De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

2. Reacties met overdracht van elektronen ES: men leest het OG af uit de symbolische voorstelling SS: men berekent het OG Steeds geldt: O = -II H = +IF.

Verwante presentaties


Presentatie over: "2. Reacties met overdracht van elektronen ES: men leest het OG af uit de symbolische voorstelling SS: men berekent het OG Steeds geldt: O = -II H = +IF."— Transcript van de presentatie:

1 2. Reacties met overdracht van elektronen ES: men leest het OG af uit de symbolische voorstelling SS: men berekent het OG Steeds geldt: O = -II H = +IF = -I elementen uit groep IA = +I elementen uit groep IIA = +II elementen uit groep IIIA = +III Bepalen van het oxidatiegetal van een element Algemeen: Som van de oxidatiegetallen van al de aanwezige atomen is steeds gelijk aan de rechtsboven vermelde lading.

2 Enkelvoudige stoffen (ES) = 1 symbool: Cl 2 Cl - Na + AlO 2- S 8 Ne 0-I+I0OG:-II0/ Samengestelde stoffen (SS) = minstens 2 symbolen: SO OG(S) + 4.OG(O) = -2 1.x + 4.(-II) = -2 x = + 6 -II+VI  OG = -2  HSO3-HSO3- -II+I  OG = -1  1.OG(H) + 1.OG(S) + 3.OG(O) = -1 1.(+I) + 1.x + 3.(-II) = -1 x = + 4 +IV

3 Ca 3 (PO 4 ) 2 x = + 5 -II+II  OG = 0  3.OG(Ca) + 2.OG(P) + 8.OG(O) = 0 3.(+II) + 2.x + 8.(-II) = 0 2.x = 10 +V De verbrandingsreactie De verbranding van aardgas In het dagelijks leven verwarmen veel gezinnen hun huis met de warmte die vrijkomt bij de verbranding van aardgas. De chemische formule van de hoofdcomponent in aardgas is en wordt genoemd Bij de volledige verbranding van aardgas ontstaan CH 4 methaan water (H 2 O) koolstofdioxide (CO 2 ) en

4 Het blauw kobaltdichloridepapiertje.... Na toevoeging van kalkwater ontstaat in de erlenmeyer.... kleurt roze een neerslag Waarnemingen Besluit en bijbehorende reactievergelijking Reactievergelijking voor de volledige verbranding van aardgas: CH 4 + O 2  CO 2 + H 2 O22 Voor elke verbrandingsreactie geldt: is een reactie van brandstof met zuurstofgas O 2 telkens vorming van oxiden (MO of nMO) steeds vrijstelling van warmte-energie en lichtenergie

5 OG: daalt0-II Het OG van C van..... (in CH 4 ) naar..... (in CO 2 ). Men zegt dat koolstof geoxideerd wordt of dat koolstof de reductor is. stijgt-IV+IV Het OG van H blijft ongewijzigd op... (in CH 4 links en H 2 O rechts van de reactiepijl). +I Vul aan: Het OG van O van..... (in O 2 ) naar..... (in H 2 O). Men zegt dat zuurstof gereduceerd wordt of dat zuurstof de oxidator is. CH O 2  CO H 2 O Reactievergelijking voor de volledige verbranding van methaan : -IV+I 0+IV-II+I-II

6 De verbranding van magnesium - Het magnesiumlint brandt op met een fel wit licht - Er blijft witte as over - De verbranding gaat gepaard met een vlam/vuur Mg + O 2  OG: We verbranden een reepje grijs magnesiumlint en stellen vast dat: Dit verbrandingsproces stellen we voor in volgende reactievergelijking: MgO +II-II Mg geeft 2 elektronen af O neemt 2 elektronen op

7 Tijdens de verbrandingsreactie het OG van Mg van 0 (in Mg) naar +II (in MgO). Men zegt dat magnesiummetaal geoxideerd wordt. Magnesium is de reductor. Tijdens de verbrandingsreactie het OG van O van 0 (in O 2 ) naar ‑ II (in MgO). Men zegt dat zuurstof gereduceerd wordt. Zuurstof is de oxidator. stijgt daalt 2 Mg + O 2  2 MgO OG: 0 0 +II -II

