Redoxreacties
Over de vraagbaak

Vraagbaak scheikunde

Redoxreacties

9 berichten aan het bekijken - 1 tot 9 (van in totaal 9)
  • Auteur
    Berichten
  • #3235 Reageer
    Lukas
    Gast

    Goedemorgen,

    Ik had twee vragen over verschillende opdrachten die ik had gemaakt, maar waarvan ik niet zeker wist of ik ze goed heb gedaan. Hopelijk zou iemand mij hierbij kunnen helpen.

    Vraag 1:
    De opdracht uit het boek was als volgt:
    Geef met behulp van de halfreacties de totaalvergelijking voor de corrosie van ijzer in zuur zuurstofhoudend water.

    Het uitwerkingenboek gaf het volgende antwoord:
    Oxidator: O2 (g) + 4e- + 4H+ -> 2 H2O(l)
    Reductor: Fe (s) -> Fe2+ + 2e-
    Totaalvergelijking: O2 (g) + 4H+ + 2Fe(s) -> 2H2O(l) + 2Fe2+

    Maar ik dacht dat de ontstane Fe2+ ionen als reductor zouden doorreageren tot Fe3+ ionen, aangezien deze halfreactie van de reductor Fe2+ (Fe2+ -> Fe3+ + e-) onder de halfreactie van de oxidator staat in BiNaS tabel 48. Daarom verloopt deze reactie dus ook en daarom kwam ik uit op het volgende antwoord:
    Oxidator: O2 (g) + 4e- + 4H+ -> 2 H2O(l)
    Reductor: Fe (s) -> Fe3+ + 3e- (beide halfreacties van Fe(s) en Fe2+ samengenomen tot 1 halfreactie)
    Totaalvergelijking: 3O2 (g) + 12H+ + 4Fe(s) -> 6H2O(l) + 4Fe3+

    Klopt mijn beredenering/antwoord? Want ik had op zelf al gevonden op internet dat de reductor Fe2+ doorreageert tot Fe3+ als deze halfreactie, net als die van Fe(s), onder die van de oxidator staat, maar ik zou hier graag zeker van zijn.

    Vraag 2:
    De vraag van het boek was als volgt:
    Je hebt een nikkel-ijzerbatterij. Aan de ene elektrode reageert ijzer met hydroxide ionen tot ijzer(II)hydroxide volgens de reactie:
    Fe (s) + 2OH- -> Fe(OH)2 (s) + 2e-
    Bereken de energiedichtheid van de ijzerelektrode in kJ/kg ijzer (tip: gebruik een waarde uit BiNaS tabel 7A).

    Het uitwerkingenboek kwam met het volgende antwoord:
    m = 1,000 kg ijzer = 1000 g ijzer
    M = 55,85 g/mol
    n = m/M = 1000/55,85 = 17,9… mol Fe(s)

    Fe(s) : e- = 1:2
    Dus n = 2*17,9… = 35,8.. mol elektronen
    Constante van Faraday = 9,648.. *10^4 C/mol (uit BiNaS tabel 7A)
    Dit geeft lading Q = 35,8.. * 9,648..*10^4 = 3,455.. * 10^6 C
    1 C = 1J , dus E = Q = 3,455.. *10^6 J = 3,455*10^3 kJ
    De energiedichtheid van de ijzerelektrode is dus 3,455*10^3 kJ/kg ijzer.

    Het eerste gedeelte kwam overeen met mijn antwoord. Ik kwam dus ook uit op n = 35,8.. mol elektronen.
    Maar dit getal had ik vermenigvuldigd met het getal van Avogadro (ook uit tabel 7A). Hieruit volgt:
    Aantal elektronen = 35,8..*6,022*10^23 = 2,15.. * 10^25 elektronen
    Energie per elektron = 8,187105072*10^-14 J (binas tabel 7B)
    Dus Etot = aantal elektronen*energie per elektron = 2,15..*10^25 * 8,187105072*10^-14 = 1,766*10^12 J = 1,766*10^9 kJ/kg
    De energiedichtheid van de ijzerelektrode is dus 1,766*10^9 kJ/kg ijzer.

