Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Redoksreaksjoner/Galvanisk element (Redoksreaksjon (-en reaksjon der det…
Redoksreaksjoner/Galvanisk element
Redoksreaksjon
Reduksjon
--> et atom eller ion tar i mot elektroner
-grunnet
endring i stoffets ladning
--> blir mer
negativt
Oksidasjon
--> et atom eller ion som gir fra seg elektroner
--> Blir mer
positivt
Elektroner på vandring:
-Består av to delreaksjoner
-
negativt ladede elektroner
beveger seg fra ett stoff til et annet
-ett stoff gir fra seg elektroner, det andre tar til seg elektroner
-
ioner
=
atomer med ubalanse
mellom antall elektroner og protoner
-
ionebinding
= Holdes sammen av tiltrekningskraften mellom det positive og negative atomet
-en reaksjon der det foregår en elektronoverføring
-
alle forbrenningsreaksjoner er redoksreaksjoner
Oksygen blir alltid redusert i en forbrenning
--> blir alltid
frigjort ENERGI
(varme) i en forbrenning
-feks forbrenning av hydrogengass
-Hydrogen blir oksidert og
oksygen blir redusert
Negative ioner = ikke-metall
feks Cl-
Ikke-metallene
har lett for å
reduseres
, ta
imot elektroner
-feks klor, brom, jod, fluor
Mange metaller
har lett for å
avgi elektroner, altså oksideres
-de har få elektroner i ytterste skall og vil avgi elektroner for å få 8 i ytterste skall, og danne positive ioner.
-Kan også ta opp elektroner og bli redusert
Positive ioner = metaller
feks CU2+
Metaller
kan
ikke være negativt ladede ioner,
så for at feks sølv skal kunne ta i mot elektroner må det
være positivt
Metaller
lett for å gi fra seg,
oksideres
Ikke-metaller
lett for å ta i mot,
reduseres
Når stoffer kjemper om elektroner frigjøres det energi
--> Ved en
forbrenning
kan vi kjenne energien som
varme
--> når to
metaller
utveksler
elektroner
kan vi utnytte det som
elektrisitet
--> Reaksjonene som skjer kalles redoksreaksjoner
Hvordan bestemme hva som skjer i en redoksreaksjon
1) Oktettregelen
Sier at alle atomer ønsker åtte elektroner i sitt ytterste skall (unntak. hydrogen som ønsker to)
-
For å oppnå oktettregel; enten dele elektroner, eller avgi/ta opp elektroner
-atomer med få i ytterste skall ønsker ofte gi fra seg til atomer med nesten åtte i sitt ytterste skall
eks: Natrium og Klor
-Natrium har 11 negative elektroner og 11 protoner i kjernen
-Klor har 17 elektroner og 17 protoner i kjernen
-har en likevekt mellom antall elektroner/protoner
-
Natrium gir fra seg 1 elektron til Klor
(oktettregelen) og det blir ubalanse mellom Natriums protoner og elektroner (10 elektroner, 11 protoner)
-trekker antall elektroner fra antall protoner: 10-11=+1
--> Natrium har fått en positiv ladning på +1, Na+
-
Klor tar til seg 1 ekstra elektron
og blir i ubalanse (18 elektroner, 17 protoner)
-elektroner trekkes fra protoner: 18-17=-1
--> Klor har fått en negativ ladning på -1, Cl-
--> ioner
eks: stoffer med 1 eller 2 elektroner i ytterste skall har lett for å reagere med stoffer med 6 eller 7 elektroner
feks: Na og Cl --> Na = 1 elektron mens Cl = 7
Na kan gi fra seg ett for å få åtte i sitt ytterste, mens Cl kan ta i mot ett for å få åtte
--> oppnådd oktettregelen ved en redoksreaksjon: reduksjon: Cl og oksidasjon: Na
2) Forbrenning
Reaksjon mellom et brennbart stoff og oksygen (O2)
-Er oksygen ett av de to stoffene som reagerer i en redoksreaksjon så har vi en forbrenning
--> alltid stoffet som reagerer med oksygenet (brennbart stoff) som blir oksidert
-->
Oksygenet
blir derfor alltid
REDUSERT
-->
blir alltid frigjort energi i en forbrenning
For at en forbrenning skal kunne skje
-Brennbart stoff
-oksygen
-tenntemperatur
Mg + O2 --> MgO
Her blir O2 redusert og vi har en forbrenning
For å balansere ligning:
2Mg + O2 --> 2MgO
Kan bare sette tall foran leddene i ligninigen
= Mg2+ O2-
3) Spenningsrekka
-en
liste av metaller
