Redoxreaktioner

Spændingsrækken
Elektronegativitet
Oxidation
Reduktion
Redoxreaktioner
Oxidationstal
Afstemning af redoxreaktioner

Spændingsrækken

I spændingsrækken er metallerne anbragt i rækkefølge efter deres tilbøjelighed til at afgive elektroner.

K Ba Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H2 Cu Hg Ag Pt Au

Spændingsrækken gælder for elektronoverførsler, som foregår på grænsefladen mellem metallet og en vandig opløsning. Hydrogen tages ofte med i rækken. Jo længere til venstre et metal er placeret i rækkefølgen, jo lettere afgiver det elektroner.

Et metal kan afgive elektroner til ioner af de metaller, som står længere til højre i spændingsrækken.

ex. Cu(s) + 2 Ag+(aq)  ® Cu2+(aq) + 2 Ag(s)

Metallerne til venstre for hydrogen vil afgive elektroner til H+ og da opløsninger, der indeholder H+-ioner kaldes syrer, kan disse metaller altså opløses i syrer. Metallerne længst til højre i rækken kaldes ædle metaller.

[ TOP ]

Elektronegativitet

Elektronegativitet angiver et atoms tendens til at fastholde eller optage elektroner. Jo større elektronegativitet jo større tendens til at fastholde eller optage elektroner.

Fluor i 7. hovedgruppe er det grundstof, der har størst tendens til at tiltrække elektroner og tildeles pr. tradition elektronegativiteten 4. Francium i 1. hovedgruppe er dårligst til at fastholde sin ene elektron og tildeles pr. tradition elektronegativiteten 0,7. Alle andre grundstoffer får så en elektronegativitet mellem disse to - bortset fra ædelgasserne, der ikke har nogen elektronegativitet, da de hverken optager eller afgiver elektroner.

De kendte værdier for elektronegativiteten af de enkelte grundstoffer kan aflæses i periodesystemet.

[ TOP ]

Oxidation

Ved en oxidation afgives elektroner.

ex. 2 Mg + O2  ® 2 Mg2+ + 2 O2–

Hvert magnesiumatom afgiver to elektroner til oxygen. En sådan reaktion kaldes en oxidation. Man siger, at stoffet oxideres.

Alle forbrændingsreaktioner er oxidationer.

ex. CH4(g) + 2 O2(g)  ® CO2(g) + 2 H2O(l)

At Oxygen kan tage elektroner fra andre stoffer skyldes dets høje elektronegativitet. Alle grundstoffer med høj elektronegativitet har samme egenskab.

ex. 2 Fe(s) + 3 Cl2(g)  ® 2 FeCl3(g)

Dette kaldes også en oxidation selvom oxygen ikke indgår i reaktionen, men der overføres elektroner, i dette tilfælde til chlor.

Ved en oxidation stiger oxidationstallet.

[ TOP ]

Reduktion

Ved en reduktion optages elektroner.

ex. Fe2O3(s) + 3 CO(g)  ® 2 Fe(s) + 3 CO2(g)

Dette er en klassiske reduktion, hvor oxygen fjernes fra metaloxidet.

ex. 2 I–(aq) + Cl2(g)  ® I2(s) + 2Cl–(aq)

Her optager chlor elektroner fra iod.

Ved en reduktion falder oxidationstallet.

[ TOP ]

Redoxreaktioner

Når ét stof afgiver elektroner må et andet optage elektroner dvs. når der sker en oxidation sker der samtidig en reduktion. Redoxreaktioner er reaktioner, hvor der overføres elektroner fra et stof til et andet. Ordet redox er en sammensætning af 'reduktion' og 'oxidation'.

Ved redoxreaktioner er den samlede stigning i oxidationstal lig med det samlede fald.

[ TOP ]

Oxidationstal

Regler for tildeling af oxidationstal (OT): Oxidationstallet (OT) skrives over stoffet
       
Enatomige ioners oxidationstal er lig med ionens ladning. +1 –2 +3
H+ O2– Fe3+
       
Frie atomers oxidationstal er nul, da deres ladning er nul 0 0 0
He Ar Xe
       
Rene grundstoffer har oxidationstallet nul, da deres ladning er nul. 0 0 0
H2 O2 S8
       
Rene metallers atomer har oxidationstallet nul. 0 0 0
Mg Zn Cu
       
For en vilkårlig partikel er summen af de indgående atomers oxidationstal lig med partiklens ladning. 0 +1 –2
H2SO4 NH4+ CO32–
       
       
  OT for N OT for S OT for N
Hydrogen har i kemiske forbindelser oxidationstallet +1.
Ofte undlades OT for hydrogen (+1).
Sammen med metaller med lav elektronegativitet kan hydrogen have oxidationstallet –1.		 –3 –2 –3
NH3 H2S NH4+
       
  OT for S OT for S OT for S
Oxygen har i kemiske forbindelser oxidationstallet –2.
Ofte undlades OT for oxygen (–2).
I peroxider er oxidationstallet for oxygen  –1.		 +6 +4 +6
SO42– SO2 SO3

Under tildeling af oxidationstal lader man som om, at elektronpar i polære bindinger er fuldstændigt overførte til det mest elektronegative af atomerne, så det får ædelgasstruktur.

Oxidationstal (OT) +1 –2 +4 –1
Stof H2O CCl4

[ TOP ]

Afstemning af redoxreaktioner

Afstemning af redoxreaktioner sker ved at holde regnskab med elektronerne. Det sker ved hjælp af oxidationstal (OT) i følgende procedure:

  1. Reaktionsskemaet opskrives uden koefficienter. Der medtages kun stoffer, der indeholder atomer, der ændrer oxidationstal.
  2. Oxidationstallene skrives over de atomer, der ændrer oxidationstal.
  3. Det beregnes, hvor mange trin disse atomer oxideres (↑) eller reduceres (↓). resultatet skrives under reaktionsskemaet.
  4. Ved hjælp af koefficienter afstemmes således, at der afgives og optages lige mange elektroner.
  5. Ladningen afstemmes med H+-ioner, hvis reaktionen foregår i sur opløsning.
    Ladningen afstemmes med OH–-ioner i basisk opløsning.
  6. H og O afstemmes ved at tilføje vand på den ene side.

ex. Chlor fremstilles ved at tilsætte kaliumpermanganat til en sur opløsning, der indeholder chloridioner.

afstemning af elektronoverførsel
2. OT    +7       –1        +2 0   
1.   2 MnO4–(aq) + 10 Cl–(aq) + 16 H+ ® 2 Mn2+(aq) + 5 Cl2(g) + 8 H2O
3. Reduktion: Mn     5 ↓            
  Oxidation: Cl       1 ↑            
4. Koefficient: Mn 1 · 2 = 2            
  Koefficient: Cl   5 · 2 = 10            
5. Ladning Venstre side: –2 + (–10) = –12   tilføj 16 H+        
  Højre side: +4 + 0 = +4            
6. O og H atomer Venstre side: 8 O + 16 H            
  Højre side:             tilføj 8 H2O

[ Toppen af siden ] [ Ordliste ] [ Tilbage til hovedsiden ]