    De antwoorden verschillen sterk van elkaar, maar wat ik niet begreep is de aanname die het uitwerkingenboek heeft gedaan: 1C = 1J. Dit is echter niet mogelijk, want de lading van 1 elektron = -1,602*10^-19 maar de energie per elektron = 8,187*10^-14 J. De spanning U van elektrode is ook niet bekend. Dus Q kan dan toch niet gelijk zijn aan E? Hopelijk zou iemand kunnen nakijken welk antwoord juist is.

    Graag zie ik een antwoord op beide vragen tegemoet. Alvast heel erg bedankt!

    Met vriendelijke groet,
    Lukas

    #3236 Reageer

    Hallo Lukas,

    Vraag 1 heb je helemaal juist beantwoord. Alleen het optellen van de twee halfreacties van ijzer/ijzerionen mag formeel niet. Je krijgt dus uiteindelijk 2 opeenvolgende reacties. Dat het uitwerkingenboek dat nalaat, snap ik ook niet.

    Bij vraag 2 wordt niet vermeld wat de spanning van de cel is. Ik neem maar aan dat bedoeld is de spanning is 1,0 Volt. Ook is het vreemd dat naar de energiedichtheid van maar 1 elektrode wordt gevraagd( energiedichtheid gaat over een complete elektrische cel).
    Je maakt een denkfout door de rustmassa van een elektron te gebruiken.( je zou ook tabel 7A gebruiken) Maar rustmassa is het equivalent in energie van de massa bij een kernreactie: E = mc^2.
    Als je de volledige massa van alle elektronen in energie omzet, kom je op een aardig groot getal. Konden we maar zo’n efficiënte cel maken…..
    Dus je rekent het aantal elektronen om in elektrische lading met de constante van Faraday of met het elementair ladingsquantum.

    Ik denk dat je zo wel verder kunt. Als je een aanvullende vraag hebt, welkom!

    Succes en groet,

    Jan Wim Peters

    #166164 Reageer
    Jade
    Gast

    hallo, ik snap niet zo goed hoe je kan herkennen of iets als reductor of oxidator moet worden gebruikt.

    groeten Jade

    #166184 Reageer
    Wim Wessel
    Expert

    Hallo Jade,

    Je geeft me geen verdere gegevens, dus ik kan je alleen een algemeen antwoord geven.

    Je hebt het over ‘iets’. Daarom om te beginnen: denk altijd in deeltjes om te zien wat er precies gaat reageren. Dat is belangrijk omdat gegevens vaak van complete stoffen komen. Bij moleculaire stoffen kijk je uitsluitend naar dat ene type molecuul van die stof, maar bijvoorbeeld bij zouten moet je apart naar het positieve en apart naar het negatieve ion kijken.

    Waar heb je dan mee te maken?

    1. Een enkelvoudig ion: je kunt aan de lading zien of je een oxidator of reductor hebt. Enkelvoudige ionen verliezen meestal hun lading in een redoxreactie. Een positief ion moet daarvoor elektronen opnemen en is dus een oxidator, een negatief ion moet juist elektronen afgeven en is dus een reductor. Wel even oppassen met ionen die meerdere ladingen kunnen hebben, zoals Fe2+ en Fe3+. Het tussenion, dus Fe2+ , is een positief ion en kan dus een oxidator zijn. Maar dit ion kan ook een elektron afgeven om Fe3+ te worden. Dan is Fe2+ dus een reductor.

    2. Als je een atoom hebt, zal dat in een redoxreactie een ion worden. Metaalatomen worden positieve ionen, geven dus elektronen af en zijn dus reductoren. Niet-metaalatomen worden negatieve ionen, moeten daarvoor elektronen opnemen en zijn dus oxidatoren.

    3. Met moleculen en samengestelde ionen is dat minder duidelijk. De elektronenverplaatsing tijdens de redoxreactie vindt binnenin zo’n deeltje plaats. Je mag daarom bij samengestelde deeltjes nooit op de lading afgaan. Bijvoorbeeld: het negatieve permanganaation (MnO4) is een oxidator, maar het eveneens negatieve thiosulfaation (S2O32-) is een reductor. Bij samengestelde deeltjes zit er niets anders op om ze in je tabellenboek op te zoeken.

