Redoxreacties
Over de vraagbaak

Vraagbaakscheikunde.nl

Redoxreacties

2 berichten aan het bekijken - 1 tot 2 (van in totaal 2)
  • 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

2 berichten aan het bekijken - 1 tot 2 (van in totaal 2)
Reageer op: Redoxreacties
Mijn informatie:



vraagbaak icoon Reactiemechanismen
Scheikunde | Vwo | 6
Vraag
Reactiemechanismen
Ik kom niet uit het ionair reactiemechanisme van dibroom en broommethaan waarbij dibroommethaan ontstaat.
Bekijk vraag & antwoord
vraagbaak icoon vraag 17 2002 tijdvak 1
Scheikunde | Vwo | 6
Vraag
vraag 17 2002 tijdvak 1
In mijn scheikunde boek kwam een oud examen opgave van 2002 tijdvak 1 vraag 17. Ik snap er dus helemaal niks van. Zouden jullie mij kunnen helpen met hoe je dit soort vragen beantwoord en hoe zei op het antwoord kwamen?
Bekijk vraag & antwoord
studiehulp icoon Organische chemie - naamgeving
Scheikunde | Vwo | 4
Oefentoets
Organische chemie - naamgeving
Oefentoets over organische chemie - naamgeving voor vwo 4.
Bekijk de toets
studiehulp icoon Molariteit
Scheikunde | Vwo | 4
Oefentoets
Molariteit
Oefentoets over molariteit.
Bekijk de toets
studiehulp icoon Gehaltes
Scheikunde | Vwo | 4
Oefentoets
Gehaltes
Oefentoets over rekenen aan volume, massa, dichtheid en ppm.
Bekijk de toets
studiehulp icoon Energie
Scheikunde | Vwo | 4
Oefentoets
Energie
Deze oefentoets bestaat uit drie vragen over het onderwerp energie. De uitwerking vind je na het openen van alle hints. Let op, als er geen ‘Controleer antwoord’ knop staat, moet je zelf je antwoord controleren met behulp van de hints en uitwerking.
Bekijk de toets
studiehulp icoon Evenwichten
Scheikunde | Vwo | 4
Oefentoets
Evenwichten
Oefentoets over evenwichtsreacties.
Bekijk de toets
studiehulp icoon Bindingen
Scheikunde | Vwo | 4
Oefentoets
Bindingen
Oefentoets over bindingen (atoom, vanderwaals, etc).
Bekijk de toets
studiehulp icoon Atoombouw
Scheikunde | Vwo | 4
Oefentoets
Atoombouw
Oefentoets over atoombouw en isotopen.
Bekijk de toets
studiehulp icoon Zuren-basen
Scheikunde | Havo | 5
Oefentoets
Zuren-basen
Oefentoets over zuur-basereacties en pH berekenen.
Bekijk de toets

Inloggen voor experts