Taakafhankelijk groepswerk met `experten`
advertisement
Taakafhankelijk groepswerk met ‘experten’ Het principe is als volgt. Veronderstel dat je in een les drie aspecten wil aanleren/aanbrengen, bijvoorbeeld in het kader van het opstellen van redoxreactievergelijkingen. - Hoe breng ik een elektronenbalans in orde? - Hoe breng ik een ladingsbalans in orde? - Hoe breng ik een atoombalans in orde? Dan kun je als volgt te werk gaan. Eerste ronde Je verdeelt de klas in kleine groepjes. Elk groepje krijgt in de eerste ronde info over hetzij de elektronenbalans, de ladingsbalans of de atoombalans (dus slechts over één van de drie deelonderwerpen). Na de eerste ronde is elke leerling ‘expert’ in één deelonderwerp. A B C Vervolgens worden telkens drie verschillende experten samen gezet in een nieuw groepje. Tweede ronde De nieuwe groepjes krijgen nu een opdracht waarbij de ‘expertise’ van elk van de deelnemers aangesproken zal worden. Ze zullen hun expertise moeten doorgeven aan elkaar en tevens zullen ze hun kennis moeten bijeenleggen om de totale opdracht tot een goed einde te kunnen brengen. Stationleren bestaat uit een werkvorm waarbij verschillende groepjes achtereenvolgens via doorschuifsysteem een aantal opdrachten of taken doorlopen. Die taken of opdrachten kunnen allerlei vormen aannemen: een laboproef, een simulatie, een meer theoretische case-study bespreken … 1 Complementair aan doceren in de zin dat … Nadelen, beperkingen, eisen leerlingen de actieve rol krijgen; er kansen zijn voor training in samenwerken; ook “doeners” aan hun trekken komen. Strakke bewaking van timing is noodzakelijk. Uitwerken van verschillende taken met bijhorend materiaal is éenmalig arbeidsintensief. Doelstelling van de les: Redoxreacties opstellen via een redoxbrug 1 Het gekende gedeelte van de reactievergelijking in formuletaal schrijven, met de deeltjes waarin de elementen werkelijk voorkomen: ionen voor zouten, zuren en basen; moleculen voor enkelvoudige stoffen en oxiden. Het aantal deeltjes wordt hierbij niet vermeld, enkel de soort. 2 Per atoomsoort het OG aanduiden. De deeltjes met een element waarvan het OG verandert, behouden. Eerste ronde - Groep 1 = Redoxbrug opstellen Opdracht Afzonderlijk de reductie- en oxidatiereactie opschrijven via deelreacties op de redoxbrug, rekeninghoudend met de index bij het betrokken element in de formule van het materiedeeltje. Werkwijze Volg het voorbeeld om af te leiden hoe je te werk gaat: - de reductie opsporen en de twee atomen met elkaar verbinden onderaan de vergelijking: Red; - uit OG aangeven hoeveel elektronen er per atoom worden opgenomen (+3e-); - nagaan hoeveel