[scheikunde] redox: hoe stel ik een halfreactie op

[Imke_W]

Als voorbereiding voor mijn proefwerk ben ik begonnen aan de opgaves van redoxreacties die te vinden zijn op willdewolf.nl (vwo, redox).
De theorie van redoxreacties in mijn boek begrijp ik, en in de simpele opgaven kan ik makkelijk de oxidator en de reductor vinden, maar de opgaves van deze site willen maar niet lukken.
Een voorbeeld van zo'n opgave is:
 
Stel de volgende halfreacties op:
 
De omzetting van WO3 in W2O5 in een neutrale oplossing.
 
Nu heb ik dit zo uitgewerkt: 2WO3 + H2O --> W2O5 + 2OH- + 2e-
Volgens het antwoordenboekje, moeten de 2 elektronen aan de andere kant van de pijl staan, maar ik blijf deze fout opnieuw maken.
 
Weet iemand hoe ik het beste kan bepalen wat de oxidator of de reductor is en aan welke kant van de pijl ik mijn elektronen moet plaatsen?
Is hier een handig stappenplan voor dat ik kan volgen?
 
Alvast Bedankt!
 
 

[Marko]

Je moet zorgen dat de lading in balans is, en als je aan een kant meer negatieve lading hebt staan dan aan de andere kant, dan moet je aan die andere kant elektronen toevoegen. 

[Imke_W]

dus: 2W = 2x6+ en 2O3= 2x6-   en  H2= 2+ en O = 2- , dus dan is deze kant toch gewoon neutraal. (14+ en 14-)
Rechts van de pijl heb ik dan: W2= 12+ en O5=10-   en heb ik 2 hydroxide ionen. De lading hier zou dan 12+ en 12- zijn toch?
 
Hoe weet ik dan precies dat die 2 elektronen aan de linkerkant moeten komen te staan?

[Marko]

Je hoeft helemaal niet naar de oxidatiegetallen te kijken. De lading moet in balans zijn. Oftewel, de 2+, 6+ en 3- die bij de deeltjes staan. 
 
Los daarvan klopt het oxidatiegetal van de W's rechts van de pijl niet. Snap je waarom die in W₂O₅ niet +6 kan zijn?

[Imke_W]

Je hoeft helemaal niet naar de oxidatiegetallen te kijken. De lading moet in balans zijn. Oftewel, de 2+, 6+ en 3- die bij de deeltjes staan. 
 
Los daarvan klopt het oxidatiegetal van de W's rechts van de pijl niet. Snap je waarom die in W₂O₅ niet +6 kan zijn?

 
de moleculen aan de linkerkant van de pijl hebben beide een lading van 0. Aangezien er niks bij W2O5 staat, zal deze dan ook wel een lading van O hebben.
De OH- hebben een negatieve lading, samen van -2. Zouden de elektronen daarom voor de pijl komen te staan?
En hoe kan ik dan precies de lading van een molecuul weten als ik niet naar de oxidatiegetallen hoef te kijken? Staat dat er gewoon bij?

[Marko]

Als er niks staat is de totale lading inderdaad 0.
 
En inderdaad, als de lading aan de rechterkant totaal -2 is, moet dat aan de linkerkant ook zo zijn. Elektronen hebben een lading van -1, dus met 2 elektronen links erbij klopt het!

[gravimetrus]

Stel basis halfreactie op.
Maak alles wat niet waterstof en zuurstof is kloppend.
Maak zuurstof kloppend met H₂O
Maak waterstof kloppend met H⁺
Maal lading kloppend met elektronen
 
Doe hetzelfde met de andere halfreactie.
 
Tel beide kloppende halfreacties bij elkaar op zodanig dat de elektronen links en rechts tegen elkaar weg vallen.
 
Vereenvoudig de vergelijking zo ver mogelijk.

