2.1 Vergelijkingen van de redoxreacties

Directe redoxreacties vinden plaats op het moment dat er direct contact is tussen de betrokken deeltjes. Directe redoxreacties kunnen alleen spontaan verlopen; er bestaan geen gedwongen directe reacties. Je kunt zwakke redoxstoffen samenvoegen, maar spontaan zal er vrijwel niets gebeuren.
Als bijvoorbeeld zuurstofmolekulen en benzinemolekulen elkaar ontmoeten (allebei in vrije vorm = gasvorm), kan het resultaat van deze ontmoeting zijn: een spontane redoxreactie. In dat geval zal het electronentransport van de benzinemolekulen naar de zuurstofmolekulen een grote verandering veroorzaken in de stoffen. Er ontstaan nieuwe stoffen, producten.
Bindingen worden verbroken; nieuwe bindingen worden gemaakt, net zolang tot de producten (water en koolzuurgas) gevormd zijn.


twee vaste stoffen, natriumsulfiet en kaliumpermanganaat, lost men op in water (één buisje met kleurloze oplossing en één buisje met paarse heldere oplossing)
Daarna voegen we van beide oplossingen ongeveer 1 ml samen in een derde reageerbuis.
Er ontstaat een nieuw product, bruin en niet oplosbaar in water (er vormt zich een bruin neerslag)
(in de rechter reageerbuizen heeft men wat extra water toegevoegd om kleur en neerslag beter te kunnen zien)

Opdracht 17
De foto's tonen een reactie tussen sulfiet en permanganaat. Kijk in de redoxtabel en geef de halfreacties.

Opdracht 18
Het roesten van ijzer is een directe redoxreactie? Leg je antwoord uit.

Secundaire reacties / vervolgreacties.

Denk er aan dat veel reacties niet meteen klaar zijn als de producten zijn gevormd. Het is heel goed mogelijk dat er volgreacties optreden waarin producten (bijvoorbeed de nieuwe oxidator en reductor) betrokken zijn.

Het Nitraat-ion
Nitraat-ionen dienen heel goed als oxidator, onder voorwaarde dat er voldoende zuur (H+) aanwezig is. Het nitraat heeft diverse manieren om te reageren, afhankelijk van de concentratie van datzelfde nitraat:
  1. Hoge concentraties

    NO3-+ 2H+ + 1 e- NO2 + H2O

  2. Gematigde of lage concentraties

    1. Met weinig zuur:
      NO3-+ 4H+ + 3 e- NO + 2H2O
    2. Met meer zuur:
      2NO3-+ 12H+ + 10 e- N2 + 6H2O


  3. Zeer lage concentraties

    2NO3-+ 10H+ + 8 e- N2O + 5H2


N.B.
N2 : is het normale stikstofgas,kleurloos en reukloos
NO + NO2 : heten de zgn 'nitreuze dampen', geelbruin, verstikkend
N2O : een kleurloos gas, eigenlijk een soort zenuwgas. Het veroorzaakt lachstuipen en helpt om mensen te verdoven. Het werd uitgevonden in 1860 en toegepast, bijvoorbeeld door tandartsen.

Het sulfaat-ion
Kan ook alleen als oxidator dienen (en dan behoorlijk sterk!!) onder voorwaarde dat het vergezeld wordt door een hoge concentratie aan H+.
Zwavelzuur is dus een sterke oxidator, helemaal als het geconcentreerd is en verhoogde temperatuur heeft.

Opdracht 19
Het sulfaat-ion, (met H+) staat in de redoxtabel niet zo bijzonder hoog, dus niet zo sterk als je zou verwachten.
Wat kan de reden zijn voor deze positie?

Opdracht 20
Geef je comentaar op de volgende (ware)beweringen en gebruik daarbij de redoxtabel:
  1. Chloor is een sterkere oxidator dan Broom
  2. Zn is een sterkere reductor dan IJzer
  3. Coper(II)- en zilver(I)-ionen zijn zwakke oxidatoren
  4. Nitraat en sulfaat reageren alleen als oxidator in zuur milieu
  5. Permanganaat is als oxidator veel sterker in aanwezigheid van een zuur
  6. Het ion Fe2+ kan beide zijn: oxidator en reductor
red 1 + ox 2 ox 1 + red 2


Als de reagentia (red1 en ox2)sterk zijn (sterker dan de producten ox1 en red2), verloopt er een spontane redoxreactie, oftewel, het evenwicht gaat ver naar rechts, ten gunste van de producten. Van red1 en ox2 blijft nauwelijks iets over en vaak wordt dan ook niet eens het evenwichtsteken (de dubbele pijlen) gebruikt.