Redox
Download
1 / 47

REDOX - PowerPoint PPT Presentation


  • 369 Views
  • Uploaded on

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. REDOX. KI-oplossing en FeCl 3 -oplossing mengen in bekerglas  I 2 neerslag !?.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' REDOX' - oswald


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
Redox
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

mlavd@BCEC


Redox1
REDOX

KI-oplossing en FeCl3-oplossing mengen in bekerglas  I2 neerslag !?

KI-oplossing en FeCl3-oplossing in 2 bekerglazen, verbinden via electroden  lampje gaat branden  stroom !?

mlavd@BCEC


Redox2
REDOX

2 I- I2 (s)+ 2 e-

1*

2*

Fe3+ + e-  Fe2+ +

2 Fe3+ + 2 I-  2 Fe2+ + I2 (s)

De elektronen gaan van I- naar Fe3+ waarbij I2 en Fe2+ ontstaan

e-

e-

e-

e-

mlavd@BCEC


Redox herhalen
REDOX herhalen

2 I- I2 (s)+ 2 e-

1*

e-

e-

2* +

Fe3+ + e-  Fe2+

e-

e-

e-

e-

e-

2 Fe3+ + 2 I-  2 Fe2+ + I2 (s)

e-

e-

De elektronen gaan van het ene bekerglas met I- door de draad en het lampje naar de het bekerglas met Fe3+.

Hierbij ontstaan ook I2 en Fe2+ en gaat het lampje branden.

mlavd@BCEC


Redox herhalen1
REDOX herhalen

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e- stromen van: – pool  + pool

mlavd@BCEC


Redox herhalen2
REDOX herhalen

Overeenkomsten redox met zuur-base !!

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

Oxidatorsterkte: hoogste V0Reductorsterkte: laagste V0

Zuursterkte: grootste KzBasesterkte: grootste Kb

mlavd@BCEC


Redox herhalen opstellen reactievergelijkingen
REDOX herhalen : opstellen reactievergelijkingen

Stap 1: zet in een tabel of de aanwezige deeltjes reductoren of oxidatoren zijn. Zet meteen ook de V0 erbij in de tabel

Stap 2: bepaal de sterkste oxidator (hoogste V0 en sterkste reductor (laagste V0). NB: let ook op H2O

mlavd@BCEC


Redox herhalen opstellen reactievergelijkingen1
REDOX herhalen : opstellen reactievergelijkingen

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 halfvergelijkingenop tot een totaalvergelijking

mlavd@BCEC


REDOX: opstellen reactievergelijkingen

Stap 6: bepaal het spanningsverschil van de reactieΔV = V0 oxidator – V0 reductor

ΔV > 0,3 V aflopende reactie

- 0,3 V < ΔV < 0,3 V evenwichtsreactie

ΔV < - 0,3 V reactie verloopt niet

mlavd@BCEC


Redox herhalen3
REDOX herhalen

Oefenen met reacties: http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/redox/home.html

mlavd@BCEC


Redox herhalen invloed van omgeving
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 heel erg langzaam in zuurstofarm zuiver water

  • Een stuk metaal roest in zuurstofrijk kraanwater

  • Een stuk metaal roest snel in aangezuurd zuurstofrijk kraanwater

mlavd@BCEC


Redox herhalen invloed van omgeving1
Redox herhalen : invloed van omgeving

  • Een stuk metaal roest heel erg langzaam in zuurstofarm zuiver water

H2O –0,83V

Fe (-0,44V)

H2O

ΔV = -0,39 V  < 0,3  geen reactie

mlavd@BCEC


Redox herhalen invloed van omgeving2
Redox herhalen : invloed van omgeving

  • Een stuk metaal roest snel in zuurstofrijk water

ΔV = 1,26V  > 0,3V  aflopende reactie

O2/H2O (0,82 V)

Fe (-0,44V)

