[Eline]

Opdracht:
Een batterij bevat een koolstofstaaf. Daaromheen zit een laag koolstofpoeder dat gemengd is met mangaan(IV)oxide (MnO2). Om deze laag bevindt zich een pasta waarin ammoniumionen voorkomen. Als de batterij stroom levert, vindt aan de koolstofstaaf een halfreactie plaats, waarbij MnO(OH) en ammoniak (NH3) ontstaan. Geef de vergelijking van de halfreactie die optreedt aan de koolstofstaaf en leg aan de hand hiervan uit of de koolstofstaaf de positieve of negatieve pool van de batterij is.

Mijn antwoord:
MnO2 + NH4+ + e- -> MnO(OH) + NH3
De koolstofstaaf is de positieve pool van de batterij, want de producten op de koolstofstaaf nemen elektronen op. Dit is dus de halfreactie van de oxidator en die reactie vindt altijd plaats aan de positieve pool van de batterij.

Antwoord nakijkboek:
MnO2 + NH4+ + e- -> MnO(OH) + NH3
De elektronen die bij deze reactie worden opgenomen, worden onttrokken aan de koolstofstaaf. Deze wordt hierdoor de positieve pool van de batterij.

Vraag:
Hoezo worden de elektronen ontrokken aan de koolstofstaaf? De elektronen worden toch altijd onttrokken van de reductor?

[Siebe Lekanne Deprez]

Hey Eline,

Volgens mij zeggen jouw antwoord en die van het nakijkboek precies hetzelfde, maar kijk jij vanuit het perspectief van de oxidator. Je zegt namelijk terecht dat de producten op de koolstofstaat elektronen opnemen waardoor mangaan als oxidator optreedt en van oxidatietoestand verandert (namelijk van IV naar III).

Maar waar komen die elektronen vandaan? Ze komen in ieder geval niet van mangaan(IV)oxide of ammoniak want de halfreactie voor die stoffen ken je al. Dat betekent dat de koolstofstaaf elektronen afstaat en als reductor optreedt.

Je hebt dus volkomen gelijk met de bewering dat elektronen altijd onttrokken worden van de reductor en in dit geval komen die elektronen van de koolstofstaaf omdat de koolstofstaaf een reductor is. De halfreactie die je moet geven, is de halfreactie van de oxidator.

Ik hoop dat het nu wat helderder is!

[Eline]

Hoi Siebe,

Ik snap het nog niet helemaal, want u zegt dat de koolstofstaaf de reductor is, maar de reductor is altijd de negatieve pool, dus dat kan dan toch niet?

[C3 JongerenCommunicatie]

Hoi Eline,
Ik denk dat het misverstand hier een beetje zit in de gebruikte terminologie. Zoals Siebe correct zegt, worden er elektronen ontrokken aan de koolstofstaaf, vanwege de halfreactie van de oxidator (elektronen moeten ergens vandaan komen). Echter de koolstof staaf zelf reageert niet: C(s) blijft C(s). Maar omdat de elektronen worden ontrokken van de koolstofstaaf heeft deze dus een tekort aan elektronen en wordt dus de positieve pool van de batterij. Maar waar moeten die elektronen dan uiteindelijk vandaan komen bij een batterij? Van de negatieve pool, want daar treedt de reactie op van de reductor, en komen er elektronen vrij. In dit geval is de halfreactie van de negatieve pool: Zn(s) -> Zn2+ + 2 e- .

Hopelijk is het nu wel duidelijk geworden.

[Auteur]

Berichten