atomen erbij betrokken zijn volgens de hoogste index in eerste of in tweede lid: 2 x (+3e-); - de oxidatie opsporen en de twee atomen met elkaar verbinden bovenaan de vergelijking: Ox ; - uit OG aangeven hoeveel elektronen er per atoom worden afgegeven (-2e-); - nagaan hoeveel atomen erbij betrokken zijn volgens de hoogste index in eerste of in tweede lid: 1 x (-2e-). Ox Cr2O72- + S1O32+VI –II +IV –II Red 1 x (-2e-) Cr3+ + SO42+III +VI -II 2 x (+3e-) 2 Opgaven Cu 0 + NO31+V –II I1- + MnO41- -I Cu2+ +II +VII –II I2 + NO +II -II + 0 Mn2+ +II Eerste ronde - Groep 2 = Elektronenbalans in orde brengen Opdracht Elektronenbalans EB in evenwicht brengen. Gebruik het kleinste gemeen veelvoud. Werkwijze Volg het voorbeeld om af te leiden hoe je te werk gaat: Bekijk aandachtig het resultaat van de vorige stap: Ox Cr2O72- + SO32+VI –II +IV –II Red 1 x (-2e-) Cr3+ +III + SO42+VI -II 2 x (+3e-) - Bepaal het aantal elektronen afgestaan bij de oxidatie: 1 x (-2e-) = 2 e- . - Bepaal het aantal elektronen opgenomen bij de reductie: 2 x (+3e-) = 6 e- . - Het aantal opgenomen elektronen moet gelijk zijn aan het aantal afgegeven elektronen. Daarom nemen we het kleinste gemeen veelvoud van 2 en 6. Dit is 6. Om 6 elektronen uit te wisselen moet de oxidatie 3x gebeuren en de reductie 1x. We duiden dit aan op de redoxbrug. Ox Cr2O72- + SO32+VI –II +IV –II Red 3 x 1 x (-2e-) Cr3+ + SO42+III +VI -II 1 x 2 x (+3e-) - Verifieer of het aantal elektronen bij de oxidatie = het aantal elektronen bij de reductie 3 x 1 x (-2e-) = 1 x 2 x (+3e-) betekent telkens 6 elektronen - We brengen de gevonden waarden als voorgetallen bij de formule met de hoogste index in het eerste of in het tweede lid. Voor Cr is dit het eerste lid, voor S om het even. Voor de eenvoud nemen we dan hetzelfde lid als voor Cr. 1 Cr2O72- + 3 SO32- Cr3+ + 2 Cr3+ SO42- - We brengen nu ook het andere lid in orde maar enkel voor die atoomsoorten die geoxideerd of gereduceerd worden. 1 Cr2O72- + 3 SO32- + 3 SO423 Opgaven: Ox Cu 0 + 1 x (-2e-) NO31+V –II Cu2+ +II Red Ox I1- + -I + NO +II -II 1 x (+3e-) 2 x (-1e-) MnO41- +VII –II I2 + 0 Red Mn2+ +II 1 x (+5e-) Eerste ronde - Groep 3 = Ladingsbalans in orde brengen Opdracht Ladingsbalans LB in evenwicht brengen met H3O1+ of OH1- naargelang de reactie gebeurt in zuur, neutraal of basisch midden en in overeenkomst met de realiteit. Werkwijze Volg het voorbeeld om af te leiden hoe je te werk gaat. De beschouwde reactie verloopt in zwavelzuur midden. 