8. Redoxreaktioner
reduktion
oxidation
Reduktion optagelse af elektroner
Oxidation afgivelse af elektroner
(Hel eller delvis)
Der er grundlæggende 4 væsentlige kemiske reaktioner:
1. Udfældning af tungtopløselige salte
2. Syre‐base reaktion
3. Redoxprocesser
4. Dannelse af komplexe forbindelser ( ej i dette pensum)
Definitioner:
Oxidation er en afgivelse af elektroner
Reduktion er en optagelse af elektroner
Heraf kan umiddelbart udledes:
Stoffer fra de første hovedgrupper vil gerne oxideres og stoffer fra de sidste hovedgrupper vil gerne reduceres.
Jo længere til venstre i ovenstående spændingsrække et stof er indplaceret, jo mere villigt er det til at afgive sin(e) elektron(er).
Dvs at et stof placeret til venstre for et andet stof vil forsøge at påtvinge joner af dette andet stof sine elektroner.
Er der flere stoffer tilstede samtidig vil det mest elektronegative af stofferne forsøge at påtvinge det mindst elektronegative stofs joner sine elektroner.
Et eksempel.
Vi har frit Zink i en vandig opløsning af Cu2+ ioner.
Zinken vil så prøve at påtvinge Cu2+ ionerne sine 2 elektroner og selv danne en Zn2+ ion samtidig med at der udskilles frit Cu.
Et andet eksempel.
Vi har frit Al i en vandig opløsning af Fe3+ ioner.
Her kunne man tro at der tilsvarende ville ske en udfældning af jern og dannes aluminiumioner, men da der også er vand tilstede og dermed (H+) ioner tilstede vil der først skulle ske en reaktion med (H+) ionerne.
Flere definitioner:
Oxidationstallet er et tal man bruger for at beskrive hvor mange elektroner et atom har optaget eller afgivet (helt eller delvist ‐ ion/kovalent)
Man tildeler et atom i en kovalent forbindelse det oxidationstal, der ville fremkomme som ladninger på atomet, hvis det tænktes fraspaltet som ion. Man tænker sig, at det mest elektronegative stof ”beholder” alle elektronerne.
Man skal huske at medregne den på en sammensat ion eksisterende ladning.
Oxidationstal (også ofte i litteraturen oxidationstrin)
Et grundstof som ikke er bundet kovalent eller i en ionbinding med et andet grundstof har altid oxidationstallet 0
H har oftest i kemiske forbindelser oxidationstallet +I (undtagelse når H er bundet til et mere elektronegativt stof jf. spændingsrækken)
O har oftest i kemiske forbindelser oxidationstallet ‐II når det ikke er bundet til mere elektronegative stoffer
For en kemisk forbindelse er summen af de indgående oxidationstal lig med formelenhedens ladning.
Oxidationstal (eksempler)
Cl2, O2, S8, Au, Ne har alle oxidationstrin 0
NH3 opfattes i denne sammenhæng som bestående af N3‐ og 3 H+
N får således tildelt oxidationstallet ‐III og H +I
SO42‐ tænkes opdelt i 4 O2‐ og 1 S6+ hvilket jo også sammenlagt giver netop de to negative ladninger på sulfatet.
Oxidationstallet for S + 4*oxidationstallet for O = sulfatets ladning
Afstemning af redoxligninger
Ligningen opskrives og oxidationstallene fastlægges
0 0 +II ‐II
Mg + 02 ‐> MgO
Stigning og fald udregnes
0 0 +II ‐II
Mg + 02 ‐> MgO
2 2*2
Stigning og fald afstemmes
0 0 +II ‐II
2Mg + 02 ‐> 2MgO
2*2 2*2
Dette var de første 4 trin:
1. Opskriv reaktionsskemaets grundelementer (de stoffer som reagerer)
2. Find oxidationstallene for de indgående atomer
3. Find ændringerne i oxidationstal for atomerne
4. Sæt koefficienter foran formlerne (stofferne), så samlet stigning og fald er lige store
5.
6.
7.
8.
9.
Kontroller at alle atomer bortset fra H og O er afstemt
Optæl ladningerne på de to sider af reaktionspilen
Afstem ladningerne med H3O+ i sur væske og OH‐ i basisk væske
Afstem H ved hjælp af tilføjelse af vand
Kontroller om O er afstemt ( Hvis ikke – forfra!)
Redoxtitrering
En titrering hvor man på baggrund af en kendt
redoxreaktion kan bestemme koncentrationen af et
stof ved at lade det reagere i det i reaktionen givne
mængdeforhold.
Som ved syre‐base titreringer skal man kunne
identificere ekvivalenspunktet – fx med en
farvereaktion.