8 Positief OG = tekort aan elektronen Negatief OG = teveel aan elektronen OG daalt elektronen opnemen wordt gereduceerd OG stijgt elektronen afgeven wordt geoxideerd is oxidator is reductor REDUCTIEREDUCTIE OXIDATIEOXIDATIE

9 De redoxreactie Definitie 2 Mg + O 2  2 MgO OG:00+II-II O wordt gereduceerd O neemt elektronen op O is een oxidator OG ↓ reductie OG ↑ oxidatie Mg wordt geoxideerd Mg geeft elektronen af Mg is een reductor Mg wordt geoxideerd en gelijktijdig wordt O gereduceerd  Verbranding van Mg = REDOXREACTIE

10 Mg + O 2  MgO OG: 0 0 +II -II (+2e - ) (-2e - ) Aantal e - opgenomen/afgestaan 2. Rekening houden met index 3. Elektronenbalans in orde brengen Schrijven van de elektronenoverdracht bij reductie en oxidatie reductie oxidatie 221 Reductie = vermindering van OG O + 2e -  O II Oxidatie = stijging van OG Mg - 2e -  Mg II In een zuurstofmolecule zitten 2 atomen: O + (2e - )  O In een magnesiummolecule zit 1 atoom: Mg - (2e - )  Mg

11 Analysereacties Zuivere stoffen kunnen onder invloed van energie ontbinden in 2 of meer andere stoffen met andere eigenschappen. Redoxreacties in het dagelijks leven Indeling van redoxreacties AB  A +B Synthesereacties Twee of meer enkelvoudige zuivere stoffen verbinden tot een samengestelde zuivere stof met andere eigenschappen. (zie hoger) A+B  AB Substitutiereacties Een reactie tussen 2 samengestelde zuivere stoffen of tussen een samengestelde zuivere stof en een enkelvoudige stof, waarbij het ene element wordt vervangen door het andere en omgekeerd. AB + C  AC + B AX + BY  AY + BX

12 Voorbeeld van een analysereactie: AB  A + B Vorig schooljaar deden we de proef van Hofmann waarbij water ontbindt in..………… en door middel van waterstofgas (H 2 )zuurstofgas (O 2 ) elektriciteit

13 Water  diwaterstof + dizuurstof 2 H 2 O  2 H 2 +O 2 0 Reductie ; H neemt e - op Oxidatie ; O staat e - af Het OG van het element H …….. tijdens de reactie. Men zegt dat H in H 2 O de ………... is. Het OG van het element O …….. tijdens de reactie. Men zegt dat O in H 2 O de ………… is. daalt oxidator stijgt reductor OG: Reactievergelijking: +I-II0

14 H 2 O  H 2 + O 2 OG: (-2e - ) (+1e - ) Aantal e - opgenomen/afgestaan 2. Rekening houden met index 3. Elektronenbalans in orde brengen Voorstelling van de elektronenoverdracht reductie oxidatie 221 Reductie = vermindering van OG H + + 1e -  H +I 0 Oxidatie = stijging van OG O e -  O -II 0 In een waterstofmolecule zitten 2 atomen: H + + (1e - )  H In een zuurstofmolecule zitten 2 atomen: O 2- - (2e - )  O I0-II0

15 Voorbeeld van een synthesereactie: het roesten van ijzer Het roesten van ijzer in vochtige lucht gebeurt volgens onderstaande reactie: 4 Fe + 3 O 2 + H 2 O  2 Fe 2 O 3. H 2 O(roest) Het OG van Fe van (in Fe) naar (in Fe 2 O 3 ). Ijzer wordt Ijzer is de stijgt0+III geoxideerdreductor Het OG van O van (in O 2 ) naar (in Fe 2 O 3 ). Zuurstof wordt Zuurstof is de daalt0-II gereduceerdoxidator OG:00+III-II+I-II Het OG van H blijft ongewijzigd op I Oxidatie ; Fe staat e - af Reductie ; O neemt e - op +I-II

16 Fe + O 2  Fe 2 O 3 OG: (+2e - ) (-3e - ) Aantal e - opgenomen/afgestaan 2. Rekening houden met index 3. Elektronenbalans in orde brengen Voorstelling van de elektronenoverdracht reductie oxidatie III-II

