Chemische Reacties (5p) - Anorganische Verbindingsklassen PDF

Chemische reactie (5p) ====================== Fysische en chemische processen ------------------------------- ***[Fysisch proces:]*** - Bij zo'n proces veranderen enkel de intermoleculaire krachten - De stoffen blijven behouden, de stofeigenschappen wijzigen niet - Een fysisch proces...

Chemische reactie (5p) ====================== Fysische en chemische processen ------------------------------- ***[Fysisch proces:]*** - Bij zo'n proces veranderen enkel de intermoleculaire krachten - De stoffen blijven behouden, de stofeigenschappen wijzigen niet - Een fysisch proces wordt soms symbolisch voorgesteld i/e vgl waarbij - De begintoestand links geschreven w en de eindtoestand rechts - Tss beide toestanden schrijft men een pijl - *Vb 1: Het verdampen van vloeibaar water schrijft men symbolisch als* - *H~2~O~(vl)~ → H~2~O~(g)~* - *Vb 2: Het opl van natriumchloride in water schrijft men symbolisch als* - *NaCl~(v)~* []{.math.inline} *NaCl~(opl)~ of NaCl~(v)~* []{.math.inline} *Na^+^~(opl)~ + Cl^-^~(opl)~.* ***[Chemisch proces:]*** - Bij zo'n proces w de intramolecularire krachten verbroken en gaan de atomen zich herschikken - Hierdoor ontstaan uit de oorspronkelijke stoffen [nieuwe stoffen] met andere stofeigenschappen - De oorspronkelijke stoffen duidt men aan met de term ***[reagenia]*** - De nieuwe stoffen met de term ***reactieproducten*** - De reactie: - W symbolisch voorgesteld met een ***reactievergelijking*** - Links schrijft men de formules van de reagentia, van elkaar gescheiden door een "+"-teken - rechts deze van de reactieproducten - De onderlinge volgorde waarin de vssde [reagentia] of [reactieproducten] geschreven w is niet belangrijk - Tss de [reagentia] e/d reactieproducten schrijft men [een pijl] - Dit om aan te geven dat de reagentia w omgezet i/d reactieproducten. - Het type pijl geeft een betekenis. - → : een ***[aflopende reactie]***; - De reactie gaat door tot minstens één v/d reagentia volledig is opgebruikt - [⇌]{.math.inline} : een ***[evenwichtsreactie]*** - De reactie gaat onvolledig door - Er blijft altijd een hvkhd van alle [reagentia] en [reactieproducten] aanwezig - *Vb 1: Het verbranden van magnesium met vorming van magnesiumoxide schrijft men symbolisch als* - *2 Mg~(v)~ + O~2(g)~* []{.math.inline} *2 MgO~(v)~ of als O~2~ + 2 Mg → 2 MgO.\ * - *Mg en O~2~ = reagentia, MgO = reactieproduct* - *Aan het type reactiepijl kan men zien dat deze reactie zal doorgaan tot min 1 van beide reagentia opgebruikt is* - *Het weergeven van T↑ boven de pijl toont aan dat de reactie slechts doorgaat bij het verhitten v/d reagentia* - *Vb 2: Elektrolyse van water zet water om in zuurstofgas en waterstofgas.* - *2 H~2~O → O~2~ + 2 H~2~* - *Hierbij is H~2~O het reagens en O~2~ en H~2~ de reactieproducten.* Natuurwetten van een reactie ---------------------------- ***[Wet van behoud van atomen]***/ ***[wet van Dalton]*** - Tijdens de reactie blijven de elementen en hun aantal atomen behouden - Alle atomen die voorkomen i/d reagentia zijn ook terug te vinden i/D reactieproducten - Om een reactievergelijking op te stellen schrijft men drm eerst de juiste formules v/d reagentia + reactieproducten, - beiden van elkaar gescheiden door en reactiepijl - Men plaatst erna de coëfficiënten om te voldoen aan de wet v/beh v/atomen - *Vb: De reactie tussen natrium en chloorgas stelt men symbolisch voor als: 2 Na + Cl~2~ → 2 NaCl.