     

    Groeten,

     

    Wim Wessel

    #166185 Reageer

    Hallo Jade,

    Bedoel je een vraag, waarbij verschillende stoffen worden gemengd, waarna je een reactie moet bedenken? Ik ga daar maar even vanuit.

    Allereerst moet je alle stoffen in de juiste notatie opschrijven in formulevorm. Vervolgens zoek je in BINAS 48 de sterkste oxidator; welke halfreactie is mogelijk?). Zo ook de sterkste reductor(combinatie); ook hiervan de halfreactie. Als de oxidator in BINAS 48 hoger staat dan de reductor, zal de redoxreactie spontaan verlopen. Voorbeeld: waterstofperoxideoplossing en natriumsulfietoplossing en zwavelzuuroplossing.

    H2O2(aq), Na+(aq), SO32-(aq), H+(aq), SO42-(aq), H2O(l)

    OX: H2O2(aq) + 2 H+(aq) + 2e    –> 2 H2O(l)

    RED: SO32-(aq) + H2O(l) –> SO42-(aq) + 2 H+(aq) + 2e

    totaal:

    H2O2(aq) + 2 H+(aq) +SO32-(aq) + H2O(l) –> 2 H2O(l) + SO42-(aq) + 2 H+(aq)

    wordt:    H2O2(aq) +SO32-(aq) –> H2O(l) + SO42-(aq)

    Duidelijk? Stuur anders maar een vervolgvraag.

    Groet,

    Jan Wim Peters

    • Deze reactie is gewijzigd 4 maanden, 2 weken geleden door Jan Wim Peters.
    #166228 Reageer
    Jade
    Gast

    Hallo Jan Wim Peters,

     

    stel er staat in de vraag: kaliumpermangaatoplossing met een basische kaliumnitriet oplossing, en daar de redoxreactie van opstellen. wat verandert er als er staat basisch of bijvoorbeeld aangezuurd? Moet ik dan met iets rekening houden?

    groeten Jade

    #166230 Reageer
    Wim Wessel
    Expert

    Hallo Jade,

    Ik neem even waar voor Jan Willem Peters.

    Als je opgave zo’n aanwijzing als ‘basisch’ of ‘aangezuurd’ geeft, betekent dat dat voor de pijl van je halfreactie OH (basisch) of H+ (aangezuurd) mag staan. Meestal zal je die ook echt nodig hebben. Je noemt bijvoorbeeld permanganaat. Die staat met drie halfreacties in tabel 48 van Binas (zoek ze eens op; het is een oxidator). Als je een keuze hebt van halfreacties, ga je in principe voor die van de sterkste, dus voor oxidatoren die het hoogste staat. Bij permanganaat kan je zien dat je dan H+ voor de pijl hebt staan. Jij moet in je opgave nagaan of de oplossing wel zuur is, bijvoorbeeld door dat woordje ‘aangezuurd’. Zo ja, dan mag je die halfreactie gebruiken, zo nee, dan moet je naar de eerstvolgende in sterkte.

    Bij reductoren werkt dat net zo. Zoek je halfreactie uit. Als daarin voor de pijl OH staat, moet in je opgave wel staan dat de oplossing basisch is. Zo niet, dan mag je die halfreactie niet gebruiken (overigens: voor nitriet staat in tabel 48 van Binas geen halfreactie zonder OH).

    Groeten,

    Wim Wessel

    #166231 Reageer
    Jade
    Gast

    dus als je een stof hebt die aangezuurd is, maar de halfreactie is sterker zonder H+, dan moet je die zonder H+ gebruiken? of alsnog met H+?

    #166232 Reageer
    Wim Wessel
    Expert

    Hallo Jade,

    Als die stof sterker is als oxidator zonder H+, moet je die inderdaad gebruiken, ook als die oplossing is aangezuurd.

    Ik moet hier wel bij zeggen dat een aangezuurde oxidator, als die H+ in zijn halfreactie kan hebben, altijd sterker is dan de niet-aangezuurde. Jouw voorbeeld zal je dus niet tegenkomen.