H2O

H2O

O2 + 2 H2O + 4 e-  4 OH- (*1) 0,82V

Fe  Fe2+ + 2 e- (*2) -0,44V

O2 + 2 H2O + 2Fe 2 Fe2+ + 4 OH-

Fe2+ + OH- Fe(OH)2

mlavd@BCEC


Redox herhalen invloed van omgeving3
Redox herhalen : invloed van omgeving

  • Een stuk metaal roest snel in aangezuurd zuurstofrijk kraanwater

ΔV = 1,66V  > 0,3  aflopende reactie

O2/H2O,H+ (1,23 V)

Fe (-0,44V)

H2O

H2O

1*

Ox : O2 + 4H+ + 4 e- 2 H2O (1,23 V)

Red: Fe  Fe2+ + 2e- (-0,44 V)

2*

2 Fe + O2 + 4H+ Fe3+ + 2 H2O(ΔV= 1,67 V)

mlavd@BCEC


Redox herhalen invloed van omgeving4
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.

mlavd@BCEC


Redox herhalen invloed van omgeving5
Redox herhalen : invloed van omgeving

Inventarisatie:ijzerpoeder = Fe kaliumpermanganaat = KMnO4 = K+ + MnO4- bruinsteen = MnO2

aangezuurd kaliumpermanganaat = K+ + MnO4- + H+

mlavd@BCEC


Redox herhalen invloed van omgeving6
Redox herhalen : invloed van omgeving

Stap 1+2:

Stap 1+2: aangezuurd

mlavd@BCEC


Redox herhalen invloed van omgeving7
Redox herhalen : invloed van omgeving

Stap 3 t/m 6: niet aangezuurd

2*

Ox : MnO4- + 2 H2O + 3 e- MnO2 + 4 OH-

3*

Red: Fe  Fe2+ + 2e-

2 MnO4- + 4 H2O + 3 Fe  3 Fe2+ + 2 MnO2 + 8 OH-

NB vervolgreactie: Fe2+ + 2 OH-  Fe(OH)2 (s)

mlavd@BCEC


Redox herhalen invloed van omgeving8
Redox herhalen : invloed van omgeving

Stap 3 t/m 6: aangezuurd

2*

Ox : MnO4- + 8H+ + 5 e- Mn2+ + 4 H2O

Red: Fe  Fe2+ + 2e-

5*

2 MnO4- + 16 H+ + 5 Fe  5 Fe2+ + 2 Mn2+ + 4 H2O

mlavd@BCEC


Redox electrochemische cel
REDOX: electrochemische cel

Simulatie 1: http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/electroChem/voltaicCell20.html

Simulatie 2: http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/animations/CuZncell.html

Simulatie 3: Zn/Zn2+//H+/Pthttp://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/animations/SHEZnV7.html

mlavd@BCEC


Redox batterijen
REDOX: batterijen

Zn + 2 MnO2 + H2O  Zn(OH)2 + Mn2O3

Zn + Ag2O  Zn(OH)2 + 2 Ag

mlavd@BCEC


Redox batterijen1
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.

mlavd@BCEC


Redox batterijen2
REDOX: batterijen

Zaklantaarnsimulatie: http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/animations/flashlight.html

‘droge batterij’-simulatie: http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/animations/ZnCbatteryV8web.html

mlavd@BCEC


Redox overeenkomsten tussen batterijen en electrochemische cellen
REDOX: Overeenkomsten tussen batterijen en electrochemische cellen

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

– = red en + = ox

e- gaan van red  ox

-

Red

e-

+

Ox

e-

‘zoutbrug’ of electroliet nodig

ΔV= Vox – Vred

Als red of ox ‘op’ is  geen reactie  geen ΔV

mlavd@BCEC


Redox loodaccu
REDOX: loodaccu

Simulatie 1: http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/animations/PbbatteryV9web.html

Simulatie 2: http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/animations/PbbatteryV8web.html

mlavd@BCEC


Redox corrosie
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

mlavd@BCEC


Redox corrosie1
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.

mlavd@BCEC


Redox corrosiebescherming
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.

mlavd@BCEC


Redox corrosiebescherming1
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)

mlavd@BCEC


Redox corrosiebescherming2
REDOX: corrosiebescherming

kathodisch beschermen  spanning op buis geleidende verbonden met elektrode in de grond.

