Springen naar inhoud

Redoxreacties (halfvergelijkingen) - VWO niveau



  • Log in om te kunnen reageren

#1

Phenylethylamine

    Phenylethylamine


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 06 mei 2013 - 14:26

Phenylethylamine, gefeliciteerd !!

Deze topic is door de gebruikers van Wetenschapsforum genomineerd als



Geplaatste afbeelding HEERLIJK HUISWERKTOPIC



Hallo,

Over 3-4 weken doe ik een examen scheikunde op vwo-niveau. Ik heb echter nogal wat moeite met redoxreacties. Ik ben vandaag begonnen met oefen(examen)opgaven en gelijk de eerste vraag was al een redoxreactie. Hier liep ik dus al gauw vast. Nu kan ik de antwoorden van al deze oefen(examen)opgaven makkelijk opzoeken. Het probleem is echter dat het soms ook echt alleen maar antwoorden zijn, en ik dus niet begrijp hoe men op dit antwoord is gekomen.

Aangezien ik zelfstudie doe en mijn docent niet echt behulpzaam is, hoop ik hier dus betere hulp te krijgen. Het gaat mij er voornamelijk om dat ik leer hoe ik zo'n opgave met redoxreacties aan moet pakken. En dat ik dus ook weet welke gegevens uit de tekst ik moet gebruiken om zo'n opgave te kunnen maken.

Hieronder komt dan de opgave:

Opgave
Onder het biochemisch zuurstofverbruik (B.Z.V.) verstaan we het zuurstofverbruik per etmaal in mg/L van micro-organismen in oppervlaktewater om het daarin aanwezige organische afvalmateriaal (volledig of gedeeltelijk) te kunnen oxideren (verbranden). B.Z.V.-5 is dan het zuurstofverbruik gedurende 5 etmalen.
Een zeer veel voorkomende zuurstofbepaling verloopt volgens de methode van Winkler-Alsterberg. De bepaling gaat als volgt:
Een flesje met een inhoud van v mL wordt tot de rand gevuld met het te onderzoeken water. Aansluitend worden met een injectienaald achtereenvolgens 0.50 mL van een verzadigde oplossing van mangaan(II)sulfaat en 0.50 mL 10 M natronloog toegevoegd. Hierdoor loopt er 1.00 mL water uit het flesje. Het flesje wordt afgesloten en flink geschud. Het in eerste instantie gevormde mangaan(II)hydroxide wordt vervolgens door het in water opgeloste zuurstof omgezet in mangaan(IV)oxide.

1. Geef de reactievergelijking (met halfreacties) van de omzetting van mangaan(II)hydroxide in mangaan(IV)oxide.

Hoe pak ik het aan?:

Ik schrijf eerst gewoon even simpelweg de reactievergelijking op

Mn(OH)2 → MnO2

Dan kijk ik wat de reductor en wat de oxidator is

Uit de tekst neem ik dan aan dat Mn(OH)2 de reductor is en O2 de oxidator.

Dan maak ik de reactievergelijking eerst kloppend met H-atomen

Mn(OH)2 → MnO2 + 2 H2O

Dan maak ik de reactievergelijking kloppend met O-atomen

Mn(OH)2 + 2 OH- → MnO2 + 2 H2O

De ladingseenheden zijn dan

0 + 2- = 0 + 0

Hieruit maak ik op dat er aan de andere kant 2 elektronen moeten staan

0 + 2- = 0 + 0 + 2e

Uiteindelijk wordt het dan

Mn(OH)2 + 2 OH- ⇔ MnO2 + 2 H2O + 2e

Als het goed is, is dit dan de halfreactie van de reductor (ik dacht in eerste instantie dat ik al klaar was overigens...)

Nu moet ik dus de halfreactie van de oxidator (O2) nog doen.

Ik kijk in BINAS tabel 48 en zie daar verschillende reacties staan. Aangezien het hier niet over een zure oplossing gaat kies ik voor:

O2 + 2 H2O + 4e ⇔ 4 OH-

Dit is dan de halfreactie van de oxidator.