* ***[Wet van behoud van massa]*** / ***[wet van Lavoisier]*** - Elk atoom heeft een specifieke massa - Daarom blijft bij een reactie (i/e afgesloten lokaal) de massa gelijk ***[Wet van de constante massaverhouding]*** / ***[wet van Proust]*** - Wanneer 2 of meer reagentia met elkaar reageren, gebeurt dit steeds i/e vaste massaverhouding - I/e andere massaverhouding zal min 1 v/d reagentia overblijven - Men zegt dat deze stof(fen) in ***[overmaat]*** aanwezig is - Het reagens dat het eerst opgebruikt is =***[limiterende]*** reagens - *Vb:* - *7 gram ijzer reageert met 4 gram zwavel tot 11 gram ijzer(II)sulfide* - *3,5 gram ijzer reageert met 2 gram zwavel tot 5,5 gram ijzer(II)sulfide* - *De verhouding tussen ijzer en zwavel is altijd 7:4* Redoxreacties ------------- ### inleiding ***[Redoxreactie of elektronenuitwisselingsreactie]*** - Dit is een reactie waarbij het [OG] v/e element toeneemt en tegelijkertijd het [OG] v/e ander element afneemt - De totale reactie kan opgesplitst w in 2 deelreacties: een ***[reductie]*** en een ***[oxidatie]*** ***[Reductie]*** - = chemisch proces waarbij het OG v/e atoom [daalt] en e- opgenomen w - Het deeltje dat de e- opneemt noem je de ***[oxidator]*** of elektronacceptor - De oxidator (OX~1~) die e- opneemt, zet hierbij om i/e ***[geconjugeerde reductor]*** (RED~1~) - oxidator + n e^−^ [⇌]{.math.inline} geconjugeerde reductor Verkort: oxidator/reductor\ OX~1~ + n e^−^ [⇌]{.math.inline} RED~1~ OX~1~/RED~1~ ***[Oxidator]*** - = chemisch proces waarbij het OG v/e atoom [stijgt] en e- afgestaan w - Het deeltje dat de e- afstaat, noem je de ***reductor*** of elektrondonor - De reductor (RED~2~) die e- opneemt, zet hierbij om i/e geconjugeerde oxidator (OX~2~) - reductor [⇌]{.math.inline} geconjugeerde oxidator + n e^−^ Verkort: oxidator/reductor\ RED~2~ [⇌]{.math.inline} OX~2~ + n e− OX~2~/RED~2~ De oxidator en de geconjugeerde reductor, net als de reductor en de geconjugeerde oxidator vormen een ***[redoxkoppe]***l [Bij iedere redoxreactie kan men 2 redoxkoppels onderscheiden] A diagram of a complex equation Description automatically generated with medium confidence Sommige deeltjes kunnen zowel als oxidator en als reductor optreden ### Regels voor het berekenen van het oxidatiegetal 1. De som v/d oxidatiegetallen van alle elementen i/e molecule of eenheid van kristalrooster = 0 2. Het OG v/e mono-atomisch ion = lading v/h ion 3. De som v/d OG van alle elementen i/e poly-atomisch ion = lading van het ion 4. Het OG van zuurstof in verbinding met andere elementen is steeds [--II] a. uitzondering: peroxiden: OG~O~ = -I en zuurstoffluoride (F~2~O): OG~O~ = +II 5. het OG van waterstof in verbinding met andere nM is steeds [+I] 6. het OG van de M uit groep Ia, IIa en IIIa i/e samengestelde stof = + groepsnummer ### Opstellen van redoxvergelijking M.b.V.D. oxidatiegetalmethode De ***[oxidatiegetalmethode]*** past men toe bij reacties in vaste, gesmolten of gasfase - Stap 1: - Zoek de oxidatiegetallen v/d elementen + duid met pijlen aan waar de\ oxidatie en de reductie optreden - Zet bij de pijlen respectievelijk het aantal afgegeven en opgenomen elektronen - Controleer of er een coëfficiënt nodig is om te voldoen aan de [Wet van Dalton] voor de elementen die van OG veranderen - Schrijf indien nodig de coëfficiënten voor de verbindingen - Vermenigvuldig dan ook het aantal uitgewisselde e- met het aantal atomen v/h element - Stap 2: - Vermenigvuldig tot het aantal afgegeven e- overeenkomt met het aantal opgenomen e- - Pas indien nodig de coëfficiënten aan - Stap 3: - Controleer of je de coëfficiënten moet aanpassen v/d atomen die niet van OG veranderen *Vb: De reactie van ijzer(III)oxide en CO~2~ is een tussenstap bij het winnen van ijzer uit ijzererts.