mlavd@BCEC


Redox corrosiebescherming3
REDOX: corrosiebescherming

Mg, Al, Zn, grafiet geleidend verbinden met buis lossen eerder op

Nadeel: vervangings- + milieukosten

mlavd@BCEC


Redox corrosiebescherming4
REDOX: corrosiebescherming

Zn-blokken lossen eerder op

Nadeel: meer weerstand van schip, vervangings- + milieukosten

mlavd@BCEC


Redox loodaccu reacties
REDOX: loodaccu reacties

Stroom levering  ontladen:

Ox (+): PbO2 + 4 H+ + SO42- + 2e-  PbSO4 + H2O

Red (-): Pb + SO42- PbSO4 + 2 e-

PbO2 + 4 H+ + Pb + 2 SO42- 2 PbSO4 + 2 H2O

Opladen (= vorm van elektrolyse):

PbSO4 + H2O  PbO2 + 4 H+ + SO42- + 2e-

PbSO4 + 2 e- Pb + SO42-

2 PbSO4 + 2 H2O PbO2 + 4 H+ + Pb + 2 SO42-

mlavd@BCEC


Electrolyse algemeen
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

mlavd@BCEC


Redox electrolyse
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

mlavd@BCEC


Redox electrolyse1
Redox: electrolyse

Simulatie: http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/electroChem/electrolysis10.html

mlavd@BCEC


Redox electrolyse2
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*10-19 C

1 mol elektronen = 96400C (= constante van Faraday)

1 A = 1 C/s = 1/(1,6*10-19 C/e) = 6,25*1018 e/s= 1,04*10-5 mol e-/s

mlavd@BCEC


Redox electrolyse3
Redox: electrolyse

Bereken hoeveel gram Cu maximaal neerslaat in 1 uur tijd uit een Cu2+-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

mlavd@BCEC


Redox electrolyse4
Redox: electrolyse

Bereken de stroomsterkte die nodig is om gedurende 1 jaar de [Zn2+] in een 5 m3/u stroom afvalwater (dichtheid = 1,000 kg/L) te verlagen van 1,00*10-2 M naar 5,00 mppm.

In: 0,01 M * 5000 * 24 * 365 = 438000 mol/jr

Uit: 5,00 ppm = 5 g/m3 = 5 * 5*24*365 = 219000 g/jr = 3348,6 mol/jr

Verwijderd = 438000 mol/jr (in) - 3348,6 mol/jr (uit) = 434652 mol/jr

Nodig 2 e-/mol Zn2+ 869303 mol e- /jr

mlavd@BCEC


Redox electrolyse5
Redox: electrolyse

8,69*105 mol e-* 9,648*105 C*(mol e)-1/jr = 8,39*1011 C/jr

Want 1 mol e- = 9,648*105 C (=constant van faraday zie BinasT7)

8,39*1011 C/jr = 26,6*103 C/s = 26,6*103 A

mlavd@BCEC


Electrolyse koperproductie
Electrolyse: koperproductie

zuiver Cu2+ slaat neer op negatieve elektrode

Positieve elektrode lost op

= verontreinigde Cu-staaf

verontreinigingen worden afgevoerd

mlavd@BCEC



Electrolyse productie van chloor mbv kwik elektrolyse
Electrolyse: productie van chloor mbv kwik-elektrolyse

Nadeel ??

Kwik is zeer (milieu)schadelijk

mlavd@BCEC



Titreren
Titreren

Simulatie: http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/redoxNew/redox.html

mlavd@BCEC


Leuk redox filmpje
Leuk Redox filmpje

Thermiet: http://video.google.com/videoplay?docid=-7231843493488769585

Alkalimetalen: http://www.youtube.com/watch?v=Ft4E1eCUItI&feature=related

mlavd@BCEC


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

http://www.youtube.com/watch?v=aA5Wggf7ftI&feature=related

http://video.google.nl/videoplay?docid=-7525014357509994289&q=brainiac

http://www.youtube.com/watch?v=Eb54iaXaqik&feature=related

http://video.google.com/videoplay?docid=-6343218882618828140

http://video.google.com/videoplay?docid=-8014354858921252855

http://video.google.com/videoplay?docid=-8666853249964284510&q=type%3Agpick

mlavd@BCEC


ad