De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

REDOX Wat is redox (ook alweer)? Redox-chemie zijn processen waarbij overdracht van elektronen plaats vindt ! (o ja, nu het er staat weet.

Verwante presentaties


Presentatie over: "REDOX Wat is redox (ook alweer)? Redox-chemie zijn processen waarbij overdracht van elektronen plaats vindt ! (o ja, nu het er staat weet."— Transcript van de presentatie:

1

2 REDOX Wat is redox (ook alweer)? Redox-chemie zijn processen waarbij overdracht van elektronen plaats vindt ! (o ja, nu het er staat weet ik het weer) Voorbeelden: Accu’s, batterijen, brandstofcellen, etc

3 REDOX KI-oplossing en FeCl 3 - oplossing mengen in bekerglas  I 2 neerslag !? KI-oplossing en FeCl 3 -oplossing in 2 bekerglazen, verbinden via electroden  lampje gaat branden  stroom !?

4 REDOX 2 I -  I 2 (s) + 2 e - Fe 3+ + e -  Fe Fe I -  2 Fe 2+ + I 2 (s) De elektronen gaan van I - naar Fe 3+ waarbij I 2 en Fe 2+ ontstaan e-e- e-e- e-e- e-e- 1* 2*

5 REDOX herhalen 2 I -  I 2 (s) + 2 e - Fe 3+ + e -  Fe 2+ 2 Fe I -  2 Fe 2+ + I 2 (s) De elektronen gaan van het ene bekerglas met I - door de draad en het lampje naar de het bekerglas met Fe 3+. Hierbij ontstaan ook I 2 en Fe 2+ en gaat het lampje branden. e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- 1* 2* +

6 REDOX herhalen e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e - stromen van: – pool  + pool

7 REDOX herhalen Overeenkomsten redox met zuur-base !! Zuur-baseRedox Overdracht van H + Overdracht van e - Sterkste zuren linksboven in Binas tabel 49 Sterkste oxidatoren linksboven in Binas tabel 48 Sterkste basen rechtsonder in Binas tabel 49 Sterkste reductoren rechtsonder in Binas tabel 48 Zuursterkte: grootste K z Basesterkte: grootste K b Oxidatorsterkte: hoogste V 0 Reductorsterkte: laagste V 0

8 REDOX herhalen : opstellen reactievergelijkingen Stap 1: zet in een tabel of de aanwezige deeltjes reductoren of oxidatoren zijn. Zet meteen ook de V 0 erbij in de tabel OxidatorReductor Ox 1Red 1 Ox 2Red 2 Stap 2: bepaal de sterkste oxidator (hoogste V 0 en sterkste reductor (laagste V 0 ). NB: let ook op H 2 O

9 Stap 3: zoek de halfvergelijkingen op in Binas en neem deze over Stap 4: Maak m.b.v. vermenigvuldigingsfactoren het aantal elektronen bij de halfvergelijkingen van de RED en OX. Stap 5: Tel de halfvergelijkingen op tot een totaalvergelijking REDOX herhalen : opstellen reactievergelijkingen

10 Stap 6: bepaal het spanningsverschil van de reactie ΔV = V 0 oxidator – V 0 reductor ΔV > 0,3 V  aflopende reactie ΔV < - 0,3 V  reactie verloopt niet - 0,3 V < ΔV < 0,3 V  evenwichtsreactie REDOX: opstellen reactievergelijkingen

11 REDOX herhalen Oefenen met reacties: lashfiles/redox/home.html lashfiles/redox/home.html

12 Redox herhalen : invloed van omgeving Zoals je ooit wel gemerkt zult hebben of nog zult merken is er een grote invloed van de omgeving op bv de corrosiesnelheid van een stuk metaal - Een stuk metaal roest in zuurstofrijk kraanwater - Een stuk metaal roest heel erg langzaam in zuurstofarm zuiver water - Een stuk metaal roest snel in aangezuurd zuurstofrijk kraanwater

13 Redox herhalen : invloed van omgeving - Een stuk metaal roest heel erg langzaam in zuurstofarm zuiver water OXRED H2OH2O H 2 O –0,83V ΔV = -0,39 V  < 0,3  geen reactie Fe (-0,44V)

14 Redox herhalen : invloed van omgeving - Een stuk metaal roest snel in zuurstofrijk water OXRED O 2 /H 2 O (0,82 V)Fe (-0,44V) H2OH2O H2OH2O ΔV = 1,26V  > 0,3V  aflopende reactie O H 2 O + 4 e -  4 OH - (*1) 0,82V Fe  Fe e - (*2) -0,44V O H 2 O + 2Fe  2 Fe OH - Fe 2+ + OH -  Fe(OH) 2