1 2 3 4 Bekijk aandachtig het resultaat van de vorige stap. Schrijf per deeltje de totale lading. Bereken per lid het totaal aan ladingen. Breng de ladingen in evenwicht door betekenisvol H3O1+ of OH1- toe te voegen. Hier voegen we 8 H3O1+ toe in het eerste lid omdat de reactie plaatsvindt in zuur midden. Links en rechts is het totaal aan ladingen nu even groot. 5 Vul de reactievergelijking aan. 1 Cr2O72- 2 2- + 6- 3 8- 4 + 8H3O1+ 5 3 SO32- Cr2O72- 6+ + 3 SO32- 2 Cr3+ + 3 SO426- 0 + 8H3O1+ 2 Cr3+ + 3 SO42- 4 Opgaven In salpeterzuur midden: 3 Cu + 2 NO31- 3 Cu2+ + 2 NO In zwavelzuur midden: 10 I1- + 2 MnO41- 5 I2 + 2 Mn2+ Eerste ronde - Groep 4 = Atomenbalans in orde brengen Opdracht Atomenbalans AB in evenwicht brengen (wet van Lavoisier, massabehoud) met H 2O. Na deze stap bekomt men de essentiële reactievergelijking ERV. Werkwijze Volg het voorbeeld om af te leiden hoe je te werk gaat. 1 Bekijk aandachtig het resultaat van de vorige stap. 2 Schrijf per atoomsoort het aantal atomen voor en na de reactie. 3 Bereken de tekorten aan O en aan H. Merk op dat het tekort aan aantal O steeds de helft is van het tekort aan aantal H. Hier 12xO en 24xH. 4 Voeg een equivalent aantal moleculen water toe om de atomen in balans te brengen: 12 H2O. 5 Vul de reactievergelijking aan. Het resultaat is de essentiële reactievergelijking ERV. 1 Cr2O72- 2-3 Cr S + 3 SO32- 22 33 4 5 Cr2O72- + 3 SO32- + 8H3O1+ 2 Cr3+ O 24 12 + 12xO H 24 0 + 24xH + 8 H3O1+ + 3 SO42- +12 H2O 2 Cr3+ + 3 SO42- + 12 H2O 5 Opgaven 3 Cu 10 I1- + + 2 NO31- + 2 MnO41- 8 H3O1+ + 16 H3O1+ 3 Cu2+ 5 I2 + + 2 NO 2 Mn2+ Eerste ronde - Groep 5 = Stoffenreactievergelijking schrijven Opdracht Indien gevraagd de stoffenreactievergelijking SRV (stoffen als moleculen) schrijven. Werkwijze Volg het voorbeeld om af te leiden hoe je te werk gaat. De beschouwde reactie is de reactie tussen kaliumdichromaat (K2Cr2O7) en SO2 (geeft in waterige oplossing waterstofsulfiet) in zwavelzuur midden. 1 Bekijk aandachtig het resultaat van de vorige stap. 2 Schrijf de oxoniumionen H3O1+ als H2O + H1+ 3 Vul in het eerste lid de ontbrekende ionen aan. Raadpleeg hiervoor de formule van de uitgangsstoffen. 4 De stoffen toegevoegd in het eerste lid zijn ook aanwezig in het tweede lid want ze ondergingen geen chemische verandering. 5 Combineer de positieve en negatieve ionen in de juiste verhoudingen en conform de uitgangsstoffen en reactieproducten. 6 Vereenvoudig het aantal moleculen water. 