Intro “Reactiesoorten”
1. Planning
lessen en labo’s:
- Chemie: reactiesoorten, fenomenologie
labohemelvaartChemieprojectweek- labo Chemie: zuur-base
Chemiepinksteren- Chemie: RedOx-reacties
- labo Chemie: bookwidget-toets “reactiesoorten” (open boek)
- Chemie: herhaling
- algemene herhaling/consultatie (met Biologie)
proeven:
- proef Chemie!
2. Introductie: Reactiesoorten
2.1. Inventaris
Welke deeltjes hebben we in de chemie in ons repertoire?
- Electronen: klein, mobiel, gemakkelijk te verplaatsen; \(e^-\)
- Protonen: wij noemen die “waterstof-ionen” \(H^+\)
- Ionen: iets grotere deeltjes, samengesteld uit de andere twee
Dus, welke soorten reacties hebben we?
2.2. Reacties met Electronenverschuiving
Reacties waar de verdeling van electronen tussen reactanten verandert noemen we “RedOx-Reacties”.
- Oxidatie van de ene, reductie van de andere partner.
Nog te zien: “Oxidatiegetallen” = Electronenboekhouding
2.3. Reacties met Protonenverschuiving
Reacties waar een proton van partner verandert noemen we “zuur-base-reactie”.
- protonatie van de base, deprotonatie van de zuur
Nog te zien: “zuur-base”, concentratie van \(H^+\) (=pH-schaal)
2.4. Reacties met Ionenverschuiving
Reacties waar één of meerdere ionen van partner veranderen noemen we “ionenuitwisselingsreacties”.
- kan je verder indelen als “verplaatsing” (eng. “single displacement”) of “uitwisseling” (eng. “double displacement”)
- soms komt er gas vrij, soms een neerslag, of alles tegelijkertijd
Voorbeelden gaan we zeker zien.
3. Andere Categorisaties
Dit is niet de enige manier om reacties in te delen. Andere klassificaties:
- aantal reactanten en producten: synthese, analyse, “displacement”
- energie/enthalpie: exo- en endoenergetisch (zie ook hier)
- spontaan of niet (gerelateerd aan energie): bv. katalysator
- waar iets bijzonders vrijkomt (bv. water: condensatie)
- …
4. Fenomenologische Benadering
DISCLAIMER/WAARSCHUWING: de stoichiometrie van de reactievergelijkingen beneden is bewust fout!
- Het is jullie taak om die in orde te brengen!
- Zoek de reacties online op om te verbeteren!
4.1. Energie
- reactie geeft (netto) warmte/energie vrij: exotherm/exoenergetisch.
- reactie heeft (netto) warmte/energie nodig: endotherm/endoenergetisch.
- tip: alle elektrolysen/fotolysen zijn endotherm
bv. knalgas (exotherm)
\(\quad H_2 \quad + \quad O_2 \quad \longrightarrow \quad H_2O \quad \)
bv. elektrolyse van zoutzuur (endoenergetisch)
\(\quad HCl \quad \longrightarrow \quad H_2 \quad + \quad Cl_2 \quad \)
4.2. Gasontwikkeling
- er ontstaat een gas: gasontwikkelingsreactie.
bv. “olifantentandpasta”
\(\quad H_2O_2 \quad \longrightarrow \quad H_2O \quad + \quad O_2\quad \)
4.3. Neerslag
- er ontstaat een slecht oplosbare stof: neerslagreactie.
- noot: deze zijn meestal ook “ionenuitwisseling”!
bv. zilverchloride
\(\quad AgNO_{3(l)} \quad + \quad KCl_{(aq)} \quad \longrightarrow \quad KNO_{3(aq)} \quad + \quad AgCl_{(s)}\quad \)
bv. loodiodide
\(\quad Pb(NO_3)_2 \quad + \quad KI \quad \longrightarrow \quad KNO_3 \quad + \quad PbI_2\quad \)
bv. koperhydroxide
\(\quad CuSO_4 \quad + \quad NaOH \quad \longrightarrow \quad Na_2SO_4 \quad + \quad Cu(OH)_2 \quad \)
4.4. Water
- er ontstaat water: condensatie.
- noot: indien ook zuur-base, noemen we het neutralisatie!
bv. “reaction in a bag”
\(\quad NaHCO_3 \quad + \quad CaCl_2 \quad \longrightarrow \quad CaO \quad + \quad CO_2 \quad + \quad NaCl\quad + \quad H_2O \quad \)
4.5. Ionen
- ionen veranderen van partner: ionenuitwisseling.
bv. ijzer in kopersulfaat
\(\quad Fe \quad + \quad CuSO_4 \quad \longrightarrow \quad FeSO_4 \quad + \quad Cu \)
4.6. Protonen: Zuur-Base
- nog te zien (16/5)
\(\quad H_2O \quad + \quad H_2O \quad \longrightarrow \quad H_3O^+ \quad + \quad OH^- \)
- Hydroxonium-ion: \(H_3O^+\)
- Hydroxide-ion: \(OH^-\)
bv. ammoniak
\(\quad NH_3 \quad + \quad H_2O \quad \longrightarrow \quad NH_4^+ \quad + \quad OH^- \)
(dit is ook een volumeverminderingsreactie)
4.7. Elektronen: RedOx-Reacties
Oxidatiegetalen (OG)!
- nog te zien (27/5)
- tip: elementaire reactanten veranderen meestal van OG
- tip: reacties met zuurstof (“oxidatie”) zijn vaak RedOx, bv. roesten
bv. Haber-Bosch-proces
\(N_2 \quad + \quad H_2 \longrightarrow \quad NH_3\quad \)
bv. roesten
\(Fe \quad + \quad O_2 \longrightarrow \quad FeO\quad \) ijzer-II-oxide
\(Fe \quad + \quad O_2 \longrightarrow \quad Fe_2O_3\quad \) ijzer-III-oxide
bv. RedOx-rij van kaliumpermanganaat
| Mangaanverb. | OG van Mn | kleur |
|---|---|---|
| \(KMnO_4\) | +7 | paars/pink |
| \(K_2MnO_4\) | +6 | groen |
| \(K_3MnO_4\) | +5 | blauw |
| \(MnO_2\) | +4 | geel |
5. Demo’s
zie beelden boven (met dank aan B. voor de opnames!)
- kopersulfaat en natronloog: https://youtu.be/lZor1hcRZX4
- ijzer in kopersulfaat
- RedOx-rij kaliumpermanganaat (“rainbow in a glas” / “chemical chamaeleon”): https://en.wikipedia.org/wiki/Chemical_chameleon, https://hobbychemistry.wordpress.com/2015/03/31/chemical-chameleon
- oxidatie van ijzerwol
6. Oefeningen
6.1. Oefening 1
- Schrijf alle reactievergelijkingen boven op een nieuw blad, zonder stoichiometrie.
- Bekijk ze een dag later: verbeter de stoichiometrie; vermeld de reactiesoorten!
- Zoek de reacties online op om te kijken of je het juist had!
7. Conclusie
Het échte doel van dit hoofdstuk is dat jullie reactievergelijkingen leren schrijven, interpreteren, en gebruiken!
overzicht:
Elke reactie hoort bij meerdere categoriën/soorten!
vorige les \(\quad\) volgende les