15 Redox herhalen : invloed van omgeving - Een stuk metaal roest snel in aangezuurd zuurstofrijk kraanwater OxRed O 2 /H 2 O,H + (1,23 V)Fe (-0,44V) H2OH2OH2OH2O ΔV = 1,66V  > 0,3  aflopende reactie Red: Fe  Fe e - (-0,44 V) Ox : O 2 + 4H e -  2 H 2 O (1,23 V) 2* 1* 2 Fe + O 2 + 4H +  Fe H 2 O (ΔV= 1,67 V)

16 Redox herhalen : invloed van omgeving De omgeving heeft uiteraard ook bij andere stoffen invloed op de reactie !!! Verklaar waarom bij het mengen van ijzerpoeder met kaliumpermanganaat er een mengsel ontstaat van 2 vaste stoffen (waaronder bruinsteen) ontstaat terwijl bij het mengen van ijzerpoeder met een aangezuurd oplossing van kaliumpermanganaat dit niet zal gebeuren maar de oplossing juist helder en kleurloos wordt.

17 Redox herhalen : invloed van omgeving Inventarisatie: ijzerpoeder = Fe kaliumpermanganaat = KMnO 4 = K + + MnO 4 - bruinsteen = MnO 2 aangezuurd kaliumpermanganaat = K + + MnO H +

18 Redox herhalen : invloed van omgeving Stap 1+2: OXRED MnO 4 - Fe H2OH2OH2OH2O Stap 1+2: aangezuurd OXRED MnO 4 - /H + Fe H2OH2OH2OH2O

19 Redox herhalen : invloed van omgeving Stap 3 t/m 6: niet aangezuurd Ox : MnO H 2 O + 3 e -  MnO OH - Red: Fe  Fe e - 2 MnO H 2 O + 3 Fe  3 Fe MnO OH - NB vervolgreactie: Fe OH -  Fe(OH) 2 (s) 3* 2*

20 Redox herhalen : invloed van omgeving Stap 3 t/m 6: aangezuurd Ox : MnO H e -  Mn H 2 O 2* 5* Red: Fe  Fe e - 2 MnO H Fe  5 Fe Mn H 2 O

21 REDOX: electrochemische cel Simulatie 1: Simulatie 2: Simulatie 3: Zn/Zn 2+ //H + /Pt

22 REDOX: batterijen Zn + 2 MnO 2 + H 2 O  Zn(OH) 2 + Mn 2 O 3 Zn + Ag 2 O  Zn(OH) Ag

23 REDOX: batterijen Bij batterijen/accu’s treedt een elektrochemische reactie op. Bij batterijen/accu’s is de hoeveelheid chemicaliën die in de batterij of accu aanwezig is bepalend voor de capaciteit.

24 REDOX: batterijen Zaklantaarnsimulatie: ‘droge batterij’-simulatie:

25 REDOX: Overeenkomsten tussen batterijen en electrochemische cellen e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- e-e- - Red + Ox Overeenkomsten batterij/electrochemische cel en brandstofcel – = red en + = ox e - gaan van red  ox ‘zoutbrug’ of electroliet nodig ΔV= V ox – V red Als red of ox ‘op’ is  geen reactie  geen ΔV

26 REDOX: loodaccu Simulatie 1: Simulatie 2:

27 REDOX: corrosie Als op metaal waterdruppels aanwezig zijn ontstaat er een elektrochemische cel waardoor ijzer (red) in oplossing gaat en zuurstofrijk water (ox) reageert  roest

28 REDOX: corrosie Als 2 verschillende metalen elkaar raken ontstaat ook een potentiaal verschil en zal er galvanische corrosie op gaan treden. Hierbij lost de sterkste reductor op en reageert op het oppervlak van het andere metaal het zuurstofrijke water als oxidator.

29 REDOX: corrosiebescherming Door op een metaal een laagje van Zn (sterkere red) aan te brengen kan je het onderliggende metaal beschermen Voordeel: dit laagje zal eerst ‘op moeten gaan’ voor de corrosie van de onderliggende laag verder door zal gaan. Nadeel: dit laagje Zn ziet er niet mooi glimmend maar juist dof uit.

