1. Geef bij de volgende reactievergelijkingen steeds aan:

Transcriptie

1 Antwoorden Bijlage VI Oxidatiegetallen 1. Geef bij de volgende reactievergelijkingen steeds aan: welke stof wordt er geoxideerd +II +I II +I 0 +III +I +III II II +I +I II C 2 H 5 OH + O 2 CH 3 COOH + H 2 O Alleen bij koolstof neemt het getal van links naar rechts toe C in ethaanol (C2H5OH) werd geoxideerd. welke stof wordt gereduceerd 0 +II +III 0 2 Al + 3 Fe +2 2 Al Fe Alleen bij ijzer neemt het getal van links naar rechts af Fe 2+ werd tot Fe gereduceerd. de oxidator

2 0 +I I 0 +II I Mg + 2 HCl H 2 + MgCl 2 Het proton van HCl-zuur (H + ) haalt bij magnesium de elektronen weg; het is een oxidator en wordt zelf gereduceerd. de reductor +II II 0 0 +II II FeO + C Fe + CO De reductor draagt zijn elektronen over aan een ander atoom; alleen bij koolstof neemt het getal toe. Dit is een indicatie dat koolstof elektronen heeft afgegeven. Koolstof is de reductor en wordt daarbij zelf geoxideerd 2. Vul de volgende reactievergelijkingen aan en schrijf boven alle elementen de getallen: (a t/m d) 0 0 +I II 2 H 2 + O 2 2 H 2 O 0 0 +II I Mg + Cl 2 MgCl II I Fe + Cl 2 FeCl 2 +II II 0 +II II 0 HgS + Fe FeS + Hg +I +IV II e. Welk getal heeft zwavel in zwavelig zuur (H 2 SO 3 )en in zwavelzuur +I +VI II (H 2 SO 4 )? 3. Geef voor alle atomen van de volgende verbindingen de getallen aan: mierenzuur (HCOOH), perchloorzuur (HClO 4 ), chloor (Cl 2 ), kaliumchloride (KCl), formaldehyde (HCHO), kaliumpermanganaat (KMnO 4 ). +I +II II II +I +I +VII II 0 +I I +I 0 +I II +I +VII II HCOOH HClO 4 Cl 2 KCl HCHO KMnO 4 4. Bepaal steeds het getal van mangaan in de volgende verbindingen: MnO 2, Mn 3 O 4, Mn(OH) 2, MnF 3, KMnO 4 ;

3 +IV II MnO2 +II, +IV II Mn 3 O 4 Bijzonderheid: deze verbinding bevat drie mangaanatomen waarvan twee het getal +II hebben en het andere getal +IV. Je moet hier vooral rekening mee houden (aan denken) als met behulp van de coëfficiënten geen geheel getal volgt voor het getal. +II II +I Mn(OH) 2 +III, I MnF 3 +I +VII II KMnO 4 5. Aluminium reageert met broom tot aluminiumbromide. Schrijf de reactievergelijking op en geef aan welk element wordt geoxideerd en welk wordt gereduceerd III II 2 Al + 3 Br 2 2 AlBr 3 De reactievergelijking is door de plaats van de elementen in het periodiek systeem makkelijk te achterhalen. Als eerste achterhaal je aan de hand van de valentie-elektronen op welke manier de beide atoomsoorten met elkaar worden verbonden. En daarna maak je met coëfficiënt en het aantal moleculen kloppend zodat links en rechts evenveel atomen van elke soort staan. Het getal van het aluminiumatoom neemt toe; het moet dus elektronen hebben afgestaan en werd dus geoxideerd. Het getal van het broomatoom neemt af; het moet dus elektronen hebben opgenomen en zijn gereduceerd. 6. Geef de verschillende getallen van koolstof aan in de volgende verbindingen: methaan (CH 4 ), methaanol (CH 3 OH), formaldehyde (HCHO), mierenzuur (HCOOH), kooldioxide (CO 2 ). IV +I CH 4 II +I II +I CH 3 OH