Nu de twee halfreacties bij elkaar optellen

2 Mn(OH)2 + O2 → 2 MnO2 + 2 H2O

Zo moet het antwoord in ieder geval zijn. Ik begrijp echter niet waar dan die 4 OH- zijn gebleven die in de halfreactie van de oxidator stonden.

----------------------------------------------------------------------------------------------

Nu even mijn vragen op een rijtje:

- Klopt het dat er hier sprake is van een basisch milieu vanwege de natronloog?
- Doe ik de halfreacties goed? En dan doel ik vooral op hoe ik begin met de halfreactie van de reductor.
- Is er een snellere manier om deze opgave te doen? Hoe ik de opgave nu deed op mijn manier duurt het erg lang. En dit is slechts één opgave. Uiteraard heb ik maar 3 uur de tijd voor een examen.
- Waar zijn die 4 OH- gebleven in de totaalreactie? Ik begrijp dus niet hoe ik op de totaalreactie die ik gegeven heb moet komen.
- Kennen jullie handige sites (of hebben jullie zelf tips?) waarin goed wordt uitgelegd hoe je halfreacties op kunt stellen? Ik wil er graag mee oefenen omdat ik er dus nogal lang over doe en ik niet alle tijd heb op een examen.

Ik moet zeggen dat ik na het typen van bovenstaande de opgave al iets beter begrijp (althans dat hoop ik).

Wat ik toch echt voornamelijk wil weten is hoe jullie zo'n opgave aan zouden pakken. Dat is namelijk toch echt mijn voornamelijke probleem. Ik lees de tekst, ik zie de opgave, en dan raak ik als het ware al overdonderd omdat ik maar niet weet waar ik moet beginnen.

Je moet ook begrijpen dat ik deze opgave nu heb opgelost met behulp van de volgende link: http://www.curie-onl...sp?pagkey=58918

Deze is bij het examen natuurlijk niet beschikbaar, dus ik zou echt graag willen weten hoe jullie zo'n opgave uit het hoofd kunnen doen.

Ik hoop dat jullie enigszins begrijpen met wat ik met dit topic wil bereiken (en hopelijk is het niet te lang).

Alvast bedankt,
Phenylethylamine

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Margriet

    Margriet


  • >1k berichten
  • 2145 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 06 mei 2013 - 17:06

Klopt het dat er hier sprake is van een basisch milieu vanwege de natronloog?

Inderdaad.

Doe ik de halfreacties goed?

Ja, op een heel kleinigheidje na, bij het gelijkmaken van de H's staat rechts 2 H2O en dat moet H2O zijn. Verder is het helemaal goed.

Is er een snellere manier om deze opgave te doen?

Als je op het examen de Binas mag gebruiken zou ik dat ook doen door te kiezen voor:

Mn2+ + 2 H2O → MnO2 + 4 H+ + 2e-

en er dan links en rechts er 4 OH- bij op te tellen.

Waar zijn die 4 OH- gebleven in de totaalreactie?

Die vallen bij het optellen links en rechts tegenelkaar weg.

Kennen jullie handige sites (of hebben jullie zelf tips?) waarin goed wordt uitgelegd hoe je halfreacties op kunt stellen?

Probeer de halfreacties uit de binas te gebruiken, elektronen gelijkmaken, optellen en je bent klaar.

#3

Phenylethylamine

    Phenylethylamine


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 07 mei 2013 - 10:33

Bedankt voor je antwoord. Ik mag op het examen een BINAS gebruiken. Echter begreep ik niet hoe ik hem bij deze opgave moest gebruiken voor de Mn(OH)2.

Mn2+ + 2 H2O → MnO2 + 4 H+ + 2e

Ik zou dan ook niet begrijpen wat ik met deze halfreactie moet doen om op het antwoord uit te komen waar ik in mijn OP wel op uitkwam. Jij hebt het over 4 OH- er links en rechts bij op te tellen. Maar ik begrijp dus niet waarom dat dan zou moeten bijvoorbeeld.