som sier noe om metallenes villighet til å ta imot elektroner fra andre metaller
-
Regelen: et metall vil kunne ta imot elektroner fra metaller til venstre for seg, men vil aldri gi fra seg elektroner til et som står til venstre
-
Tips
: metaller kan
ikke være negativt ladede ioner,
kun nøytral eller positivt
. Hvis et metall skal kunne ta imot et eller flere elektroner må det ha en positiv ladning (feks Fe 2+)
Sink og kobber
Cu opptrer alltid i 2+ form. Enten Cu2+ eller Cu
Oks: Zn --> Zn2+ + 2 e-
Red: Cu2+ + 2e- --> Cu
Mg + Fe+ --> Mg+ + Fe
Magnesium er redusert med 1 og Fe er oksidert med 1
Magnesium og Kobber
Red: CU2+ + 2e- --> CU
Oks: Mg --> Mg2+ + 2e-
(Må ikke huskes)
Li, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, Cu, Ag, Hg, Au, Pt
Galvanisk element
-batteri
Skjer en
redoksreaksjon
mellom de to metallene
sink og kobber
-I spenningsrekka; sink gir fra seg elektroner til kobber, men
for at kobber kan ta i mot så må det være på positiv ioneform (Cu2+)
I det galvaniske elementet gir
sinkatomer
fra seg to elektroner hver og
kobberioner
ta imot to hver
-
elektronene beveger seg fra sink til kobber via en ledning, altså den ytre strømkretsen (elektrisk strøm) --> da har vi et batteri
Oksidasjon på negativ pol
: Zn --> Zn2+ + 2e-
Reduksjon ved positiv pol
: Cu2+ + 2e- --> Cu
-elektronene er de samme i begge likningene. Sink gir de fra seg og kobber tar mot dem
Må også ha en
Saltbro
-
utligner ladningsforskjellen som oppstår i de to begrene
pga ekstra Zn2+ioner på sinksiden og færre Cu2+ioner på kobbersiden
-leder strøm, men lar ikke løsningen i de to halvcellene blande seg
-
lukker strømkretsen
, men deltar ikke i redoksreaksjonen
overfører kjemisk energi til elektrisk energi
https://ndla.no/subjects/subject:28/topic:1:50956/topic:1:51374/resource:1:14709
Må ha to forskjellige metaller + elektrolytt
To kar:
+ Positiv pol:
1 med
sinksulfat
(blank) (ZnSO4) med
frie sinkioner + sulfationer
- Negativ pol:
1 med
kobbersulfat
(lys blå) (CuSO4) med
frie kobberioner + sulfationer
-kobles sammen av en
saltbro
hvor
sulfationene
(NaSO4) beveger seg fritt (papir dyppet i (Natriumsulfat)
--> saltbro
utjevner ladningsforskjellene
som oppstår i de to karene
-->
leder strøm
uten å blande løsningene
-->
lukker strømkretsen
-->
Sinkstaven
i
sinksulfatkar
-->
kobberstav
i
kobbersulfatkar
--> kobles så til et
voltmeter
via
ledning
-
Elektronene beveger seg fra sink til kobber via en ledning, altså den ytre strømkretsen (elektrisk strøm) --> da har vi et batteri
elektronene beveger seg fra venstre til høyre via ledningen = redoksreaksjon
-Sink på postiv pol
-Kobber på negativ pol
Sinkatomet
Zn
fra sinkstaven vil gi fra seg to elektroner og blir et
sinkion
Zn2+
-
Elektronene går gjennom ledning
mens
sinkionene (Zn2+) fra staven går ut i løsningen
-
Sinkstaven
blir derfor
"spist opp"
og
blir mindre
For at kobber skal kunne ta mot elektroner må det være på positiv ioneform: CU2+
-
kobberstanga
mottar to elektroner
-et
kobberion (CU2+) fester seg til kobberstanga
når det mottar to elektroner og vi får dannet
kobberatom på kobberstanga:
Cu
-på
kobberstanga dannes det et belegg
og den
blir større
I karene er det i utgangspunktet like menge positive kobber og sinkioner som det er negative sulfationer
-Når reaksjonen begynner på venstre side så endrer ladningen i løsningen seg
-
Ved positiv pol på sinksiden
går
Zn2+
ut i løsningen
når to elektroner går gjennom ledningen
På negativ pol på kobbersiden
vil
Cu2+ feste seg på kobberstaven
når den mottar elektroner og blir til
nøytralt kobber Cu
Løsningen på positiv pol/sinksiden
har nå
flere positive ioner enn negative
, mens
løsningen på negativ pol/kobbersiden
har
flere negative enn positive
-