* - *Bij de reactie ontstaan ijzer en koolstofdioxide.\ Stap 1:*  A diagram of a chemical reaction Description automatically generated *\ Stap 2:*  *Stap 3: is ok* ### Opstellen van redoxvergelijking met behulp van de deelreactiemethode De ***[deelreactiemethode]*** gebruikt men bij het balanceren van redoxreacties in een waterig milieu. Door de aanwezigheid v/e zuur/base kan men vaak afleiden in welk milieu de reactie verloopt - In andere gevallen vindt men het milieu waarin de reactie optreedt i/d opgave - Stap 1: - Schrijf de werkelijke toestand waarin de deeltjes voorkomen - Zouten en hydroxiden zijn in water in ionen gedissocieerd - Stap 2: - Zoek de atoomsoorten waarvan het OG respectievelijk toeneemt of afneemt - Duid de oxidatiegetallen aan en splits op i/e oxidatie- en een reductiedeelreactie. - Stap 3: - Zorg ervoor dat v/d elementen die van OG veranderen, evenveel atomen voor als na de reactie voorkomen - Bepaal uit de verandering v/d oxidatiegetalen het aantal uitgewisselde e- - Stap 4: - Voeg in zuur milieu indien nodig H^+^-ionen toe om in elke deelreactie te voldoen aan de wet v beh v lading - Voeg in basisch milieu indien nodig OH^−^-ionen toe om in elke deelreactie te voldoen aan de wet v beh v lading - Stap 5: - Voeg indien nodig water toe om in elke deelreactie te voldoen aan de wet v beh v atomen - Stap 6: - Het aantal afgestane elektronen moet gelijk zijn aan het aantal opgenomen elektronen - Vermenigvuldig indien nodig elke deelreactie met een zo klein mogelijk geheel getal om hieraan te voldoen - Tel beide deelreacties op - Na eventuele vereenvoudiging levert dit de uitgebalanceerde essentiële deeltjesvergelijking - Stap 7: - Vorm de stoffenreactievergelijking door de toevoeging van de tegenionen - Controleer de atoombalans - Stap 8: Vereenvoudig indien nodig *Vb: Bij de reactie van kaliumsulfiet met kaliumpermanganaat ontstaat in basisch midden mangaan(IV)oxide en kaliumsulfaat: K~2~SO~3~ + KMnO~4~ ­OH^-^→ MnO~2~ + K~2~SO~4~.* *Stap 1: In de oplossing zitten K^+^ + SO~3~^2-^ + MnO~4~^-^ → MnO~2~ + K^+^ + SO~4~^2-^* Stap 2: OG van elk atoom: ^+I\ +IV\ -II\ +VII\ --II\ +IV\ --II\ +VI\ -II\ ^*K^+^ S O~3~^2-^ Mn O~4~^-^ Mn O~2~ S O~4~^2-\ ^oxidatie: SO~3~^2-^ → SO~4~^2-^\ reductie: MnO~4~^-^ → MnO~2~* *MnO~4~^-^ + **3 e^-^** → MnO~2~* *Stap 4: SO~3~^2-^ + 2 OH^-^ → SO~4~^2-^ + 2 e^-^* *MnO~4~^-^ + 3 e^-^ → MnO~2~ + 4 OH^-^* *Stap 5: SO~3~^2-^ + 2 OH^-^ → SO~4~^2-^ + 2 e^-^ + H~2~O* *MnO~4~^-^ + 3 e^-^ + 2 H~2~O → MnO~2~ + 4 OH^-^* *Stap 6: (SO~3~^2-^ + 2 OH^-^ → SO~4~^2-^ + 2 e^-^ + H~2~O). 3* *~+~ (MnO~4~^-^ + 3 e^-^ + 2 H~2~O → MnO~2~ + 4 OH^-^). 2* *3 SO~3~^2-^ + 6 OH^-^ + 2 MnO~4~^-^ + 6 e^-^ + [4 H~2~O] → 3 SO~4~^2-^ + 6 e^-^ + [3 H~2~O] + 2 MnO~2~ + 8 OH^-^* *na vereenvoudiging: 3 SO~3~^2-^ + 2 MnO~4~^-^ + H~2~O → 3 SO~4~^2-^ + 2 MnO~2~ + 2 OH^-^* *Stap 7: 3 SO~3~^2-^ + 2 MnO~4~^-^ + H~2~O → 3 SO~4~^2-^ + 2 MnO~2~ + 2 OH^-^* *+ 6 K^+^ + 2 K^+^ + 6 K^+^ + 2 K^+^* *↓ ↓ ↓ ↓* *3 K~2~SO~3~ + 2 KMnO~4~ + H~2~O → 3 K~2~SO~4~ + 2 MnO~2~ + 2 KOH* *controle: 8 K, 3 S, 18 O, 2 Mn en 2 H → 8 K, 3 S, 18 O, 2 Mn en 2 H* *Stap 8: is ok*