Halfreacties opstellen

Leerdoelen

•Je leert halfreacties opstellen

•Je leert dat niet alle halfreacties in BiNaS tabel 48 staan

Bij scheikunde is het opstellen van halfreacties cruciaal voor het begrijpen van redoxreacties. Maar niet alle halfreacties staan in BiNaS tabel 48 en soms wordt specifiek gevraagd om deze zelf op te stellen. Deze samenvatting leidt je stap voor stap door dit proces.

Stappenplan voor het opstellen van halfreacties

1.Noteer de gegeven deeltjes

Schrijf op wat je hebt en wat je krijgt.

2.Identificeer het milieu

•In zuur milieu: H⁺ links van de pijl. Hier kan dus geen OH^- in de reactie staan.

•In basisch milieu: OH⁻ links van de pijl. Hier kan dus geen H⁺ in de reactie staan.

•In neutraal milieu: H₂O kan aan beide kanten van de pijl staan. Niet zowel H⁺ als OH⁻ aan weerszijden.

3.Maak de massabalans kloppend

Zorg dat alle atomen links en rechts gelijk zijn.

4.Maak de ladingbalans kloppend

Zorg dat de elektrische lading gebalanceerd is door elektronen toe te voegen.

Voorbeeld 1: Halfreactie van bruinsteen (MnO₂) in zuur milieu

1&2. Gegeven deeltjes in zuur milieu

•Links: MnO₂ en H⁺.

•Rechts: Mn²⁺ en H₂O.

3. Massabalans

•Mn: 1 links, 1 rechts.

•O: 2 links, 1 rechts, → H₂O toevoegen.

•H: Aanpassen voor balans, 4H⁺ links geeft 2H₂O rechts:

MnO{_2}\left(s\right)+4H^{+}{}\to Mn^{2+}{}+2H_2O\left(l\right)MnO{_2}\left(\right)+4H^{+}{}\to Mn^{2+}{}+2H_2O\left(l\right)MnO{_2}+4H^{+}{}\to Mn^{2+}{}+2H_2O\left(l\right)MnO{_2}+4H^{+}{}\to Mn^{2+}{}+2H_2O\left(\right)MnO{_2}+4H^{+}{}\to Mn^{2+}{}+2H_2OMnO{_2}+4H^{+}{}\to Mn^{2+}{}+2HOMnO{_2}+4H^{+}{}\to Mn^{2+}{}+2H\_OMnO{_2}+4H^{+}{}\to Mn^{2+}{}+2H\_{2}OMnO{_2}+4H^{+}{}\to Mn^2{}+2H\_{2}OMnO{_2}+4H^{+}{}\to Mn{}+2H\_{2}OMnO{_2}+4H^{+}{}\to Mn^{}+2H\_{2}OMnO{_2}+4H^{+}{}\to Mn^{2}{}+2H\_{2}OMnO{_2}+4H^{+}{}\to Mn^{2}^{}+2H\_{2}OMnO{_2}+4H^{+}{}\to Mn^{2}^{+}+2H\_{2}OMnO{_2}+4H{}\to Mn^{2}^{+}+2H\_{2}OMnO{_2}+4H^{}\to Mn^{2}^{+}+2H\_{2}OMnO{_2}+4H^{+}\to Mn^{2}^{+}+2H\_{2}OMnO\_{_2}+4H^{+}\to Mn^{2}^{+}+2H\_{2}OMnO\_{}+4H^{+}\to Mn^{2}^{+}+2H\_{2}OMnO₂ + 4H⁺ → Mn²⁺ + 2H₂O

4.Ladingbalans

•Lading links: 4⁺ (van de H⁺).

•Lading rechts: 2⁺ (van Mn²⁺).

