sciencetalk

Heb zojuist een proefwerk van Scheikunde (VWO5) afgerond, en mocht het proefwerk mee naar huis nemen.

Nu bakte ik er zelf maar weinig van, maar ben toch benieuwd wat ik allemaal goed, en wat ik allemaal fout heb.

Daarom zal ik hier onder even het proefwerken posten. (Als dit mag)

----

Lennart gebruikt voor een elektrochemische cel een oplossing van 1,00 M zilvernitraat en een oplossing van 1,00 M loodnitraat. Verder zijn alle materialen en stoffen beschikbaar die nodig zijn om een zilver-loodcel te kunnen bouwen en daarvan de bronspanning te meten.

Bij de gehele proef blijft de temperatuur 25°C

1. Geef een doorsneetekening van deze zilver-loodcel. Vermeld alle relevante stoffen.

2. Schrijf de vergelijkingen op van de halfreacties die aan de elektroden optreden.

- Volgens Binas waren dit Ag⁺ + e^- --> Ag(s), samen met Pb(s) --> Pb²⁺ + 2e^-

3. Leg uit welke elektrode de positieve pool is.

- Sterkste oxidator: (Ag staat elektronen af, en wordt daardoor meer positief)

4. Bereken de grootte van de bronspanning als de stroom wordt ingeschakeld.

- Was 0,93v

Lennart wil van deze elektrochemische cel de bronspanning vergroten door de concentratie van de aanwezige stoffen te wijzigen

5. Leg uit of door het veranderen van de concentratie loodnitraat de bronspanning vergroot kan worden. Vermeld in de uitleg ook of de concentratie moet toenemen of afnemen

6. Leg uit of door het veranderen van de zoutconcentraties in de zoutbrug de bronspanning vergroot kan worden. Vermeld in de uitleg ook of de concentratie moet toenemen of afnemen.

Met de bovenste vragen had ik weinig moeite, maar toen werd het, voor mij, lastiger

Een fles waarin een (niet aangezuurde!) oplossing van kaliumpermanganaat bewaard wordt krijgt langzaam een bruinzwarte aanslag op de binnenkant van het glas. De stof die ontstaat is mangaan(IV)oxide. Een mogelijke verklaring is: er treedt een reactie op tussen kaliumpermanganaat (niet aangezuurd!) en water, waarbij onder andere zuurstof ontstaat.

Deze reactie zou je volgens Binas niet mogen verwachten, maar men neemt aan dat licht een belangrijke factor is om deze reactie toch te doen verlopen.

7. Schrijf de vergelijking op van de halfreactie van kaliumpermanganaat (niet aangezuurd) tot mangaan(IV)oxide

8. Schrijf de vergelijking op van de halfreactie van water als dat reageert volgens deze omschrijving.

9. Leg uit waarom je de reactie van kaliumpermanganaat met water niet zou mogen verwachten.

Uit de totaalvergelijking van deze reactie kun je afleiden dat de pH van de oplossing verandert.

10. Schrijf de totaalvergelijking op en leg aan de hand van die vergelijking uit hoe de pH verandert.

Jesse wil de molariteit van kaliumpermanganaat in de overgebleven oplossing bepalen. Hij neemt daarvoor 10,00 mL van een 0,0530 M oplossing van oxaalzuur, doet die in een erlenmeyer, voegt 10,0 mL. 2 M zwavelzuur toe en titreert met de oplossing van kaliumpermanganaat. Daarvan heeft hij 12,75 mL nodig. De redoxvergelijking van de reactie die optreedt luidt:

2 MnO₂^- + 5H₂C₂O₂(aq) = 6H⁺ --> 2 Mn²⁺(aq) + 10CO₂ + 8H₂O(l)

11. Leg uit of de 10,0 mL zwavelzuur nauwkeurig moet worden afgemeten.

12. Bereken de molariteit van de kaliumpermanganaatoplossing.

Er waren nog een aantal vragen maar die zal ik achterwegen laten, waar ik vooral benieuwd naar ben zijn de antwoorden op de vragen 7 t/m 12.

Zouden jullie mij deze kunnen uitleggen?

1. Geloof ik wel. Denk aan dingen als zoutbrug en elektroden.

2. Zilvernitraat is . Loodnitraat is . Dus ik zie niet in hoe je kunt hebben dat je de halfreactie kunt krijgen, gezien het hier gaat om . Sterker nog: ik vraag me af of de reactie überhaupt wel verloopt en of de vraag niet per ongeluk verkeerd gesteld is of dat ik het gewoon even niet snap.

3. De kant waar de elektronen worden afgegeven aan de de elektrode is de negatieve pool (dus aan de kant waar de sterkste reductor zit). De kant waar de elektronen worden opgenomen aan de elektrode is de positieve pool (dus aan de kant waar de sterkste oxidator zit).

4. Met jouw halfreacties gelden in elk geval de standaardpotentialen, gezien het gaat om een temperatuur van 298K en 1M-oplossingen. En zou het dus 0.93V zijn inderdaad.

5. Ligt er aan aan welke kant van de reactievergelijking loodnitraat staat. Als loodnitraat links voor de reactiepijl staat zal een verhoging in concentraatie een lagere spanning leveren en vice versa. Wanneer deze echter rechts van de reactiepijl staat zal een verhoging van de concentratie een hogere spanning leveren en vice versa. (Zie de Nernst-vergelijking).

6. Volgens mij niet, deze doen niet mee aan de redoxreactie. En komen ook niet voor in de Nernst-vergelijking.

7. . Zo misschien?

