Halfreacties

Leerdoel

•Hoe je halfreacties kloppend maakt

In dit artikel leer je over het kloppend maken van halfreacties in redoxreacties. Dit is belangrijk om te kunnen voordat je verder kunt met totaalreacties. We behandelen waar elektronen staan in de halfreactie en hoe je de massabalans en ladingbalans kloppend maakt.

Elektronen in halfreacties

In een oxidator staan de elektronen aan de linkerkant van de pijl, terwijl ze bij een reductor aan de rechterkant staan.

•Oxidator (links): Elektronen worden opgenomen.

•Reductor (rechts): Elektronen worden afgestaan.

Massabalans en ladingbalans

Bij het kloppend maken van halfreacties moeten zowel de massabalans als de ladingbalans kloppen.

•Massabalans: Het aantal atomen van elke soort moet aan beide kanten van de reactiepijl gelijk zijn.

•Ladingbalans: De totale lading moet aan beide kanten van de reactiepijl gelijk zijn.

Voorbeeld: Waterstof halfreactie

Beschouw de halfreactie van waterstof: 2H^{+}+2e^{-}\to H_22H^{+}+2e^{-}\to H2H^{+}+2e^{-}\to2H^{+}+2e^{-}-2H^{+}+2e^{-}2H^{+}+2e2H^{+}+22H^{+}+2H^{+}2H2

Massabalans:

Links: 2 H⁺

Rechts: 2 H (in ( H₂))

Ladingbalans:

Links: 2 (2 H⁺) - 2 (2 e⁻) = 0

Rechts: Neutraal (H₂)

Voorbeeld: Tin (Sn) halfreactie

Kijk naar de halfreactie met tin:

Sn^{4+}\to SnSn^{4+}\to SSn^{4+}\toSn^{4+}-Sn^{4+}Sn^4SnS

Massabalans:

Links: 1 Sn

Rechts: 1 Sn

Ladingbalans:

Links: Sn⁴⁺ = 4+

Rechts: Sn = 0

Om de ladingbalans kloppend te maken, voeg je 4 elektronen aan de linkerkant toe: Sn^{4+}+4e^{-}\to SnSn^{4+}+4e\to SnSn^{4+}+4e_{}\to SnSn^{4+}+4e_{^{}}\to SnSn^{4+}+4e_{^{^{}}}\to SnSn^{4+}+4e_{^{^{-}}}\to SnSn^{4+}+4e\to SnSn^{4+}+4\to SnSn^{4+}+\to SnSn^{4+}\to SnSn^{4+}\to SSn^{4+}\toSn^{4+}-Sn^{4+}Sn^4SnS

Dit maakt Sn⁴⁺ een oxidator omdat het elektronen opneemt.

Complexere halfreacties

Laten we kijken naar een complexere halfreactie:

N_2H_5^{+}+H^{+}\to2NH_4^{+}N_2H_5+H^{+}\to2NH_4^{+}N_2H_5+H^{+}\to NH_4^{+}N_2H_5+H^{+}\to NH_4N_2H_5+H^{+}\to NHN_2H_5+H^{+}\to NN_2H_5+H^{+}\toN_2H_5+H^{+}-N_2H_5+H^{+}N_2H_5+HN_2H_5+N_2H_5N_2H_5+N_2H_5N_2HN_2N

Massabalans:

Links: 2 N, 5 H + 1 H = 6 H

Rechts: 2 NH₄⁺ = 2 N, 8 H

Los dit op door 2 H⁺ extra aan de linkerkant toe te voegen: N_2H_5^{+}+3H^{+}\to2NH_4^{+}N_2H_5+3H^{+}\to2NH_4^{+}N_2H_5+H^{+}\to2NH_4^{+}N_2H_5+H^{+}\to NH_4^{+}N_2H_5+H^{+}\to NH_4N_2H_5+H^{+}\to NHN_2H_5+H^{+}\to NN_2H_5+H^{+}\toN_2H_5+H^{+}-N_2H_5+H^{+}N_2H_5+HN_2H_5+N_2H_5N_2H_5+N_2H_5N_2HN_2N

Ladingbalans:

Links: 1 (N₂H₅⁺) + 3 (H⁺) = +4

Rechts: 2 (2 NH₄⁺)= +2

Voeg 2 elektronen aan de linkerkant toe: N_2H_5^{+}+3H^{+}+2e^{-}\to2NH_4^{+}N_2H_5^{+}+3H^{+}+2e^{-}\to2NH_4N_2H_5^{+}+3H^{+}+2e^{-}\to2NHN_2H_5^{+}+3H^{+}+2e^{-}\to2NN_2H_5^{+}+3H^{+}+2e^{-}\to2N_2H_5^{+}+3H^{+}+2e^{-}\toN_2H_5^{+}+3H^{+}+2e^{-}-N_2H_5^{+}+3H^{+}+2e^{-}N_2H_5^{+}+3H^{+}+2e^{-}\twoheadrightarrowN_2H_5^{+}+3H^{+}+2e^{-}\toN_2H_5^{+}+3H^{+}+2e^{-}-N_2H_5^{+}+3H^{+}+2e^{-}N_2H_5^{+}+3H^{+}+2eN_2H_5^{+}+3H^{+}+2N_2H_5^{+}+3H^{+}+N_2H_5^{+}+3H^{+}N_2H_5^{+}+3HN_2H_5^{+}+3N_2H_5^{+}+N_2H_5^{+}N_2H_5N_2HN_2H^{}N_2H^{^{}}N_2HN_2N

Let dus bij het kloppend maken van een halfreactie niet alleen op de massabalans maar op de ladingbalans!