Die halfreactie hierboven is toch al correct? De lading aan beide kanten is voorzover ik kan zien 2+ namelijk.

#4

Margriet

    Margriet


  • >1k berichten
  • 2145 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 07 mei 2013 - 16:38

Mn2+ + 2 H2O → MnO2 + 4 H+ + 2e

Jij hebt het over 4 OH- er links en rechts bij op te tellen. Maar ik begrijp dus niet waarom dat dan zou moeten bijvoorbeeld.


Bij deze halfreactie wordt Mn2+ om gezet in MnO2 alleen gebeurt dit in neutraal of zuur milieu, in basisch milieu kan geen H+ ontstaan.

Volgens de examenopgave verloopt deze halfreactie echter wel in basisch milieu, dat is gegeven. Je kunt dan de 4H+ wegwerken door er 4OH- bij op te tellen. En die 4 OH- moet je er dan ook links bij optellen natuurlijk.

Je krijgt dan: Mn2+ + 4 OH- + 2 H2O → MnO2 + 4 H2O + 2e

Verder is gegeven dat je moet uitgaan van Mg(OH)2 in plaats van Mg2+.
Na tegenelkaar wegstrepen van 2H2O krijg je dan:

Mn(OH)2 + 2OH- → MnO2 + 2H2O + 2e

Op deze manier kun je met gebruik gemaakt van Binas tot de gewenste halfreactie komen maar als je het handiger vindt om de vergelijking zelf op te stellen, en dat is je overigens prima gelukt, kan dat natuurlijk ook.

#5

Phenylethylamine

    Phenylethylamine


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 07 mei 2013 - 17:28

Nogmaals bedankt. Een ding is me echter niet duidelijk. Je hebt het over het wegwerken van de 4 H+ door er 4 OH- bij op te tellen. Echter tel jij er geen 4 OH- bij op, maar 4 H2O (aan de rechterkant dan). Begrijp ik het goed dat jij in principe dit hebt gedaan:

Stap 1:
Mn2+ + 2 H2O → MnO2 + 4 H+ + 2e

Stap 2: er is sprake van een basisch milieu
Mn2+ + 4 OH- + 2 H2O → MnO2 + 4 OH- + 2e

Stap 3: reactie kloppend maken met H-atomen
Mn2+ + 4 OH- + 2 H2O → MnO2 + 4 H2O + 2e

Stap 4: uitgaan van Mn(OH)2
Mn(OH)2 + 2OH- → MnO2 + 2H2O + 2e

Klopt dat? En zoja, wat is de reden dat je van 4 OH- hier zomaar 4 H2O mag maken. Ik begrijp wel dat dat moet, omdat anders het aantal H-atomen niet uitkomt. Maar ik begrijp zeg maar niet waarom je zomaar die deeltjes kan vervangen door andere deeltjes.

Tot slot heb ik nog een vraagje. Ik wilde hem al eerder stellen, maar je kunt je eigen posts helemaal niet bewerken, dus ik wachtte maar tot iemand een reactie plaatste.

Deze vraag kwam later aan bod in dezelfde opgave:

Bij deze bepaling kan een aantal stoffen storend werken omdat ze met jood kunnen reageren of jood kunnen vrijmaken. Eén van deze stoffen is natriumnitriet. In zuur milieu reageert nitriet met jodide, waarbij jood ontstaat.

5. Geef de vergelijking van deze reactie.

Ik haal zelf uit de tekst dat jodide hier de reductor moet zijn. Immers kan jodide alleen jood worden door elektronen af te staan.

De halfreactie hiervan is: 2 I- → I2 + 2e

Dit betekent dat nitriet (NO2-) de oxidator moet zijn. In de BINAS staat echter geen halfreactie met NO2-,

Volgens het antwoordmodel is dit de halfreactie van nitriet als oxidator:

2 H+ + NO2- + e → NO + H2O

Mijn vraag is of ik zoiets zelf had kunnen verzinnen of dat dit gewoon bij de opgave had moeten zitten.

