Welke halfreactie verloopt als meerder mogelijk zijn?

[ps2martin]

Hallo,

Ik heb eigenlijk een hele eenvoudige vraag waar ik als derdejaars scheikunde student het antwoord op ben vergeten. Stel, we hebben een waterige oplossing van hypofosforigzuur(H₃PO₂(aq)) en een niet nader gespecificeerde oxidator. Dan zijn er de volgende halfreacties:

(bron: http://en.wikipedia.org/wiki/Standard_elec...al_(data_page))

H₃PO₂(aq) + H⁺ + e^- ⇄ P(white) + 2 H₂O (−0.508)

H₃PO₃(aq) + 2 H⁺ + 2 e⁻ ⇄ H₃PO₂(aq) +  H₂O (−0.499)

H₃PO₃(aq) + 3 H⁺ + 3 e^- ⇄ P(red) + 3 H₂O (−0.454)

H₃PO₄(aq) + 2 H⁺ + 2 e^- ⇄ H₃PO₃(aq) + H₂O (−0.27)

De vraag is dan: welke reactie zal het meest verlopen? De 2e zal uitgaande van de beginstoffen en de electrodepotentiaal het meest gunstig zijn. Maar vervolgens ontstaat H₃PO₃(aq) en dit kan vervolgens volgens de derde vergelijking tot rode fosfor reageren. Bovendien kan via de laatste reactie fosforzuur ontstaan. En de eerste reactie zal in het geval van oxidatie tot witte fosfor leiden.

Nou ben ik mij ervan bewust dat de reacties die ik noem beide kanten op verlopen en dat ik oxidatie en reductie reacties benoem terwijl in het ideale model alleen de eigenlijke oxidator als zodanig op zal treden. Maar de werkelijkheid is niet ideaal, dus vraag ik mij af of niet uiteindelijk een volledige reductie tot water en witte fosfor het meest gunstig is. En gunstig betekent dan gunstig voor het systeem, niet voor mij :eusa_whistle: .

Ik ben benieuwt hoe dit nou eigenlijk zit.

Met vriendelijke groet,

Martin

[Jan van de Velde]

Iemand die hier een handje kan toesteken?

[Fred F.]

Stel, we hebben een waterige oplossing van hypofosforigzuur(H₃PO₂(aq)) en een niet nader gespecificeerde oxidator.

Ik neem aan dat die oxidator een positieve E^o heeft.

Dat betekent dan dus dat de H₃PO₂ de reduktor is die eerst naar H₃PO₃ geoxideerd wordt (2e vergelijking van rechts naar links) en die wordt vervolgens naar H₃PO₄ geoxideerd (laatste vergelijking van rechts naar links).

De vergelijkingen met witte of rode fosfor doen niet terzake omdat H₃PO₂ en H₃PO₃ in aanwezigheid van een andere sterkere oxidator geen elektronen op kunnen nemen om fosfor te vormen.

[ps2martin]

Ik neem aan dat die oxidator een positieve E^o heeft.

Dat is een goede aanname, misschien had ik dat moeten vermelden.

Maar het is dus niet zo dat met de tijd alles 'degradeert' tot vaste fosfor? Want dat zou de levensduur van een toepassing natuurlijk ernstig beperken. Ik kan mij namelijk voorstellen dat als vaste fosfor eenmaal gevormd is, het (kinetisch gezien) niet zo makkelijk terug gaat.