[Felix Melchior]

Het is toch handiger om met oxidatiegetallen te werken. Een oxidatiegetal is de schijnbare lading die een atoom heeft.
In de bovenste berichten kon je al zien wat de oxidatiegetallen van wolfraam in WO₃ is.  Hier dus W⁶⁺. Systematische naam is dan ook wolfraam(VI)oxide.
Bij W₂O₅ is het oxidatiegetal +5 van wolfraam. Systematische naam wolfraam(V)oxide.
 
Het oxidatiegetal daalt dus. Wolfraam gaat van 6+ naar 5+ dus moet het elektron wel vóór de pijl staan. Je hebt dus te maken met een halfreactie van een oxidator en gegeven is dat je in een neutrale oplossing werkt.
 
stap 1:  WO₃ --> W₂O₅    redoxkoppel kloppend maken dus 2 WO₃ -->  W₂O₅
 
stap 2:  Je werkt in neutraal milieu, regel is dat je water toevoegt voor de pijl:
              H₂O +  2 WO₃ -->  W₂O₅
 
stap 3:   Je introduceert voor de pijl waterstof, en die maak je kloppend met hydroxylionen achter de pijl:
              H₂O + 2 WO₃ -->  W₂O₅ + 2 OH^-
 
stap 4:   Alle waterstof en zuurstof kloppen nu voor én achter de pijl. Nu alleen nog elektrisch kloppend maken:
             2e^- + H₂O + 2 WO₃ -->  W₂O₅ + 2 OH^-
             en je wist op voorhand al ivm dalende oxidatiegetallen dat de elektronen voor de pijl moeten staan.
 
Dit is een ingewikkelde vraag. Ik zou voor VWO de stappen van Gravimetrus geplaatst op 19 januari 2016 - 17:03u goed bestuderen.
Stap 2/3  staat nl in geen enkel VWO scheikundeboek alleen in boeken van het HBO.

[Marko]

Die oxidatiegetallen heb je niet nodig om de halfreactie op te stellen. De ladingsbalans toont immers hoeveelektronen er benodigd zijn, en dat is, bij wat meer ingewikkelde verbindingen, vaak makkelijker.

Denk hierbij bijvoorbeeld aan verbindingen waarin een element in meerdere oxidatietoestanden voorkomt. Dan zou je eerst de structuur moeten tekenen, goed kijken wat er verandert, terwijl je in dezelfde tijd de hele halfreactie al te pakken hebt.

De oxidatiegetallen kunnen natuurlijk wél altijd gebruikt worden om een en ander (achteraf) te controleren.

De stappen 2 en 3 die je zet zijn niet handig/logisch. Je voegt 1 H2O toe, maar waarom? Daarna is noch het waterstof, noch het zuurstof in balans. Er is op deze manier geen methode om de juiste hoeveelheid te bepalen. Dat moet je nog even duidelijk maken in je stappenplan.

[Imke_W]

Het is me nu duidelijk wat ik fout deed (in W2O5 is het oxidatiegetal van wolfraam dus 5+).

Hartstikke bedankt voor de duidelijke antwoorden!

[Wdeb]

Dit is een ingewikkelde vraag. Ik zou voor VWO de stappen van Gravimetrus geplaatst op 19 januari 2016 - 17:03u goed bestuderen.
Stap 2/3  staat nl in geen enkel VWO scheikundeboek alleen in boeken van het HBO.

Tot twee jaar terug zou je gelijk hebben, alhoewel het altijd wel op sites genoemd stond als hulpje....maar in het huidige VWO-programma zit het zelf opstellen van de halfreacties op basis van deze regels juist wel.
 
En niet op basis van oxidatiegetal, mede omdat wij in Nederland besloten hebben dat de vele instinkers mbt elektronegativiteit niet behoort tot het VO. Het levert dan meer onduidelijkheid dan duidelijkheid.
In voorkomende gevallen moet wel worden achterhaald uit de reactie welk deeltje van lading verandert, maar dat is achteraf..