In de BINAS staat overigens wel een halfreactie met NO2- als reductor, maar ik zou niet begrijpen hoe ik die dan bij deze opgave moet gebruiken.

#6

Margriet

    Margriet


  • >1k berichten
  • 2145 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 07 mei 2013 - 18:43

Stap 1:
Mn2+ + 2 H2O → MnO2 + 4 H+ + 2e

Stap 2: er is sprake van een basisch milieu
Mn2+ + 4 OH- + 2 H2O → MnO2 + 4 H+ + 4 OH- + 2e

Je vergat bij stap 2 de 4 H+ mee te nemen.
Je krijgt vervolgens: 4 H+ + 4 H+ → 4 H2O en zo ontstaat:

Stap 3:
Mn2+ + 4 OH- + 2 H2O → MnO2 + 4 H2O + 2e

Stap 4: uitgaan van Mn(OH)2
Mn(OH)2 + 2OH- → MnO2 + 2H2O + 2e

en dan is het goed.

Als je je hierin kunt vinden gaan we verder met het nitriet. OK?
(Dit om de lengte van de berichten een beetje te beperken.)

Veranderd door Margriet, 07 mei 2013 - 18:44


#7

Phenylethylamine

    Phenylethylamine


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 07 mei 2013 - 18:55

Als je bedoelt dat het 4 H+ + 4 OH- → 4 H2O wordt dan begrijp ik het. Heel erg bedankt!

Op naar nitriet dan maar ;)

#8

Margriet

    Margriet


  • >1k berichten
  • 2145 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 07 mei 2013 - 19:35

....zuur milieu reageert nitriet met jodide, waarbij jood ontstaat.


Dit is gegeven. De halfreactie van jodide tot jood is Ok. Maar nu nitriet als oxidator.

De halfreactie van nitriet als oxidator staat niet in de binas.

Maar er staat wel de halfreactie van NO3- als oxidator in zuur milieu waarbij NO ontstaat.

De oxidatietoestand gaat hierbij van +5 naar +2.

Blijkbaar is jodide als reductor sterk genoeg om stikstof te reduceren tot +2

Het is dus te verwachten dat ook NO2- met oxidatiegetal +3 gereduceerd kan worden tot NO met oxidatiegetal +2.

Dit hoef je dus niet te weten maar kun je dus afleiden uit de tabel met halfreacties.

En nu nog de oxidatorhalfreactie opstellen van nitriet.
Tip: kijk naar nitraat.

#9

Phenylethylamine

    Phenylethylamine


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 08 mei 2013 - 15:10

Oké.

De halfreactie van nitraat is als volgt:

NO3- + 4 H+ + 3 e → NO (g) + 2 H2O

Hier verandert het oxidatiegetal van stikstof van +5 naar +2 (zoals jij al zei).

Dus stel dat ik het met nitriet zou doen:

NO2- + 4 H+ + 3 e → NO (g) + 2 H2O

Stikstof heeft hier een oxidatiegetal van +3 en dat verandert naar +2. Dit betekent dat er één elektron wordt opgenomen.

NO2- + 4 H+ + 1e → NO (g) + 2 H2O

En dit kan dan in principe gereduceerd worden tot:

2 H+ + NO2- + 1e → NO + H2O

Volgens mij doe ik het nu goed. Ik neem aan dat zowel de laatste als de op een na laatste reactie goed is, maar dat er voor de laatste gekozen moet worden omdat deze het "simpelst" is?

#10

Fuzzwood

    Fuzzwood


  • >5k berichten
  • 11101 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 08 mei 2013 - 15:26

Nee, je moet die laatste kiezen omdat die WEL klopt. De zuurstof- en ladingsbalans klopt namelijk alleen bij de laatste.






Also tagged with one or more of these keywords: scheikunde

0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures