Redoxkemi Flashcards
Oxidation
En kemisk reaktion där ett ämne förlorar elektroner, vilket resulterar i en ökning av oxidationstalet. Oxidation sker ofta i samband med reaktioner med syre.
Reduktion
En kemisk process där ett ämne tar upp elektroner, vilket leder till en minskning av oxidationstalet. Reduktion sker ofta tillsammans med oxidation i redoxreaktioner.
Redox
En typ av kemisk reaktion där både oxidation och reduktion sker. I redoxreaktioner överförs elektroner mellan ämnen.
Elektrokemiska spänningsserien
En lista som rangordnar metaller (och andra ämnen) baserat på deras förmåga att donera eller ta emot elektroner. Högre upp på serien (som exempelvis kalium) är mer benägna att oxideras, medan de längre ner (som guld) är mer benägna att reduceras.
Oxidationstal
Ett numeriskt värde som tilldelas i ett ämne i en kemisk förening baserat på enhetsregler för elektronegativitet. Används för att bestämma oxidationsstatus och för att identifiera vilka ämnen som oxideras och reduceras.
Oxidationsmedel
Ett ämne som accepterar elektroner i en redoxreaktion, vilket gör det själv reducerat. Oxidationsmedlet har själv ett negativt oxidationstal och kan vara en elektropositiv substans
Reduktionsmedel
Ett ämne som donerar elektroner i en redoxreaktion, vilket gör det själv oxiderat. Reduktionsmedlet har ett positivt oxidationstal och kan vara en elektronegativ substans.
Galvanisk cell (Galvaniskt element)
En enhet som omvandlar kemisk energi till elektrisk energi genom en spontan redoxreaktion. Den består av två elektroder (anod och katod) nedsänkta i elektrolyter.
Elektromotorisk kraft (EMK)/ Elektromotorisk spänning (EMS)
Skillnaden i elektrisk potential mellan anod och katod i en galvanisk cell, vilket driver elektrisk ström. EMK anges oftast i volt (V).
Elektrolys
En process där elektrisk ström används för att tvinga en icke-spontan redoxreaktion att äga rum, oftast i en elektrolytisk cell. Det används för att separera ämnen eller framställa rena metaller.
Bränslecell
En typ av galvanisk cell som omvandlar kemisk energi från ett bränsle (vanligtvis väte och syre) direkt till elektrisk energi med vatten som enda restprodukt.
Korrosion
En kemisk process där metaller nedbryts genom en elektro-kemisk reaktion med omgivningen, ofta i närvaro av syre och fukt. Korrosion leder ofta till att metallen oxideras och förlorar sin styrka.
Beräkna oxidationstal
Att räkna ut oxidationstalet för varje atom i en förening baserat på regler för oxidationstal, och använd den informationen för att avgöra vilka ämnen som oxideras och reduceras i en reaktion.
Beräkna EMK
Att räkna ut den elektromotoriska kraften från elektrodernas normalpotentialer, vilket inkluderar att subtrahera den katodiska potentialen från den anodiska potentialen.
Beräkna oxidationstal i en förening
För att beräkna oxidationstalet i en förening: tilldela oxidationstal baserat på regler, ställ upp en ekvation som tar hänsyn till den totala laddningen av föreningen. Exempel: I H₂O är H +1 och O -2. Totalt blir +2 - 2 = 0.
Regeln för oxidationstal
Atomer av ett grundämne i ren form har oxidationstal 0. 2. I samband med icke-metaller är väte oftast +1 och syre oftast -2. 3. För summan av oxidationstal i en neutral förening är det 0, medan det i en jonkombination är lika med jonens laddning.
Exempel på oxidationstal i föreningar
Exempel:
H₂SO₄: H = +1 (2 H ger +2), O = -2 (4 O ger -8), så s = +6.
NaCl: Na = +1 och Cl = -1.
Vätefosfatjon (HPO₄²⁻): H = +1, O = -2, så P = +5 för att summan ska bli -2.
Galvanisk cell och dess reaktioner
En galvanisk cell består av en anod och en katod i två olika elektrolytlösningar. Oxidation sker vid anoden (avgivande av elektroner) och reduktion vid katoden (upptagande av elektroner). Exempel:
Anod (Zn): Zn → Zn²⁺ + 2e⁻
Katod (Ag): 2Ag⁺ + 2e⁻ → 2Ag
Cellerna kopplas via en saltbro för att slutföra kretsen.
Vad är ett bra reduktionsmedel?
Ett bra reduktionsmedel är ett ämne som lätt oxideras självt, vilket innebär att det har låg elektronegativitet. Det bör oxideras i en reaktion där det tar upp elektroner från det ämne som skall reduceras. Exempel: Zn är ett vanligt reduktionsmedel eftersom det lätt oxideras till Zn²⁺.
Vad är korrosion och hur hindras det?
Korrosion är nedbrytning av metaller genom elektro-kemiska processer, oftast i närvaro av vatten och syre. Det kan förhindras genom att använda skyddande beläggningar, anodisk skyddning eller genom att använda legeringar. Exempel: galvanisering av järn med zink.
Hur kan du bestämma koncentrationen av Cu²⁺ i en lösning genom en galvanisk cell?
- Väg kopparelektroden före och efter reaktionen.
- Beräkna massan av koppar som avsattes:
- Beräkna substansmängden:
- Beräkna koncentrationen:
Vad händer med Zn-elektrodens massa i en galvanisk cell där Zn reagerar med Cu²⁺?
Zn oxideras till Zn²⁺ och löses upp.
Samma mängd Cu²⁺ reduceras och avsätts som Cu på kopparelektroden.
Massan av Zn-elektroden minskar med samma substansmängd som Cu avsätts.
Hur beräknar du massan av Zn som löses upp i en galvanisk cell?
- Substansmängden av koppar som avsattes är samma som substansmängden Zn som löses upp.
- Beräkna massan av Zn:
m = n * M