    Groeten,

    Wim Wessel

9 berichten aan het bekijken - 1 tot 9 (van in totaal 9)
Reageer op: Redoxreacties
Je informatie:



vraagbaak icoon pH
Scheikunde | Havo | 5
Vraag
pH
Een regenton is gevuld met 200 liter water, waarvan de pH 5,5 is. Je moet natriumhydroxide korreltjes gebruiken om de pH neutraal te maken (pH 7). Elk korreltje weegt 0,025 gram. Hoeveel korreltjes heb je nodig om het water neutraal te maken?
Bekijk vraag & antwoord
vraagbaak icoon redoxreactie
Scheikunde | Vwo | 6
Vraag
redoxreactie
hallo, wilt u bij deze reacties voor mij het antwoord geven want ik heb ze gemaakt maar ik heb geen antwoorden en ik weet niet of ik het goed gedaan heb. 1. geef de half reacties en de totaal reactie  wanneer fosforigzuur (H3PO3) aan een kaliumnitraatoplossing wordt toegevoegd/ 2. geef de half reacties en de […]
Bekijk vraag & antwoord
vraagbaak icoon Redox waterstofperoxide
Scheikunde | Vwo | 5
Vraag
Redox waterstofperoxide
Hoi In mijn scheikundeboek staat een opdracht over waterstofperoxide dat zich als oxidator en als zuurstof gedraagt. vraag a: ‘Je kunt je haar bleken met een H2O2 oplossing. Niet H2O2 zelf is dan de oxidator, maar zuurstof die uit H2O2 ontstaat. Geef de halfreactie voor het ontstaan van zuurstof uit H2O2. en vraag b: ‘De […]
Bekijk vraag & antwoord
vraagbaak icoon Redox waterstofperoxide
Scheikunde | Vwo | 5
Vraag
Redox waterstofperoxide
Hoi In mijn scheikundeboek staat een opdracht over waterstofperoxide dat zich als oxidator en als zuurstof gedraagt. vraag a: 'Je kunt je haar bleken met een H2O2 oplossing. Niet H2O2 zelf is dan de oxidator, maar zuurstof die uit H2O2 ontstaat. Geef de halfreactie voor het ontstaan van zuurstof uit H2O2. en vraag b: 'De […]
Bekijk vraag & antwoord
vraagbaak icoon koolwaterstoffen nummering
Scheikunde | Vwo | 4
Vraag
koolwaterstoffen nummering
hoe weet je welk deel van een koolwaterstof het laagste nnummer heeft?
Bekijk vraag & antwoord
vraagbaak icoon Redox en groene chemie
Scheikunde | Vwo | 5
Vraag
Redox en groene chemie
Geachte iemand, voor het vak scheikunde heb ik een SE over redox en groene chemie gemaakt, hiervoor heb ik een 2,8 terwijl ik dacht dat het best oké ging. Binnenkort heb ik de herkansing. Vandaar mijn vraag; ‘hoe en met welke methode/materiaal kan ik het beste voor deze onderwerpen leren?’
Bekijk vraag & antwoord
vraagbaak icoon Chemisch rekenen de molariteit
Scheikunde | Vwo | 6
Vraag
Chemisch rekenen de molariteit
De oplosbaarheid van alunogeniet in water is 360 g/L bereken hiermee de molariteit van de aluminiumionen in een verzadigde oplossing van alunogeniet in water bij 20 graden
Bekijk vraag & antwoord
studiehulp icoon Olieverdamper
NaSk1 | Vmbo | 4
Eindexamen
Olieverdamper
Vragen 1 t/m 6 uit eindexamen NaSk 1 vmbo-gl en vmbo-tl 2021 tijdvak 2.
Lees meer
studiehulp icoon Carnavalsoptocht
NaSk1 | Vmbo | 4
Eindexamen
Carnavalsoptocht
Vragen 7 t/m 10 uit eindexamen NaSk 1 vmbo-gl en vmbo-tl 2021 tijdvak 2.
Lees meer
studiehulp icoon Fietsen
NaSk1 | Vmbo | 4
Eindexamen
Fietsen
Vragen 11 en 12 uit eindexamen NaSk 1 vmbo-gl en vmbo-tl 2021 tijdvak 2.
Lees meer

Inloggen voor experts