenplan, 8 vragen in examenstijl en tips.

Vrijheidsbeeld in New York: koper met een groen laagje

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · REDOX · CORROSIE

Examentraining

Redoxreacties: zo pak je examenvragen aan

Les 2 van 3. Laat leerlingen in tweetallen overleggen bij de open vragen. Image credit: NPS Photo / Wikimedia Commons, publiek domein

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · REDOX · CORROSIE

Wat ga je kunnen?

Ik kan een reductor en oxidator aanwijzen, een totaalvergelijking afleiden, de tabel met halfreacties gebruiken en corrosie verklaren.

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · REDOX · CORROSIE

Zo pak je een examenvraag aan

• 1. Lees: welke deeltjes staan er en zijn de halfreacties gegeven?

• 2. Wijs aan: bij stijgende lading is het deeltje de reductor, bij dalende lading de oxidator.

• 3. Reken: maak het aantal elektronen gelijk, tel op en laat de elektronen wegvallen.

• 4. Controleer: atomen en lading links en rechts, en leg uit met edelheid of een beschermende laag.

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · REDOX · CORROSIE

Vraagtype 1: reductor en oxidator

• Kijk per deeltje of de lading stijgt (reductor) of daalt (oxidator).

• Context: broom wordt gewonnen door chloor door een oplossing met Br⁻ te leiden: Cl₂ + 2 Br⁻ → 2 Cl⁻ + Br₂.

Spijker in Ag⁺-oplossing: Fe + 2 Ag⁺ → Fe²⁺ + 2 Ag. Wat is de reductor?

A

Ag⁺

B

Fe²⁺

C

Fe

D

Ag

Syllabus R1.8. De lading van Fe stijgt van 0 naar 2+, dus Fe staat elektronen af. Ag⁺ neemt op (oxidator). Controle: links 1 Fe, 2 Ag, lading 2+; rechts hetzelfde. Verwachte fout: Ag⁺ kiezen, omdat het ion de lading heeft.

Noem de oxidator: Cl₂ + 2 Br⁻ → 2 Cl⁻ + Br₂.

Syllabus R1.8. Goed antwoord: Cl₂. Het neemt elektronen op (Cl₂ + 2 e⁻ → 2 Cl⁻). Br⁻ staat elektronen af en is de reductor. Controle: links 2 Cl, 2 Br, lading 2−; rechts 2 Cl, 2 Br, lading 2−. Verwachte fout: Br⁻ noemen.

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · REDOX · CORROSIE

Vraagtype 2: totaalvergelijking afleiden

• Vermenigvuldig de halfreacties tot er evenveel elektronen zijn, tel op en streep de elektronen weg.

• Context: de hoeveelheid Fe²⁺ in een oplossing bepaal je met een titratie met MnO₄⁻.

Gegeven Cl₂ + 2 e⁻ → 2 Cl⁻ en Fe²⁺ → Fe³⁺ + e⁻. Wat is de totaalvergelijking?

A

Cl₂ + Fe²⁺ → 2 Cl⁻ + Fe³⁺

B

Cl₂ + 2 Fe²⁺ → Cl⁻ + 2 Fe³⁺

C

Cl₂ + 2 Fe²⁺ → 2 Cl⁻ + 2 Fe³⁺

D

2 Cl₂ + Fe²⁺ → 4 Cl⁻ + Fe³⁺

Syllabus R1.9. Fe²⁺ is de reductor, Cl₂ de oxidator. De halfreactie van Fe²⁺ met 2 vermenigvuldigen: 2 Fe²⁺ → 2 Fe³⁺ + 2 e⁻. Optellen geeft Cl₂ + 2 Fe²⁺ → 2 Cl⁻ + 2 Fe³⁺. Controle: links 2 Cl, 2 Fe, lading 4+; rechts 2 Cl, 2 Fe, lading 2− + 6+ = 4+. Verwachte fout: niet vermenigvuldigen (lading klopt niet) of de 2 voor Cl⁻ vergeten.

MnO₄⁻ + 8 H⁺ + 5 e⁻ → Mn²⁺ + 4 H₂O; Fe²⁺ → Fe³⁺ + e⁻. Fe²⁺ per MnO₄⁻?

A

5

B

1

C

4

D

8

Syllabus R1.9. Vijf elektronen worden opgenomen, elke Fe²⁺ geeft er een af, dus 5 Fe²⁺. Totaal: MnO₄⁻ + 8 H⁺ + 5 Fe²⁺ → Mn²⁺ + 5 Fe³⁺ + 4 H₂O; links lading 1− + 8+ + 10+ = 17+, rechts 2+ + 15+ = 17+. Verwachte fout: 8 kiezen (het aantal H⁺) of 1.

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · REDOX · CORROSIE

Vraagtype 3: wie reageert met wie?

• Zoek de oxidator links en de reductor rechts in de tabel: een reactie verloopt als de oxidator hoger staat.

• Context: een zilveren lepel en een ijzeren spijker liggen in een Cu²⁺-oplossing.

Welk metaal in een Cu²⁺-oplossing krijgt een rood laagje koper?

A

Goud

B

Zilver

C

Platina

D

Zink

Syllabus R1.8 en R1.9. Zink is onedeler dan koper: Cu²⁺ staat in de tabel hoger dan Zn, dus Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu. Goud, zilver en platina zijn edeler dan koper en staan hun elektronen niet af aan Cu²⁺. Verwachte fout: een edel metaal kiezen.

Waarom reageert Ag(s) niet met Cu²⁺(aq)?

Syllabus R1.8. Goed antwoord: Cu²⁺ staat in de tabel lager dan Ag, Ag is een te zwakke reductor voor Cu²⁺. Ook goed: zilver is edeler dan koper. Verwachte fout: zeggen dat zilver geen elektronen heeft.

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · REDOX · CORROSIE

Vraagtype 4: corrosie en bescherming

• Verklaar met edelheid (sterke of zwakke reductor) of met een beschermende laag.

• Context: scheepsrompen van staal krijgen zinkblokken tegen corrosie.

Een stalen romp heeft zinkblokken. Wat gebeurt er als het zink op is?

A

Dan wordt het ijzer een edel metaal

B

Dan gaat het ijzer van de romp roesten

C

Dan vormt het ijzer een vast oxidelaagje

D

Dan neemt het ijzer elektronen op

Syllabus M4.1 en M6.1. Zolang er zink is, staat het zink als sterkere reductor de elektronen af. Is het zink op, dan is ijzer de reductor en roest de romp. Daarom worden zinkblokken op tijd vervangen. Verwachte fout: denken dat ijzer een vast oxidelaagje vormt; roest schilfert juist af.

Waarom roest roestvast staal nauwelijks?

Syllabus M4.1 en M6.1. Goed antwoord: er zit chroom in dat een dicht, beschermend oxidelaagje vormt. Ook goed: een beschermende laag van metaaloxide. Verwachte fout: zeggen dat het staal edel is.

Welk vraagtype vind jij het lastigst?

1

Reductor en oxidator aanwijzen

2

Totaalvergelijking afleiden

3

Wie reageert met wie

4

Corrosie en bescherming

Gebruik de uitkomst om de laatste minuten te besteden aan het vraagtype dat de meeste leerlingen kiezen.

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · REDOX · CORROSIE

Tips voor op het examen

• Controleer een totaalvergelijking altijd op atomen en op lading.

• Reductor: lading stijgt, elektronen staan rechts. Oxidator: lading daalt, elektronen staan links.

• Zoek halfreacties op in de tabel in plaats van ze te onthouden.

• Bij corrosie: noem de reductor, de oxidator of de beschermende laag.