18.1
Hoe levert een batterij elektriciteit om draagbare apparaten te laten werken? Waarom wordt een gesneden avocado bruin of roest metaal onder water? Deze processen worden aangedreven door specifieke soorten chemische reacties waarbij elektronenoverdracht van het ene atoom naar het andere betrokken is.
Het atoom dat elektronen verliest, wordt geoxideerd, terwijl het atoom dat elektronen wint, wordt verminderd. Deze reacties worden oxidatie-reductie-of redoxreacties genoemd en worden gekenmerkt door veranderingen in de oxidatietoestand voor een of meer reactanten. De interactie tussen magnesium en geconcentreerd zoutzuur is een voorbeeld van een redoxreactie.
Hier wordt magnesium geoxideerd tot magnesium 2 ionen, en de protonen worden gereduceerd tot waterstofgas. Eenvoudige chemische vergelijkingen kunnen gemakkelijk worden uitgebalanceerd. Omdat de meeste redoxvergelijkingen echter complex zijn, moet het aantal verloren en gewonnen elektronen worden gerechtvaardigd.
Bij het balanceren van redoxvergelijkingen is het essentieel om de wet van behoud van massa in acht te nemen. De hoeveelheid van elk element en elke winst of verlies van elektronen moet aan beide kanten van de reactie in evenwicht worden gebracht;dus als een reactant wordt gereduceerd, moet een andere worden geoxideerd. De methode van halfreacties wordt gebruikt om redoxvergelijkingen met succes te balanceren.
Denk aan de reactie van permanganaat met oxalaat. Wijs voor waterige zure oplossingen de oxidatietoestanden toe en verdeel de reactie in de samenstellende halfreacties. Breng vervolgens elke halve reactie in evenwicht, waarbij waterstof en zuurstof worden weggelaten.
Hier is mangaan al in evenwicht, maar het oxalaat heeft een coëfficiënt van twee nodig;ten tweede, breng zuurstofatomen in evenwicht met de toevoeging van watermoleculen;en ten derde, breng waterstofatomen in evenwicht door waar nodig protonen toe te voegen. Breng de ladingen in evenwicht door elektronen toe te voegen. Omdat mangaan wordt verminderd, worden vijf elektronen toegevoegd aan de reactantzijde.
Omgekeerd wordt oxalaat geoxideerd;zo worden aan de productzijde twee elektronen toegevoegd. Vermenigvuldig de halfreacties met een geheel getal, zodat het aantal toegevoegde elektronen gelijk is. Voeg ten slotte de gebalanceerde halfreacties toe en vereenvoudig ze door soorten aan beide kanten op te heffen om een gebalanceerde redoxreactie te verkrijgen.
Voor basische waterige oplossingen is de procedure vergelijkbaar, maar omvat een extra stap. Hier wordt een gelijk aantal hydroxylionen aan beide zijden van de reactie toegevoegd om de protonen te neutraliseren voordat de gebalanceerde halfreacties worden opgeteld.
Elektrochemie is de wetenschap die zich bezighoudt met de onderlinge omzetting van elektrische en chemische reacties. Dergelijke reacties worden reduc…
Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.