30 REDOX: corrosiebescherming Door op een metaal een laagje van een ander metaal (sterkere ox) aan te brengen kan je het onderliggende metaal beschermen Voordeel: dit laagje kan mooi glimmend zijn en er ‘duur’ uit zien. Nadeel: bij beschadiging zal het corrosieproces van de onderliggende laag heel snel verder door gaan. (let dus op bij conservenblikken)

31 REDOX: corrosiebescherming kathodisch beschermen  spanning op buis geleidende verbonden met elektrode in de grond.

32 REDOX: corrosiebescherming Mg, Al, Zn, grafiet geleidend verbinden met buis  lossen eerder op Nadeel: vervangings- + milieukosten

33 REDOX: corrosiebescherming Zn-blokken  lossen eerder op Nadeel: meer weerstand van schip, vervangings- + milieukosten

34 REDOX: loodaccu reacties Stroom levering  ontladen: Opladen (= vorm van elektrolyse): Ox (+): PbO H + + SO e -  PbSO 4 + H 2 O Red (-): Pb + SO 4 2-  PbSO e - PbO H + + Pb + 2 SO 4 2-  2 PbSO H 2 O PbSO 4 + H 2 O  PbO H + + SO e - PbSO e -  Pb + SO PbSO H 2 O  PbO H + + Pb + 2 SO 4 2-

35 Electrolyse: algemeen Principe van elektrolyse (gedwongen redox) is gelijk aan ‘normale’ (spontane) redoxreacties Sterkste oxidator en sterkste reductor reageren Verschil: Sterkste oxidator reageert aan de negatieve pool (hier komen de e - uit die de oxidatoren nodig hebben) en sterkste reductor reageert aan de positieve pool (hier gaan de e - naar toe die de reductoren afgeven

36 Redox: electrolyse Het principe blijft gelijk aan de normale ‘spontane’ processen van redox. De sterkste oxidator en reductor reageren Alleen reageert de sterkste oxidator aan de – pool en sterkste reductor aan de + pool

37 Redox: electrolyse Simulatie: folder/flashfiles/electroChem/electrolysis10.html folder/flashfiles/electroChem/electrolysis10.html

38 Redox: electrolyse Doordat we de lading van 1 electron kennen is het ook te berekenen hoeveel elektronen bij welke stroomsterkte er per tijdseenheid passeren/reageren 1 elektron = 1,6* C 1 mol elektronen = C (= constante van Faraday) 1 A = 1 C/s = 1/(1,6* C/e) = 6,25*10 18 e/s = 1,04*10 -5 mol e - /s

39 Redox: electrolyse Bereken hoeveel gram Cu maximaal neerslaat in 1 uur tijd uit een Cu 2+ -oplossing bij een stroomsterkte van 10,00 A. 10,00 A = 1,04*10 -4 mol e - /s = 0,3744 mol e - 0,3744 mol e - = 0,3744/2 mol Cu = 11,05 g

40 Redox: electrolyse Bereken de stroomsterkte die nodig is om gedurende 1 jaar de [Zn 2+ ] in een 5 m 3 /u stroom afvalwater (dichtheid = 1,000 kg/L) te verlagen van 1,00*10 -2 M naar 5,00 mppm. Verwijderd = mol/jr (in) ,6 mol/jr (uit) = mol/jr Uit: 5,00 ppm = 5 g/m 3 = 5 * 5*24*365 = g/jr = 3348,6 mol/jr In: 0,01 M * 5000 * 24 * 365 = mol/jr Nodig 2 e - /mol Zn 2+  mol e - /jr

41 Redox: electrolyse 8,39*10 11 C/jr = 26,6*10 3 C/s = 26,6*10 3 A 8,69*10 5 mol e - * 9,648*10 5 C*(mol e) -1 /jr = 8,39*10 11 C/jr Want 1 mol e - = 9,648*10 5 C (=constant van faraday zie BinasT7)

42 Electrolyse: koperproductie Positieve elektrode lost op = verontreinigde Cu-staaf zuiver Cu 2+ slaat neer op negatieve elektrode verontreinigingen worden afgevoerd

43 Electrolyse: Al-productie

44 Electrolyse: productie van chloor mbv kwik-elektrolyse Nadeel ??Kwik is zeer (milieu)schadelijk

45 Electrolyse: productie van chloor mbv membraam-elektrolyse

46 Titreren Simulatie:

47 Leuk Redox filmpje Thermiet: Alkalimetalen:

48 And now for something completely different (maar ook leuk)


Download ppt "REDOX Wat is redox (ook alweer)? Redox-chemie zijn processen waarbij overdracht van elektronen plaats vindt ! (o ja, nu het er staat weet."

Verwante presentaties


Ads door Google