4 +I 0 +I II HCHO +I +II II II +I HCOOH +IV II CO 2 7. Paars gekleurde zwavelbacteriën gebruiken licht om kooldioxide en zwavelwaterstof om te zetten in koolhydraten en zwavel. +IV II +I II +I II 0 +I II 6 CO H 2 S (CH 2 O) S + 6 H 2 O Welke stof wordt geoxideerd en welke stof wordt gereduceerd? Bij het koolstofatoom wordt het getal kleiner; het heeft dus elektronen opgenomen en werd gereduceerd. Het zwavelatoom heeft elektronen afgegeven en werd geoxideerd. Redoxvergelijkingen Maak de volgende redoxvergelijkingen kloppend: 1. Om in het laboratorium chloorgas te maken, druppel je geconcentreerd zoutzuur op mangaan(iv)-oxide. Daarbij ontstaan ook mangaan(ii)-chloride en water. +I -I +IV -II 0 +II -I +I -II HCl + MnO 2 Cl 2 + MnCl 2 + H 2 O Red.: MnO e H + Mn H 2 O Ox.: 2 HCl Cl e H + + Redox: MnO 2 + 2e H HCl Mn H 2 O + Cl e H + Redox: MnO H HCl Mn H 2 O + Cl 2 +2Cl - Redox: MnO HCl + 2 HCl MnCl H 2 O + Cl 2

5 Redox: MnO HCl MnCl H 2 O + Cl 2 Let op: bij de laat je de onbelangrijke chloride-ionen weg. Daardoor ontstaat er voor mangaan een dubbele positieve lading. Links veroorzaakt dat 2 elektronen die nodig zijn om de getallen kloppend te maken. Om van -2 tot +2 te komen, hebben we 4 H + nodig om de lading kloppend te maken. Dan zijn er ook meteen voldoende waterstoffen voor de vorming van water. Bij de moet je erop letten dat van elk atoom evenveel exemplaren aanwezig zijn. Het chloormolecuul bestaat uit twee chlooratomen maar het chloorwaterstofmolecuul bevat maar een chloor. Daarom moet je meteen aan het begin de coëfficiënt twee voor het chloorwaterstofmolecuul zetten. 2. Als je waterstofperoxide door een met zwavelzuur aangezuurde kaliumpermanganaatoplossing voert, dan ontstaan zuurstof en mangaansulfaat. 3. +I -I +I +VII -II +I +VI II 0 +II +VI -II H 2 O 2 + KMnO 4 + H 2 SO 4 O 2 + MnSO 4 Red.: MnO e H + Mn H 2 O *2 Ox.: H 2 O 2 O e H + *5 + Redox: 2 MnO e H H 2 O 2 2 Mn H 2 O + 5 O e - +10H + Redox: 2 MnO H H 2 O 2 2 Mn H 2 O + 5 O SO 4-2 Redox: 2 KMnO 4 + 3H 2 SO H 2 O 2 2 MnSO H 2 O + 5 O 2 + SO 4-2 Er missen echter nog 2 kaliumionen aan de rechterkant K 2 SO 4 Redox: 2 KMnO 4 + 3H 2 SO H 2 O 2 2 MnSO H 2 O + 5 O 2 + K 2 SO 4 Let op: bij de is kalium een onbelangrijk metaalion. Als we het weglaten, krijgt het permanganaation de lading -1. Ook het sulfaation is als zuurrest niet belangrijk. Het mangaanion kan alleen de lading +2 krijgen omdat het sulfaat van zwavelzuur (H 2 SO 4 ) is afgeleid. Zo kon je op het getal van het manganaation. we hebben dus links door het