17 Voorbeeld van een substitutiereactie: lampje van een reddingsvest De stroom voor het lampje van een reddingsvest wordt geleverd door het optreden van volgende redoxreactie: Mg + 2 CuCl  MgCl Cu OG: 0+I-I0 +II Oxidatie ; Mg staat e - af Reductie ; Mg neemt e - op oxidator: reductor: Cu in CuCl 2 Mg OG ↑ OG ↓

18 Mg + CuCl 2  MgCl 2 + Cu OG: (+1e - ) (-2e - ) Aantal e - opgenomen/afgestaan 2. Rekening houden met index 3. Elektronenbalans in orde brengen Voorstelling van de elektronenoverdracht reductie oxidatie I-I+II-I0 1

19 De spanningsreeks van de metalen

20 Typische eigenschap van metalen = elektronen afgeven = positieve ionen vormen = geoxideerd worden = reductor zijn

21 Metalen kunnen worden gerangschikt in een spanningsreeks Na K Hg Fe Au Cu Mg Zn

22 De volgorde wordt bepaald door te vergelijken hoe gemakkelijk - een metaalatoom elektronen afgeeft, - een  -metaalion wordt gevormd, - een metaalatoom wordt geoxideerd.

23 De spanningsreeks van de metalen 1. Vaststellingen vanuit het practicum Fe-nageltje + CuSO 4 -oplossing Waarneming : Er wordt een roodkleurig laagje afgezet op de nagel Reactie: Fe + Cu 2+  Fe 2+ + Cu OG: 0 +II +II 0 OXIDATIE REDUCTIE reductor: = Fe oxidator = Cu 2+ Cu-draadje + FeSO 4 -oplossing Waarneming: Het Cu-draadje blijft ongewijzigd Reactie: Fe 2+ + Cu  geen reactie BESLUIT: Fe is de sterkste reductor

24 Fe-nageltje + ZnSO 4 -oplossing Waarneming : Het nageltje blijft ongewijzigd Reactie: Fe + Zn 2+  geen reactie OG: 0 +II +II 0 OXIDATIE REDUCTIE reductor: = Zn oxidator = Fe 2+ Zn-staafje + FeSO 4 -oplossing Waarneming : Er wordt een ijzer-laagje afgezet op het Zn-staafje Reactie: Zn + Fe 2+  Zn 2+ + Fe BESLUIT: Zn is de sterkste reductor

25 Zn-staafje + CuSO 4 -oplossing Waarneming: Er wordt een roodkleurig laagje afgezet op het Zn-staafje Reactie: Cu + Zn 2+  geen reactie OG: 0 +II +II 0 OXIDATIE REDUCTIE reductor: = Zn oxidator = Cu 2+ Cu-draadje + ZnSO 4 -oplossing Waarneming: Het Cu-draadje blijft ongewijzigd Reactie: Zn + Cu 2+  Zn 2+ + Cu BESLUIT: Zn is de sterkste reductor

26 Welk metaal (Fe, Cu of Zn) is in combinatie met de ionen van de andere twee metalen telkens de reductor en wordt dus telkens zelf geoxideerd? Zn Welk metaal (Fe, Cu of Zn) is in combinatie met de ionen van de andere twee metalen nooit de reductor en wordt dus nooit zelf geoxideerd? Cu Welk metaal (Fe, Cu of Zn) is dus de sterkste reductor? Welk metaal (Fe, Cu of Zn) is dus de zwakste reductor? Zn Cu Rangschik de metalen (Fe, Cu en Zn) volgens dalend reducerend vermogen. Zn > Fe > Cu

27 2. Vaststellingen vanuit toepassingen a) Vernietigend natriummetaal Uit bovenstaand knipsel blijkt dat natriummetaal zeer hevig reageert met water volgens de reactie: 2 Na + 2 H 2 O  2 NaOH + H 2 OG: 0 +I -II +I -II +I 0 OXIDATIE REDUCTIE Na wordt ………………., is de …………... H in H 2 O wordt ………………., is de ……………. geoxideerdreductor gereduceerdoxidator