Om de reactie gelijk te maken, voeg je links 2 elektronen toe.Kloppende halfreactie: MnO{_2}\left(s\right)+4H^{+}+2e^{-}{}\to Mn^{2+}{}+2H_2O\left(l\right)MnO{_2}\left(s\right)+4H^{+}+2e{}\to Mn^{2+}{}+2H_2O\left(l\right)MnO{_2}\left(s\right)+4H^{+}+2{}\to Mn^{2+}{}+2H_2O\left(l\right)MnO{_2}\left(s\right)+4H^{+}+{}\to Mn^{2+}{}+2H_2O\left(l\right)MnO{_2}\left(s\right)+4H^{+}{}\to Mn^{2+}{}+2H_2O\left(l\right)MnO{_2}\left(\right)+4H^{+}{}\to Mn^{2+}{}+2H_2O\left(l\right)MnO{_2}+4H^{+}{}\to Mn^{2+}{}+2H_2O\left(l\right)MnO{_2}+4H^{+}{}\to Mn^{2+}{}+2H_2O\left(\right)MnO{_2}+4H^{+}{}\to Mn^{2+}{}+2H_2OMnO{_2}+4H^{+}{}\to Mn^{2+}{}+2HOMnO{_2}+4H^{+}{}\to Mn^{2+}{}+2H\_OMnO{_2}+4H^{+}{}\to Mn^{2+}{}+2H\_{2}OMnO{_2}+4H^{+}{}\to Mn^2{}+2H\_{2}OMnO{_2}+4H^{+}{}\to Mn{}+2H\_{2}OMnO{_2}+4H^{+}{}\to Mn^{}+2H\_{2}OMnO{_2}+4H^{+}{}\to Mn^{2}{}+2H\_{2}OMnO{_2}+4H^{+}{}\to Mn^{2}^{}+2H\_{2}OMnO{_2}+4H^{+}{}\to Mn^{2}^{+}+2H\_{2}OMnO{_2}+4H{}\to Mn^{2}^{+}+2H\_{2}OMnO{_2}+4H^{}\to Mn^{2}^{+}+2H\_{2}OMnO{_2}+4H^{+}\to Mn^{2}^{+}+2H\_{2}OMnO\_{_2}+4H^{+}\to Mn^{2}^{+}+2H\_{2}OMnO\_{}+4H^{+}\to Mn^{2}^{+}+2H\_{2}OMnO₂ + 4H⁺ → Mn²⁺ + 2H₂O

Van deze halfreactie kan je afleiden dat bruinsteen in zuur milieu een oxidator is.

Voorbeeld 2: Halfreactie van sulfide-ionen in basisch milieu

1&2. Gegeven deeltjes in basisch milieu

•Links: S²⁻ en OH⁻.

•Rechts: SO₄²⁻ en H₂O.

3. Massabalans (trial and error)

•S: 1 links, 1 rechts.

•O en H: Start met OH⁻ en bepaal H₂O aan de rechterkant van de pijl voor balans.

Na meerdere aanpassingen: S^{2-}{}+8OH^{-}{}\to SO_4{}^{2-}+4H_2O\left(l\right)S^{2-}{}+8OH^{-}{}+\to SO_4{}^{2-}+4H_2O\left(l\right)S^{2-}{}8OH^{-}{}+\to SO_4{}^{2-}+4H_2O\left(l\right)S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4H_2O\left(l\right)8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4H_2O\left(l\right)8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4H_2O\left(l\right)+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4H_2O\left(\right)+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4H_2O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4HO+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4HO+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4HO+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4HO+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4HO+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4HO+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4HO+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4HO+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4HO+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4HO+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4HO+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4HO+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4H{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^2^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^2{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO{}^{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO\_{}^{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO\_{4}^{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^2{}\to SO\_{4}^{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S{}\to SO\_{4}^{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{}\to SO\_{4}^{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2}{}\to SO\_{4}^{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2}^{}\to SO\_{4}^{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2}^{-}\to SO\_{4}^{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH{}+S^{2}^{-}\to SO\_{4}^{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{}+S^{2}^{-}\to SO\_{4}^{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH⁻ + S²⁻ → SO₄²⁻ + 4H₂O + 8e⁻

4. Ladingbalans

Links: 10⁻ (S²⁻ + 8OH⁻).

Rechts: 2⁻ (SO₄²⁻) dus 8 elektronen toevoegen aan de rechterkant van de reactiepijl.Kloppende halfreactie: S^{2-}{}+8OH^{-}{}\to SO_4{}^{2-}+4H_2O\left(l\right)+8e^{-}+S^{2-}{}+8OH^{-}{}\to SO_4{}^{2-}+4H_2O\left(l\right)+8e^{-}+S^{2-}{}+\to SO_4{}^{2-}+4H_2O\left(l\right)+8e^{-}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4H_2O\left(l\right)+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4H_2O\left(l\right)+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4H_2O\left(\right)+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4H_2O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4HO+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4HO+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4HO+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4HO+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4HO+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4HO+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4HO+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4HO+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4HO+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4HO+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4HO+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4HO+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4H{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2-}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^2^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^2{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO_4{}^{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO{}^{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO\_{}^{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2-}{}\to SO\_{4}^{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^2{}\to SO\_{4}^{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S{}\to SO\_{4}^{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{}\to SO\_{4}^{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2}{}\to SO\_{4}^{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2}^{}\to SO\_{4}^{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{-}{}+S^{2}^{-}\to SO\_{4}^{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH{}+S^{2}^{-}\to SO\_{4}^{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH^{}+S^{2}^{-}\to SO\_{4}^{2}^{-}+4H\_{2}O+8e^{-}8OH⁻ + S²⁻ → SO₄²⁻ + 4H₂O + 8e⁻

Van deze halfreactie kan je afleiden dat sulfide-ionen in basisch milieu een reductor is.