1 Cr2O72- 2 + 3 SO32- + 8 H3O1+ 8 H1+ + 8 H2O 1 SO42- 2 Cr3+ + 2 K1+ + 3 SO42- + 12 H2O 1 SO42- 3-4 + 2 K1+ 5-6 K2Cr2O7 + 3 H2SO3 + H2SO4 Cr2(S04)3 + K2SO4 + 4 H2O 6 Opgaven Cu-metaal en salpeterzuur: 3 Cu + 2 NO31- + 8 H3O1+ 3 Cu2+ + 2 NO + 12 H2O Kaliumjodide en kaliumpermanganaat (KMnO4) in zwavelzuur: 10 I1- + 2 MnO41- + 16 H3O1+ 5 I2 + 2 Mn2+ + 24 H2O Tweede ronde – alle groepen In de eerste ronde heeft iedereen een kleine stap ingeoefend als onderdeel van een groter geheel. Alle stappen samengevoegd geeft de totale werkwijze weer voor het opstellen van een redoxreactievergelijking. Hieronder volgt een overzicht van de verschillende stappen vanaf de redoxbrug. Tijdens de tweede ronde leren jullie een opgave volledig te beantwoorden. In de nieuwe groep zit er voor elke stap een expert die jullie gaat helpen om tot het antwoord te komen. Je mag nu starten met de gezamenlijke opgave. Het overzicht hieronder kan hierbij een hulpmiddel zijn. Groep 1 = Redoxbrug opstellen Ox Cr2O72- + S1O32+VI –II +IV –II Red 1 x (-2e-) Cr3+ + SO42+III +VI -II 2 x (+3e-) Groep 2= Elektronenbalans EB in orde brengen: de redoxbrug hoeft niet te worden overgeschreven maar mag onmiddellijk worden aangevuld. Omdat dit overzicht elke stap afzonderlijk wil weergeven is de redoxbrug hieronder wel terug overgenomen en daarna aangevuld. Ox Cr2O72- + SO32+VI –II +IV –II Red 1 Cr2O72- 3 x 1 x (-2e-) Cr3+ + SO42+III +VI -II 1 x 2 x (+3e-) + 3 SO32- 2 Cr3+ + 3 SO427 Groep 3 = Ladingsbalans LB in orde brengen Cr2O722Cr2O72- 3 SO32- 2 Cr3+ + 3 SO426 6+ 68- + 8H3O1+ 0 + 3 SO32- + 8H3O1+ 2 Cr3+ + + 3 SO42- Groep 4 = Atomenbalans AB in orde brengen = ERV schrijven Cr2O72- + 3 SO32- + 8H3O1+ 2 Cr3+ + 3 SO42Cr 2 2 O 24 12 + 12xO S 33 H 24 0 + 24xH +12 H2O Cr2O72- + 3 SO32- + 8 H3O1+ 2 Cr3+ + 3 SO42- + 12 H2O Groep 5 = Stoffenreactievergelijking SRV schrijven Cr2O72- + 3 SO32- + 8 H3O1+ 8 H1+ + 8 H2O 1 SO42- + 2 K1+ 2 Cr3+ + 2 K1+ + 3 SO42- + 12 H2O 1 SO42- K2Cr2O7 + 3 H2SO3 + H2SO4 Cr2(S04)3 + K2SO4 + 4 H2O Gezamenlijke opgave 1 Stel volgende redoxreactievergelijking op: kaliumjodide en kaliumpermanganaat (KMnO4) in basisch midden waarbij kaliumhypojodiet en het groene K2MnO4 worden gevormd. Redoxbrug I1-I + MnO41+VII –II IO1- + MnO42+I -II +VI -II EB LB AB = ERV 8 SRV Samenvatting van te kennen leerstof Stappenplan voor het opstellen van redoxreactievergelijkingen 1 Het gekende gedeelte van de reactievergelijking in formuletaal schrijven, met de deeltjes waarin de elementen werkelijk voorkomen: ionen voor zouten, zuren en basen; moleculen voor enkelvoudige stoffen en oxiden. Het aantal deeltjes wordt hierbij niet vermeld, enkel de soort. 2 Per atoomsoort het OG aanduiden. De deeltjes met een element waarvan het OG verandert behouden. 3 Afzonderlijk de reductie- en oxidatiereactie opschrijven via deelreacties op de redoxbrug, rekening houdend met de index bij het betrokken element in de formule van het materiedeeltje. 4 Elektronenbalans EB in evenwicht brengen. Gebruik het kleinste gemeen veelvoud. 