dette jevnes så ut med en saltbro hvor negative sulfationer beveger seg fra kobbersiden over på sinksiden
Positiv pol:
Sinksiden
får
oksidasjon
:
Zn --> Zn2++ e-
Negativ pol:
Kobbersiden
får
reduksjon: Cu2+ + 2e- --> Cu
Elektrolyse
-motsatte av et galvanisk element
-avhengig av spenningskilde
--> feks
batteri
, spenningen fra en stikkontakt
-omdanner elektrisk energi til kjemisk energi
Elektrolyse av kobberklorid
Kobberklorid er et salt
bestående av
positive
kobberioner
(Cu2+) og
negative klorioner
(2Cl-)
--> CuCl2 ( Cu2+2CL-)
-Saltet løst i vann
--> to
kobberstenger
-->
fester to elektroder
til hver sin kobberstang
--> elektroder festet til
ledning
-->
ledning
koblet til
batteri
ned i vannet
-->
elektrolysen starter
-->
batteriet
dytter ut
elektroner i løsningen på den negative polen (-)
og
trekker opp elektroner fra løsningen på den positive polen(+)
-under elektrolysen vandrer de positive CU2+ionene og de negative Cl-ionene hver sin vei i elektrolytten (kobberkloriden)
--> I resten av strømkretsen, gjennom elektrodene og ledningene, er det elektroner som strømmer
--> Den negative polen (-) har
overskudd av elektroner
og trekker til seg de
positive kobberionene CU2+ som er de eneste som kan motta elektroner
-->
Hvert kobberion CU2+
tar i mot
to elektroner
-->
blir da til et nøytralt kobberatom (Cu)
og blir
redusert
--> Dette
kobberatomet
vil
legge seg på den negative elektroden
som
kobberbelegg
Reduksjon ved den negative polen: Cu2+ + 2e- --> Cu
Oksidasjon ved den positive polen: 2Cl- --> Cl2 + 2e-
--> Den
positive
polen (+) trekker til seg de
negative klorionene Cl-
-->
Hvert klorion (Cl-) gir fra seg et elektron og blir til et nøytralt kloratom (Cl)
--> Det har da skjedd en
oksidasjon
-->
Nøytralt klor
(Cl) er på
gassform
og det dannes
små bobler rundt den positive elektroden
viktig metode for å
fremstille rent metall, til galvanisering, forsølving og forkrumming
av forskjellige bruksgjenstander
--> elektrolyse
lader telefonen
--> -
tvinger elektronene tilbake dit de
kom fra
Brenselcelle
--> I en brenselcelle lager vi
strøm
av
hydrogen- og oksygengass
--> reaksjonen mellom
hydrogen og oksygen danner vann
som
sluttprodukt
et slags batteri
, men i stedet for å lade et vanlig batteri så kan en brenselcelle
fylles på
, som går mye raskere
Består
av
to rom som er adskilt
av en
membran
-->
membranen
er nøkkelen til cellens funksjon
--> membranen
slipper kun gjennom H+ ioner
--> Vi pumper inn
hydrogen (H) på venstre side
av membranen
--> Pumper inn
oksygen (O) på høyre
side
-
Hydrogenatomene (H)
vil gjerne over på oksygenet sin side, men kun
H+ ioner
kan bevege seg over membranen
-For å
bevege
seg over må
hydrogenet gi slipp på et elektron
så det da blir
H+
-->
For å få dannet vann (H2O)
så holder det ikke med
to H+ og ett O
, vi trenger også
elektronene
som
hydrogenet
ga fra seg
-Vi lager en omvei via en
ledning
som
elektronene
kan bevege seg gjennom
-->
elektroner som beveger seg gjennom ledning = elektrisk strøm
--> danner
elektrisk strøm
-->
strømmen fra en brensellcelle
kan vi bruke til feks å drive en
el-motor i en hydrogenbil
Ikke glem forsøk på labben (eksamen)
Læringsmål
-vite og kunne forklare hva som skjer i en redoksreaksjon
-kunne gjennomføre og forklare hva som skjer i forsøkene galvanisk element, elektrolyse og forbrenning
-gi forklaring på hvordan et batteri fungerer
-gi forklaring på hvordan en brenselcelle fungerer
Salter
består av
ioner
, atomer som har mistet eller fått ett eller flere elektroner
-Saltet vil alltid bestå av
like mange positive som negative ladninger
. eks Na + og Cl –
-Bundet sammen av
ionebindinger
som skyldes den elektriske tiltrekningen mellom ionene
-I fast form vil ionene danne en regelmessig
krystallstruktur
eks på salter; natriumklorid (NaCl), magnesiumklorid (MgO) og kobbersulfat (CuSo4)