Waardigheid kmno4

[Sjarel]

Hallo

Bij zuren en basen is de waardigheid in waterig milieu van de stof vrij voor de hand liggend, maar ik las dat de waardigheid van KMnO4 in zuur midden 5 is, in basisch midden 3 en in sterk basisch midden 1, kan iemand mij uitleggen hoe men juist aan die drie verschillende getallen komt?

Alvast bedankt

[ToonB]

Laten we de stoffen eens bekijken.

\(KMn0_4\)

.

We weten dat iedere 0 2x negatief is. We hebben er 4, dus 4x O^2- geeft al 8 negatieve ladingen.

Kalium is een alkalimetaal, en heeft dus een oxidatietrap (= waardigheid) van 1+.

Het gevolg is, dat als het geheel 0 moet zijn (aangezien deze stof geen ion is, is het dus het geval), moet Mn een waardigheid van +7 hebben.

De naam permanganaat duidt erop dat er eigenlijk 'een 0 teveel' in de stof zit. Er zal ergens een dubbele binding tussen zuurstofmoleculen plaatsvinden.

In zuur milieu, zal dit zuurstofatoom proberen los te komen van deze binding.

De stof zal dus splitsen in zijn ionen, en er zal een

\(MnO_3^{-}\)

.

Deze keer zijn er 3 zuurstoffen, die elk 2- zijn. Mn zal dus een waardigheid van 5 hebben.

In basisch midden zal er Mn0₂^- ontstaan, waardoor je dus opnieuw volgens diezelfde redenering aan OT(Mn) = 3

In sterk basisch midden weet ik het zelf niet zeker.

Aangezien ik niet denk dat hypomanganiet bestaat, denk ik dus niet dat er MnO^- gevormd zal/kan worden. Hoe men aan die 1 komt weet ik zelf niet zo dadelijk.

[Sjarel]

Hypomanganiet bestaat inderdaad niet, het is MnO4 ^(2-) dat gevormd wordt: het tweewaardige ion van manganiet.

Als ik het goed begrijp komt het erop neer dat de waardigheid van kaliumpermanganaat in de verschillende milieus gelijk is aan de oxidatietrap van mangaan in de vershillende ionen, toch?

[Sjarel]

Er staan wat fouten in mijn vorige reactie, maar ik kon het niet meer aanpassen: MnO4 ^(2-) is het tweewaardige ion van manganaat en ik denk niet dat dit gevormd wordt in basisch midden.

Ik had dit getypt omdat er in dat boek tussen haakjes stond:

zuur midden: waardigheid 5 (MnO4^(1-) / Mn ^(2+) )

Basisch midden: waardigheid 3 (MnO4^(1-) / MnO2)

Sterk basisch midden: Waardigheid 1 (MnO4^(1-) / MnO4^(2-) ) , vandaar dat ik dacht dat MnO4^(2-) gevormd werd,

maar zoals ik al zei: ik denk niet dat MnO4^(1-) gevormd wordt, net zoals er geen Mn ^(2+) gevormd wordt in zuur midden. Vanwaar halen ze dit dan?!

Het is wel merkwaardig dat als je de oxidatietrap van mangaan achter de slash aftrekt van de OT van mangaan voor de slash, je precies de waardigheid bekomt. Wat is de verklaring?

[thermo1945]

Bij zuren en basen is de waardigheid in waterig milieu van de stof vrij voor de hand liggend, maar ik las dat de waardigheid van KMnO4 in zuur midden 5 is, in basisch midden 3 en in sterk basisch midden 1, kan iemand mij uitleggen hoe men juist aan die drie verschillende getallen komt?

Ionen hebben een bepaalde waardigheid, bepaald door hun lading. Bij zouten heeft waardigheid geen betekenis. Je bedoelt wellicht de zuurtegraad of pH of zoiets.

[Sjarel]

Ionen hebben een bepaalde waardigheid, bepaald door hun lading. Bij zouten heeft waardigheid geen betekenis. Je bedoelt wellicht de zuurtegraad of pH of zoiets.

Neen, de waardigheid van een stof werd in het boek beschreven als het aantal protonen of elektronen dat één molecule kan uitwisselen, dus dezelfde definitie als diegene die geldt voor basen en zuren dacht ik.

[robj]

KMnO4 in zuur midden 5 is, in basisch midden 3 en in sterk basisch midden 1, kan iemand mij uitleggen hoe men juist aan die drie verschillende getallen komt?

Om te beginnen zegt "in zuur midden" mij niets. Ik neem aan dat je bedoelt "in zuur milieu".

In BINAS-tabel 48 staan de diverse evenwichtsreacties die het MnO₄^- ion kan ondergaan:

MnO₄^- + 8H⁺ +5e^- <--> Mn²⁺ + 4H₂O (reactie 1 met V₀ = 1,52 V)

MnO₄^- + 2H₂O +3e^- <--> MnO₂ + 4OH^- (reactie 2 met V₀ = 0,57 V)

MnO₄^- + e^- <--> MnO₄^2- (reactie 3 met V₀ = 0,54 V)

Bereken nu het zogenaamde oxidatiegetal van Mn vóór en na de reactiepijl. Zie dit als de theoretische ionlading van Mn in het betreffende deeltje en neem voor zuurstof (O) altijd 2-.

In reactie 1 heeft het mangaan in MnO₄^- zo het oxidatiegetal 7+ en in Mn²⁺ is het (uiteraard) 2+.

Het verschil is 5 en het Mn heeft in reactie 1 dan 5 electronen opgenomen. Daar komt jouw getal 5 vandaan en ook de 5e^- in de reactievergelijking.

In reactie 1 zijn echter ook 8H⁺ ionen nodig en in zuur milieu zijn die aanwezig (eigenlijk als H₃O⁺ , dwz als je op het VWO zit). Zonder H⁺ ionen kan reactie 1 niet verlopen (beter gezegd: ligt het evenwicht geheel naar links).

In een neutraal milieu heb je te maken met reactie 2, want dan heb je geen H⁺ en geen OH^- ionen beschikbaar (althans verwaarloosbare hoeveelheiden). Reactie 2 kan verlopen aangezien hiervoor alleen H₂O nodig is en dat is er voldoende.

Het verschil in oxidatiegetal is voor Mn hier gelijk aan 3 (ga maar na). Het mangaan neemt 3e^- op.

In sterk basisch milieu is er een grote hoeveelheid OH^- aanwezig. Reactie 1 kan niet verlopen want die heeft H⁺ nodig. Bij reactie 2 ligt het evenwicht ver naar links door de hoge concentratie OH^- dus die verloopt ook niet. Blijft over: reactie 3 (die geen H⁺ of H₂O of OH^- nodig heeft).

Voor reactie 3 is het verschil in oxidatiegetal van Mn gelijk aan 1. Het mangaan neemt 1e^- op.

Hopelijk is het hiermee duidelijker.

[Marko]

Het is wel merkwaardig dat als je de oxidatietrap van mangaan achter de slash aftrekt van de OT van mangaan voor de slash, je precies de waardigheid bekomt. Wat is de verklaring?

De verklaring is dat dát de definitie is van de waardigheid (of van de oxidatietrap, 't is maar hoe je het bekijkt). In ieder geval: Het verschil in oxidatiegetal/toestand/trap tussen de reductor en de oxidator in een redoxkoppel geeft aan hoeveel electronen er worden uitgewisseld in de halfreactie.

[Sjarel]

precies wat ik nodig had! bedankt!