5 Ladingsbalans LB in evenwicht brengen met H3O1+ of OH1- (zuur of basisch midden). 6 Atomenbalans AB in evenwicht brengen (wet van Lavoisier, massabehoud) met H 2O. Na deze stap bekom je de essentiële reactievergelijking. 7 Indien gevraagd de stoffenreactievergelijking (stoffen als moleculen) schrijven. Uitgewerkt voorbeeld Kaliumdichromaat (K2Cr2O7) en waterstofsulfiet in zuur midden waarbij chroom(III)sulfaat wordt gevormd. K1+ + Cr2O72- + H3O1+ + SO32- Cr3+ + SO42- +I +VI -II +I –II +IV -II Ox 3 x 1 x (-2e-) Redoxbrug met EB Cr2O72- + S1O32+VI –II +IV –II Red 2Cr2O72- AB SRV +VI -II Cr3+ + SO42+III +VI -II 1 x 2 x (+3e-) 1 Cr2O72LB +III + 3 SO32- 2 Cr3+ + 3 SO42- 6 6+ 61+ 8- + 8H3O 0 + 3 SO32- + 8H3O1+ 2 Cr3+ + 3 SO42- Cr 2 2 S 33 Cr2O72- + 3 SO32- O 24 12 + 12xO H 24 0 + 24xH + 8 H3O1+ 2 Cr3+ +12 H2O + 3 SO42- + 12 H2O Cr2O72- 3 SO32- + 8 H3O1+ + 8 H1+ + 8 H2O + 2 Cr3+ 3 SO42- + 12 H2O 9 1 SO42- + 2 K1+ + 2 K1+ 1 SO42- K2Cr2O7 + 3 H2SO3 + H2SO4 Cr2(S04)3 + K2SO4 + 4 H2O Extra voorbeeld – stap per stap Leid via de redoxbrug de stoffenreactievergelijking af voor de reactie tussen chloorgas en kaliumjodaat in basisch midden waarbij kaliumchloride en kaliumperjodaat ontstaan. Cl2 + KIO3 KCl + KIO4 1 Cl2 + 2 0 K1+ + +I IO31- K1+ +V –II Cl1- + +I -I Te behouden deeltjes zijn: Cl2 + IO31- Cl1- K1+ + + +I IO41- + IO41- (Cl2 = ES niet in ionen) +VII -II (K1+: geen OG, andere deeltjes behouden) 3 Redoxbrug: Ox Cl2 0 + 1 x (-2e-) I1O31- +V -II Red Cl1-I + IO41+VII -II 2 x (+1e-) 4 Elektronenbalans EB: Ox 1 x 1 x (-2e-) Cl2 0 + IO31- +V -II Cl1-I + IO41+VII -II Red 1 x 2 x (+1e-) EB 1 Cl2 1 IO31- + 2 Cl1- + 1 IO41- 5 Ladingsbalans LB: Cl2 0 + Cl2 + IO311- IO31- + 2 OH1- 2 Cl1- + IO41- + 2 OH1- 2 Cl1- + IO41- 1+ 2 OH1- 2 Cl12- + 3- IO411- (totale lading per deeltje) (ladingtotaal per lid) (ladingen in evenwicht) 6 Atomenbalans AB = ERV: Cl2 + IO31- Cl 2 2 I 11 O 5 4 + 1xO H 2 0 + 2xH (aantal O te kort is steeds de helft van aantal H) 10 Cl2 + IO31- + 2 OH1- 2 Cl1- IO41- + + 7 Stoffenreactievergelijking SRV: Cl2 + IO31K1+ + 2 OH1- 2 K1+ Cl2 + KIO3 + 2 KOH 2 Cl1- + 2 K1+ 2 KCl IO41K1+ + + KIO4 H2O (essentiële reactievgl.) H2O (ontbrekende ionen terug) + H2O Extra voorbeeld Leid via de redoxbrug de stoffenreactievergelijking af voor de reactie tussen chloorgas en kaliumjodaat in basisch midden waarbij kaliumchloride en kaliumperjodaat ontstaan. Cl2 0 + K1+ +I + IO31- K1+ +V -II +I + Cl1-I + K1+ +I + IO41+VII -II Redoxbrug met EB Ox 1 x 1 x (-2e-) Cl2 0 + I1O31+V -II Cl1-I + IO41+VII -II Red 1 x 2 x (+1e-) 1 Cl2 LB 0 Cl2 AB + 1 IO31- + 1 IO411+ IO41- + IO41- O 5 4 + 1xO H 2 0 + 2xH + IO31- + + K1+ KIO3 2 K1+ 2 K1+ + 2 KOH 2 KCl + SRV Cl2 2 Cl1- 1 211- + 2 OH 3+ IO31- + 2 OH1- 2 Cl1- Cl 2 2 I 11 Cl2 2 OH1- 2 Cl1- + K1+ KIO4 + H2O H2O 11 Gezamenlijke opgave 2 Stel volgende redoxreactievergelijking op: kaliumjodide en kaliumpermanganaat (KMnO4) in neutraal midden waarbij dijood, bruinsteen (MnO2) en een base worden gevormd. Redoxbrug I1-I + MnO41+VII –II I2 0 + MnO2 +IV -II EB LB AB = ERV SRV 12 Antwoordsleutels Eerste ronde - Groep 1 = Redoxbrug opstellen Opdracht Afzonderlijk de reductie- en oxidatiereactie opschrijven via deelreacties op de redoxbrug, rekeninghoudend met de index bij het betrokken element in de formule van het materiedeeltje. Werkwijze: Volg het voorbeeld om af te leiden hoe je te werk gaat: - de reductie opsporen en de twee atomen met elkaar verbinden onderaan de vergelijking: Red - uit OG aangeven hoeveel elektronen er per atoom worden opgenomen (+3e-) - nagaan hoeveel atomen erbij betrokken zijn volgens de hoogste index in eerste of in tweede lid: 2 x (+3e-) - de oxidatie opsporen en de twee atomen met elkaar verbinden bovenaan de vergelijking: Ox - uit OG aangeven hoeveel elektronen er per atoom worden afgegeven (-2e-) - nagaan hoeveel atomen erbij betrokken zijn volgens de hoogste index in eerste of in tweede lid: 1 x (-2e-) Ox 1 x (-2e-) Cr2O72- + S1O32+VI –II +IV –II Red Cr3+ + SO42+III +VI -II 2 x (+3e-) Opgaven Ox Cu 0 + 1 x (-2e-) NO31+V –II Cu2+ +II Red Ox I1-I + + NO +II -II 1 x (+3e-) 2 x (-1e-) MnO41+VII –II Red I2 0 + Mn2+ +II 1 x (+5e-) 13 Eerste ronde - Groep 2 = Elektronenbalans in orde brengen Opdracht Elektronenbalans EB in evenwicht brengen. Gebruik het kleinste gemeen veelvoud. Werkwijze Volg het voorbeeld om af te leiden hoe je te werk gaat. Bekijk aandachtig het resultaat van de vorige stap. Ox 1 x (-2e-) Cr2O72- + SO32+VI –II +IV –II Red Cr3+ +III + SO42+VI -II 2 x (+3e-) - Bepaal het aantal elektronen afgestaan bij de oxidatie: 1 x (-2e-) = 2 e-. - Bepaal het aantal elektronen opgenomen bij de reductie: 2 x (+3e-) = 6 e-. - Het aantal opgenomen elektronen moet gelijk zijn aan het aantal afgegeven elektronen. Daarom nemen we het kleinste gemeen veelvoud van 2 en 6. Dit is 6. Om 6 elektronen uit te wisselen moet de oxidatie 3x gebeuren en de reductie 1x. We duiden dit aan op de redoxbrug. Ox 3 x 1 x (-2e-) Cr2O72- + SO32+VI –II +IV –II Red Cr3+ + SO42+III +VI -II 1 x 2 x (+3e-) - Verifieer of het aantal elektronen bij de oxidatie = het aantal elektronen bij de reductie 3 x 1 x (-2e-) = 1 x 2 x (+3e-) betekent telkens 6 elektronen - We brengen de gevonden waarden als voorgetallen bij de formule met de hoogste index in het eerste of in het tweede lid. Voor Cr is dit het eerste lid, voor S om het even. Voor de eenvoud nemen we dan hetzelfde lid als voor Cr. 1 Cr2O72- + 3 SO32- Cr3+ + 2 Cr3+ SO42- - We brengen nu ook het andere lid in orde maar enkel voor die atoomsoorten die geoxideerd of gereduceerd worden. 