8. 9. Het potentiaal van de reactie bij 8 is +1.23 en bij 7 +0.57. M.a.w.: er is dus energiewinst en er ontstaan sterkere reductors en oxidators na de reactie dan voor de reactie.

10. , dit volgt uit de halfreacties bij 7 en 8. Zoals je ziet staat OH^- na de pijl. Dit houdt dus in dat de oplossing basischer is geworden.

11. Ja, dit is namelijk het element waar het in de reactie om draait. Zo gauw deze weggereageerd is zul je de kleur van de Mangaantetraoxide-ion (permangaat) gaan zien (paars). Het draait dus om oxaalzuur (wat overigens is in plaats van de genoemde , oxaalzuur is namelijk ethaandizuur ofwel HOOCCOOH). Om te zorgen dat oxaalzuur ook limiterend is en niet per ongeluk H⁺ wordt er nog een sterk zuur aan toegevoegd.

12. De reactie oxaalzuur : permagnaat = 5:2. Er is 10.00ml 0.0530M oxaalzuur tegen 12.75ml onbekende concentratie (x) permagnaat.
.

Ik sta niet in voor de volledige juistheid van de antwoorden. Daarvoor is het geheel een beetje te snel voor in elkaar gezet.

8.

\(2H_2O (l) \rightleftharpoons O_2 (g) + 2H^+ + 2e^-\)

Deze vraag vond ik zelf ook al wat vreemd. Er staat in de vraag: "Reactie van Kaliumpermanganaat met water" (Als ik het juist interpreteer). Maar volgens Binas is er geen enkele halfreactie van waarbij geen wordt gebruikt.

Verder overigens bedankt voor je uitleg. Heb wel wat foutjes gemaakt, maar er klopt toch nog wel iets van.

Maar volgens Binas is er geen enkele halfreactie van

\(KMnO^4\)

waarbij geen

\(H^+\)

wordt gebruikt.

Dat is naar mijn idee onjuist. Als je kijkt bij standaard elektrode potentiaal bij +0.57 en +0.54 zie je dat er één is die geen gebruikt.

Ik ben met name benieuwd naar het antwoord op vraag twee. Ik zie geen halfreacties waar je deze reactie mee voor elkaar kunt krijgen. Tenzij we mss nog het materiaal van de elktrode zo kiezen dat het wel kan. Maar dat zou een flauwe grap zijn. In elk geval zie ik geen koppel die ik er voor kan schaken.

JWvdVeer schreef:Dat is naar mijn idee onjuist. Als je kijkt bij standaard elektrode potentiaal bij +0.57 en +0.54 zie je dat er één is die geen

\(H^+\)

gebruikt.

Ik ben met name benieuwd naar het antwoord op vraag twee. Ik zie geen halfreacties waar je deze reactie mee voor elkaar kunt krijgen. Tenzij we mss nog het materiaal van de elktrode zo kiezen dat het wel kan. Maar dat zou een flauwe grap zijn. In elk geval zie ik geen koppel die ik er voor kan schaken.

Die had ik gezien, maar in de vraagstelling staat een reactie van Kaliumpermanganaat met water, waarbij O₂ ontstaat. En die zie ik er niet bij staan.

Die had ik gezien, maar in de vraagstelling staat een reactie van Kaliumpermanganaat met water, waarbij O2 ontstaat. En die zie ik er niet bij staan.

Die opmerking slaat op de hele reactie. En als je even kijkt naar de hele reactie bij vraag 10 dan zie je dat er onder andere zuurstof vrij komt. Ik zie dus niet in wat er fout is aan de opdracht.

Maar uit vraag twee ben ik nog steeds niet ](*,) . Ging het niet per ongeluk om andere stoffen?

Het gaat hier om een cel waarbij de electroden uit respectievelijk zilver en lood bestaan. Beide cellen zijn gevuld met een oplossing waarin de metaalionen een concentrattie hebben van 1 mol/l, dat maakt het gemakkelijk om de celspanning te berekenen.

11. Ja, dit is namelijk het element waar het in de reactie om draait.

Deze vraag niet helemaal goed gelezen!

Er wordt nl gevraagd of de 10 mL zwavelzuur nauwkeurig moet worden afgemeten en niet de 10 mL oxaalzuur.

Het antwoord moet dus zijn: nee.

Nog terzijde: oxaalzuur is geen element maar een verbinding.

N_bder schreef:4. Bereken de grootte van de bronspanning als de stroom wordt ingeschakeld.

- Was 0,93v

Deze vraagstelling is een beetje vreemd. De bronspanning van een elektrochemische cel is namelijk de spanning bij i=0. Dus geen stroom. Men had gewoon moeten vragen naar de bronspanning van de cel.

Deze vraag niet helemaal goed gelezen! Er wordt nl gevraagd of de 10 mL zwavelzuur nauwkeurig moet worden afgemeten en niet de 10 mL oxaalzuur.

Het antwoord moet dus zijn: nee.

Inderdaad, in de snelheid de vraag inderdaad verkeerd gelezen. Het gaat er om dat er in elk geval een overmaat aan H⁺-ionen aanwezig is, zodat dit niet het limiterende ion in de reactie is. Sorry.

En inderdaad is oxaalzuur een verbinding. Nogmaals sorry. Maar ik neem aan dat je snapte wat er bedoeld werd, zeker gezien de correctie ](*,) .

En inderdaad is oxaalzuur een verbinding. Nogmaals sorry. Maar ik neem aan dat je snapte wat er bedoeld werd, zeker gezien de correctie ](*,) .

Uiteraard snapte ik wat je bedoelde, maar als scheikundedocent voelde ik toch de behoefte dit even te noemen...