28 b) Beschermend magnesiummetaal Magnesiummetaal wordt in staven aangebracht op de ijzeren romp van een schip. Dit voorkomt roestvorming omdat magnesiummetaal gemakkelijker wordt aangetast dan ijzermetaal omdat de volgende reactie geldt: 3 Mg + 2 Fe 3+  3 Mg Fe OG: 0 +III +II 0 OXIDATIE REDUCTIE Mg wordt ………………., is de …………. Fe 3+ wordt …………………, is de ……………. geoxideerdreductor gereduceerdoxidator

29 Rangschikking van de metalen in een elektrochemische spanningsreeks Na K Hg Fe Au Cu Mg Zn

30 Internationale afspraken * Reductoren rechts, oxidatoren links * De volgorde wordt bepaald door te vergelijken hoe gemakkelijk het metaalatoom elektronen afgeeft: - sterke reductoren rechts boven, - sterke oxidatoren links onder.

31 Bovenaan in de reeks Sterke reductoren zijn  de metalen die gemakkelijk elektronen afstaan  graag  -ion zijn Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Ag Hg Au Ca 2+ Na + Mg 2+ Al 3+ Zn 2+ Fe 2+ Sn 2+ Pb 2+ H + Cu 2+ Ag + Hg 2+ Au 3+ Sterke reductor Zwakke oxidator

32 Onderaan in de reeks Zwakke reductoren  de metalen die moeilijk elektronen afstaan  graag atoom zijn Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Ag Hg Au Ca 2+ Na + Mg 2+ Al 3+ Zn 2+ Fe 2+ Sn 2+ Pb 2+ H + Cu 2+ Ag + Hg 2+ Au 3+ Zwakke reductor Sterke oxidator

33 Merk op: Aan een zwakke reductor is een sterke oxidator gekoppeld Aan een sterke reductor is een zwakke oxidator gekoppeld

34 Te onthouden Een spontane redoxreactie treedt op bij een dalende lijn van de reductor naar de oxidator, tussen metaalatomen hoger in de spanningsreeks en metaalionen lager in de spanningsreeks Cu 2+ Zn Redox

35 Zn 2+ Cu Redox Te onthouden Een spontane redoxreactie is onmogelijk bij een stijgende lijn van de reductor naar de oxidator, tussen metaalatomen lager in de spanningsreeks en metaalionen hoger in de spanningsreeks

36 Samenvatting 2 NaOH + H 2 SO 4  Na 2 SO H 2 O OG: +I –II +I +I +VI –II +I +VI –II +I –II neutralisatie Fe + 2 HCl  H 2 + FeCl 2 substitutie CaCO HCl  CaCl 2 + H 2 O + CO 2 gasontwikkeling Bij ionverbindingsreacties wordt het OG gewijzigd / niet gewijzigd tijdens de reactie Bij redoxreacties wordt het OG gewijzigd / niet gewijzigd tijdens de reactie Opgaven OG: 0 +I -I 0 +II -I OG: +II +IV -II +I -I +II -I +I -II +IV -II

37 analyse neerslag 2 AgCl  2 Ag + Cl 2 4 Na + O 2  2 Na 2 O NaCl + AgNO 3  AgCl + NaNO 3 synthese OG: 0 0 +I -II OG: +I -I +I +V -II +I -I +I +V -II OG: +I -I 0 0 SnCl FeCl 3  SnCl 4 + FeCl 2 OG: +II -I +III -I +IV -I +II -I substitutie FeCl NaOH  Fe(OH) NaCl OG: +III -I +I -II +I +III -II +I +I -I neerslag

38 REACTIE: Fe 2 O 3 + C  Fe + CO 2 OG: Vul volgende tekst aan wat betreft de winning van ijzer uit ijzererts Het OG van Fe ……… van ……… (in Fe 2 O 3 ) naar …… (in Fe). IJzer wordt …………………. IJzer is de ……………. Het OG van C ………… van …… (in C) naar ……… (in CO 2 ). Koolstof wordt …………………. Koolstof is de …………….. Het OG van O blijft ongewijzigd op ……… (in Fe 2 O 3 en CO 2 ). daalt+III0 gereduceerdoxidator stijgt0+IV geoxideerdreductor -II (+3e - ) (-4e - ) III-II00+IV-II reductie oxidatie


Download ppt "2. Reacties met overdracht van elektronen ES: men leest het OG af uit de symbolische voorstelling SS: men berekent het OG Steeds geldt: O = -II H = +IF."

Verwante presentaties


Ads door Google