1 Cr2O72- + 3 SO32- + 3 SO42- Opgaven Ox Cu 0 + 3 Cu -I NO31+V –II + Ox I1- 3 x 1 x (-2e-) + Cu2+ +II Red 2 NO31- + NO +II -II 2 x 1 x (+3e-) 3 Cu2+ + 2 NO 5 x 2 x (-1e-) MnO41+VII –II I2 0 + Mn2+ +II 14 Red 10 I + 1- 2 x 1 x (+5e-) 2 MnO4 1- 5 I2 + 2 Mn2+ Eerste ronde - Groep 3 = Ladingsbalans in orde brengen Opdracht Ladingsbalans LB in evenwicht brengen met H3O1+ of OH1- naargelang de reactie gebeurt in zuur, neutraal of basisch midden en in overeenkomst met de realiteit. Werkwijze Volg het voorbeeld om af te leiden hoe je te werk gaat. De beschouwde reactie verloopt in zwavelzuur midden. 1 2 3 4 Bekijk aandachtig het resultaat van de vorige stap. Schrijf per deeltje de totale lading. Bereken per lid het totaal aan ladingen. Breng de ladingen in evenwicht door betekenisvol H3O1+ of OH1- toe te voegen. Hier voegen we 8 H3O1+ toe in het eerste lid omdat de reactie plaatsvindt in zuur midden. Links en rechts is het totaal aan ladingen nu even groot. 5 Vul de reactievergelijking aan. 1 Cr2O72- 2 2- + 3 2 Cr3+ 6- 6+ 8- 4 5 3 SO32- + 3 SO426- 0 + 8H3O1+ Cr2O72- + 3 SO32- + 8H3O1+ 2 Cr3+ + 3 SO42- Opgaven In salpeterzuur midden: 3 Cu + 2 NO310 22- 3 Cu2+ + 2 NO 6+ 8 H3O1+ 3 Cu 2 NO31- + + 0 6+ 8 H3O1+ 3 Cu2+ + 2 NO In zwavelzuur midden: 10 I110- 10 I + 12- 1- + 2 MnO412- 16 H3O1+ 2 MnO41- + 5 I2 0 + 4+ 16 H3O1+ 2 Mn2+ 4+ 5 I2 + 2 Mn2+ 15 Eerste ronde - Groep 4 = Atomenbalans in orde brengen Opdracht Atomenbalans AB in evenwicht brengen (wet van Lavoisier, massabehoud) met H2O. Na deze stap bekom je de essentiële reactievergelijking ERV. Werkwijze: Volg het voorbeeld om af te leiden hoe je te werk gaat. 1 Bekijk aandachtig het resultaat van de vorige stap. 2 Schrijf per atoomsoort het aantal atomen voor en na de reactie. 3 Bereken de tekorten aan O en aan H. Merk op dat het tekort aan aantal O steeds de helft is van het tekort aan aantal H. Hier 12xO en 24xH. 4 Voeg een equivalent aantal moleculen water toe om de atomen in balans te brengen: 12 H2O 5 Vul de reactievergelijking aan. Het resultaat is de essentiële reactievergelijking ERV. 1 Cr2O72- 2-3 Cr S + 3 SO32- 22 33 4 5 Cr2O72- + 3 SO32- + 8H3O1+ 2 Cr3+ O 24 12 + 12xO H 24 0 + 24xH + 8 H3O1+ + 3 SO42- +12 H2O 2 Cr3+ + 3 SO42- + 12 H2O Opgaven 3 Cu + 2 NO31Cu 3 3 N22 3 Cu 10 I1- + 2 NO31- 8 H3O1+ 3 Cu2+ + 2 NO O 14 2 + 12xO H 24 0 + 24xH + 8 H3O1+ 3 Cu2+ + 2 NO + 12 H2O + + 2 MnO41- + 16 H3O1+ 