6 permanganaation en de vijf elektronen de lading -6. Rechts hebben we de lading +2; daarom hebben we acht H+ nodig om de ladingen kloppend te maken. En dan zijn er ook genoeg om de vergelijking voor water kloppend te maken. Bij de gaat het bij H 2 O 2 om en peroxide en daardoor om een uitzondering wat het getal van zuurstof betreft! De H + -ionen kunnen alleen van een zuur afkomstig zijn. In de opgave werd over zwavelzuur gesproken. De sulfaationen die daaruit voortkomen zijn voldoende voor de mangaanionen en er blijft er een over voor de ontbrekende kaliumionen. 4. Ammoniak vormt met kaliumpermanganaat mangaan(iv)-oxide, kaliumnitraat, kaliloog en water. -III +I +I +VII II +IV -II +I +V -II +I -II +I +I -II NH 3 + KMnO 4 MnO 2 + KNO 3 + KOH + H 2 O Red.: MnO e H 2 O MnO OH - *8 Ox.: NH OH - NO e - +6 H 2 O *3 + Redox: 8 MnO e H 2 O + 3 NH OH - 8 MnO OH NO e H 2 O Redox: 8 MnO NH 3 8 MnO H 2 O + 3 NO OH - Nu brengen we aan de rechterkant de ontbrekende kaliumionen aan: Redox: 8 KMnO NH 3 8 MnO H 2 O + 3 KNO KOH Het lukt soms ook met de H+-methode: Red.: MnO e H + MnO H 2 O *8 Ox.: NH H 2 O + NO e H + *3 + Redox: 8 MnO e H NH H 2 O 8 MnO H 2 O + 3 NO e H + Redox: 8 MnO H NH 3 8 MnO H 2 O + 3 NO 3 -

7 Redox: 8 KMnO H NH 3 8 MnO H 2 O + 3 KNO 3 +5 OH Redox: 8 KMnO H 2 O + 3 NH 3 8 MnO H 2 O + 3 KNO OH Nu brengen we aan de rechterkant de ontbrekende kaliumionen aan: Redox: 8 KMnO NH 3 8 MnO H 2 O + 3 KNO KOH Dit is echter geen passende variant omdat we in basisch milieu met OHmoeten aanvullen. Als er in een opgave alleen basen aanwezig zijn, is dat een goede indicatie om met OH- kloppend te maken. 5. Lood(II)-chloride kan met chloorgas en water worden omgezet in lood (IV)- oxide en zoutzuur. +II -I 0 +I -II +IV -II +I -I PbCl 2 + Cl 2 + H 2 O PbO 2 + HCl Red.: Cl e H+ 2 HCl Ox.: Pb H 2 O PbO e H + + Redox: Cl e H + + Pb H 2 O 2 HCl + PbO e H + Redox: Cl 2 + Pb H 2 O 2 HCl + PbO H Cl - Redox: Cl 2 + PbCl H 2 O 2 HCl + PbO HCl Redox: Cl 2 + PbCl H 2 O 4 HCl + PbO 2 6. Kaliumdichromaat en ijzer(ii)-sulfaat reageren in een zwavelzuur-oplossing tot ijzer(iii)-sulfaat en chroom(iii)-sulfaat. +I +VI -II +II +VI II +I +VI II +III +VI II +III +VI -II K 2 Cr 2 O 7 + FeSO 4 + H 2 SO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 + Cr 2 (SO 4 ) 3

8 Red.: Cr 2 O e H + 2 Cr H 2 O Ox.: Fe +2 Fe e - *6 + Redox: Cr 2 O e H Fe +2 2 Cr H 2 O + 6 Fe e - Redox: Cr 2 O H Fe +2 2 Cr H 2 O + 6 Fe +3 Redox: K 2 Cr 2 O H FeSO 4 Cr 2 (SO 4 )3 + 7 H 2 O + 3 Fe 2 (SO 4 ) 3 De 14 H+ kunnen alleen van zwavelzuur afkomstig zijn: Redox: K 2 Cr 2 O H 2 SO FeSO 4 Cr 2 (SO 4 ) H 2 O + 3 Fe 2 (SO 4 ) 3 Nu ontbreken aan de rechterkant noch twee kaliumatomen en een sulfaatrest. Redox: K 2 Cr 2 O H 2 SO FeSO 4 Cr 2 (SO 4 ) H 2 O + 3 Fe 2 (SO 4 ) 3 + K 2 SO 4