Redoxreactie
Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Een redoxreactie is een reactie tussen moleculen en/of ionen waarbij elektronen worden uitgewisseld. De term redox is een samentrekking van de begrippen reductie en oxidatie. Dit soort reacties wordt veel toegepast in batterijen en accu's. Ook roesten is een redoxreactie, namelijk oxidatie.
Inhoud |
[bewerken] Reactiemechanisme
Bij een redoxreactie zijn een reductor (elektrondonor) en een oxidator (elektronacceptor) betrokken. Dit kunnen allerlei soorten deeltjes zijn, zowel ionen als moleculen. Er kunnen twee halfreacties opgesteld worden, namelijk het afstaan van elektronen door de reductor en het opnemen van elektronen door de oxidator. Zolang de reductor en oxidator geleidend verbonden zijn, en er een elektrolyt beschikbaar is voor het ionentransport, kan de reactie plaatsvinden. De oxidator en reductor hoeven dus niet in direct contact met elkaar te staan!
[bewerken] Rekenvoorbeeld
Bijvoorbeeld de redoxreactie tussen Fe (s) en Cu2+:
- Fe (s) + Cu2+ → Fe2+ + Cu (s)
Waarbij het ijzer, de reductor, geoxideerd wordt en het positieve koperion, de oxidator, wordt gereduceerd.
-
Cu2+ + 2 e- → Cu (s) (oxidatiereactie) Fe (s) → Fe2+ + 2 e- (reductiereactie)
Een reductor kan reageren met alle oxidatoren die sterker zijn dan zijn geconjugeerde oxidator is. Zo kan een oxidator reageren met alle reductoren die sterker zijn dan zijn geconjugeerde reductor is.
Een redoxreactie verloopt alleen als het verschil tussen de standaard-elektrodepotentiaal van de oxidator en die van de reductor meer dan 0,3 volt bedraagt.
Handig om te leren: Oxidator neemt elektronen Op, en van een reductor wordt red een afkorting voor 'reductor elektronendonor'.
[bewerken] Biologische redoxreacties
Vaak wordt ook in levensprocessen energie onder de vorm van redoxreacties opgeslagen en omgezet. Zo produceert een cel reducerend vermogen onder de vorm van NADPH en NADH dat dan gebruikt kan worden voor energieproductie (NADH + ADP + H3PO4 → NAD+ + ATP) of rechtstreeks bij de biosynthese (NADPH → NADP+, bijvoorbeeld vetzuursynthese). Een groot deel van het metabolisme is in feite gebaseerd op zulke redoxreacties.
Indien er bij de energieproductie geen of te weinig zuurstof aanwezig is om NADH in de elektronentransportketen terug te oxideren tot NAD+, treedt er fermentatie op. Een voorbeeld hiervan is de productie van melkzuur uit glucose bij intense spieractiviteit.
Bij de fotosynthese wordt CO2 gereduceerd tot suiker en wordt water geoxideerd tot O2. In de tussenstappen wordt nicotinamide-adenine-dinucleotidefosfaat (NADP+) gereduceerd, waardoor een waterstofion-gradiënt ontstaat dat de ATP-synthese bekrachtigt. De energie voor deze reactie komt van het invallende zonlicht.
[bewerken] Redoxreactie-vergelijking opschrijven
Het schrijven van de vergelijking van redoxreactie wordt als volgt gedaan (methode van de halfreacties):
- de vergelijking neerschrijven voor het afstaan van elektronen door de reductor, en ervoor zorgen dat deze in evenwicht is;
- hetzelfde doen met het opnemen van de elektronen door de oxidator, deze twee reacties zijn de halfreacties;
- Het opstellen van de twee halfreacties, waarbij ervoor gezorgd moet worden dat er evenveel elektronen worden opgenomen als afgestaan. De elektronen kunnen bij het optellen dan tegen elkaar weggestreept worden.
[bewerken] Een voorbeeld
Cl--ionen reageren met Cr2O72- (dichromaat) in zuur milieu tot chloorgas (Cl2) en Cr3+-ionen.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