5 I2 I 10 10 O 24 0 + 24xO Mn 2 2 H 48 0 + 48xH 1110 I + 2 MnO4 + 16 H3O1+ 5 I2 + 2 Mn2+ + 2 Mn2+ + 24 H2O 16 Eerste ronde - Groep 5 = Stoffenreactievergelijking schrijven Opdracht Indien gevraagd de stoffenreactievergelijking SRV (stoffen als moleculen) schrijven. Werkwijze Volg het voorbeeld om af te leiden hoe je te werk gaat. De beschouwde reactie is de reactie tussen kaliumdichromaat (K2Cr2O7) en SO2 (geeft in waterige oplossing waterstofsulfiet) in zwavelzuur midden. 1 Bekijk aandachtig het resultaat van de vorige stap. 2 Schrijf de oxoniumionen H3O1+ als H2O + H1+ 3 Vul in het eerste lid de ontbrekende ionen aan. Raadpleeg hiervoor de formule van de uitgangsstoffen. 4 De stoffen toegevoegd in het eerste lid zijn ook aanwezig in het tweede lid want ze ondergingen geen chemische verandering. 5 Combineer de positieve en negatieve ionen in de juiste verhoudingen en conform de uitgangsstoffen en reactieproducten. 6 Vereenvoudig het aantal moleculen water. 1 Cr2O72- + 2 3 SO32- + 8 H3O1+ 8 H1+ + 8 H2O 1 SO42- 2 Cr3+ + + 2 K1+ 3 SO42- + 12 H2O 1 SO42- 3-4 + 2 K1+ 5-6 K2Cr2O7 + 3 H2SO3 + H2SO4 Cr2(S04)3 + K2SO4 + 4 H2O Opgaven Cu-metaal en salpeterzuur: 3 Cu + 2 NO31- + 8 H3O1+ 8 H1+ + 8 H2O 6 NO313 Cu + 3 Cu2+ 8 HNO3 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 12 H2O 6 NO31+ 2 NO + 4 H2O Kaliumjodide en kaliumpermanganaat (KMnO4) in zwavelzuur: 10 I1- + 2 MnO41- + 16 H3O1+ 16 H1+ 10 K1+ 10 KI 2 K1+ + 2 KMnO4 5 I2 + 2 Mn2+ + 24 H2O + 16 H2O 8 SO428 H2SO4 12 K1+ 8 SO42- 5 I2 + 2 MnSO4 + 6 K2SO4 + 8 H2O 17 Gezamenlijke opgave 1 Stel volgende redoxreactievergelijking op: kaliumjodide en kaliumpermanganaat (KMnO4) in basisch midden waarbij kaliumhypojodiet en het groene K2MnO4 worden gevormd. Redoxbrug Ox 1 x 1 x (-2e-) I1-I + MnO41+VII –II IO1- + MnO42+I -II +VI -II Red 2 x 1 x (+1e-) EB 1 I1- LB 1- SRV 1 IO1- I1I Mn 11 22 + 2 K1+ + + 2 MnO424- 5I01- + 2 MnO42- O 10 9 + 1xO H 2 0 + 2xH 2 MnO41- K1+ KI 2 MnO41- 2 13- + 2 OH1- + 2 MnO41- 2 OH1- AB = ERV I1- + 2 OH12 K1+ IO1- 2 KMnO4 + 2 KOH + K1+ 2 MnO42- + H2O 4 K1+ KIO + 2 K2MnO4 + H2O Gezamenlijke opgave 2 Stel volgende redoxreactievergelijking op: kaliumjodide en kaliumpermanganaat (KMnO4) in neutraal midden waarbij dijood, bruinsteen (MnO2) en een base worden gevormd. Redoxbrug Ox 3 x 2 x (-1e-) I1-I + MnO41- +VII –II I2 0 + MnO2 +IV -II Red 2 x 1 x (+3e-) EB 6 I1- LB 6- AB = ERV 6 I1SRV 6 K1+ + 2 MnO412- 6 I1- 8+ I Mn 66 22 + 2 MnO41- 3 I2 + 2 MnO2 0 0 0 + 8 OH1 3 I2 + 2 MnO2 + O 8 12 H 08 2 MnO41- 4 H2O 2 K1+ 3 I2 8 OH1- + 4xO in eerste lid + 8xH in eerste lid + 2 MnO2 + 8 OH18 K1+ 18 6 KI + 2 KMnO4 + 4 H2O 3 I2 + 2 MnO2 + 8 KOH 19
