Redox
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 47

REDOX PowerPoint PPT Presentation


  • 286 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

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 !?.

Download Presentation

REDOX

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

[email protected]


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 !?

[email protected]


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-

[email protected]


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.

[email protected]


Redox herhalen1

REDOX herhalen

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e-

e- stromen van: – pool  + pool

[email protected]


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

[email protected]


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

[email protected]


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

[email protected]


Redox

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

[email protected]


Redox herhalen3

REDOX herhalen

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

[email protected]


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

[email protected]


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

[email protected]


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

[email protected]


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)

[email protected]


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.

[email protected]


Redox herhalen invloed van omgeving5

Redox herhalen : invloed van omgeving

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

aangezuurd kaliumpermanganaat = K+ + MnO4- + H+

[email protected]


Redox herhalen invloed van omgeving6

Redox herhalen : invloed van omgeving

Stap 1+2:

Stap 1+2: aangezuurd

[email protected]


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)

[email protected]


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

[email protected]


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

[email protected]


Redox batterijen

REDOX: batterijen

Zn + 2 MnO2 + H2O  Zn(OH)2 + Mn2O3

Zn + Ag2O  Zn(OH)2 + 2 Ag

[email protected]


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.

[email protected]


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

[email protected]


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

[email protected]


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

[email protected]


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

[email protected]


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.

[email protected]


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.

[email protected]


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)

[email protected]


Redox corrosiebescherming2

REDOX: corrosiebescherming

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

[email protected]


Redox corrosiebescherming3

REDOX: corrosiebescherming

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

Nadeel: vervangings- + milieukosten

[email protected]


Redox corrosiebescherming4

REDOX: corrosiebescherming

Zn-blokken lossen eerder op

Nadeel: meer weerstand van schip, vervangings- + milieukosten

[email protected]


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-

[email protected]


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

[email protected]


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

[email protected]


Redox electrolyse1

Redox: electrolyse

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

[email protected]


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

[email protected]


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

[email protected]


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

[email protected]


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

[email protected]


Electrolyse koperproductie

Electrolyse: koperproductie

zuiver Cu2+ slaat neer op negatieve elektrode

Positieve elektrode lost op

= verontreinigde Cu-staaf

verontreinigingen worden afgevoerd

[email protected]


Electrolyse al productie

Electrolyse: Al-productie

[email protected]


Electrolyse productie van chloor mbv kwik elektrolyse

Electrolyse: productie van chloor mbv kwik-elektrolyse

Nadeel ??

Kwik is zeer (milieu)schadelijk

[email protected]


Electrolyse productie van chloor mbv membraam elektrolyse

Electrolyse: productie van chloor mbv membraam-elektrolyse

[email protected]


Titreren

Titreren

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

[email protected]


Leuk redox filmpje

Leuk Redox filmpje

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

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

[email protected]


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

[email protected]


  • Login