Elektrochemie voor MBO/Inerte elektrode
Andere redoxkoppels
Een snelle blik op de tabel met redoxpotentialen leert dat de beschrijving zoals die voor het oplossen en neerslaan van metaal-ionen op hun eigen metaal niet de enige redoxkoppels zijn waarvoor standaard redox-potentialen bekend zijn. Er is een groot aantal koppels waarvan zowel de oxidator en de reductor in oplossing zijn. Daar kun je (blijkbaar) ook een potentiaal van meten. Als voorbeeld ga je de reactie van ijzer(II) en ijzer(III) bekijken.
Het probleem is dat je niet een staafje ijzer(II) in een oplossing kunt steken. De oplossing hiervoor is gevonden in de inerte alektrode.
Het probleem is dat je niet een staafje ijzer(II) in een oplossing kunt steken. De oplossing hiervoor is gevonden in de inerte alektrode.
Oxidator en reductor in oplossing
Inerte elektrode
Een inerte elektrode is een stukje metaal dat zelf niet aan een redoxreactie meedoet, maar wel als elektronenbank kan fungeren. Net als bij een geldbank, waar mensen die geld over hebben geld parkeren, en mensen die het nodig hebben het kunnen lenen, kunnen deeltjes die elektronen over hebben deze bij de elektronenbank storten, deeltjes die graag elektronen willen hebben kunnen ze daar ophalen. Als inerte elektroden worden platina en koolstof veel gebruikt. Het voordeel van platina is dat het een erg lage weerstand heeft en niet schilfert. Het nadeel van platina is de hoge prijs en de gevoeligheid voor metaalmoeheid.
Pt en C
Platina in een ijzer(II)/ijzer(III)-oplossing
Pt in Fe2+/Fe3+-oplossing |
Links is de reactie van naar weergegeven, rechts de omgekeerde reactie.
Voor de linker reactie zal de snelheid afhangen van:
- de concentratie .
- de potentiaal van de elektrode. Als er al veel elektronen op de elektrode aanwezig zijn, de elektrode is negatief geladen, zullen niet veel ionen hun elektron kwijtraken. Omgekeerd geldt natuurlijk dat als de elektrode weinig elektronen heeft, positeif geladen is, dat de reactie snel zal verlopen.
- Als laatste speelt mee dat het over ijzer(II)- en ijzer(III)-ionen gaat.
Voor de rechter reactie geldt:
- de concentratie .
- de potentiaal van de elektrode. Als er al veel elektronen op de elektrode aanwezig zijn, de elektrode is negatief geladen, zullen veel ionen een elektron kunnen opnemen. Omgekeerd geldt natuurlijk dat als de elektrode weinig elektronen heeft, positeif geladen is, dat de reactie traag zal zijn.
- Als laatste speelt mee dat het over ijzer(II)- en ijzer(III)-ionen gaat.
Pt in Fe(II) en Fe(III)
Wet van Nernst
Ook hier blijkt de wet van Nernst te gelden. Voor het evenwicht
Verg. 1
Wet van Nernst Fe2+/Fe3+
Met het gegeven dat in de reactie tussen ijzer(II) en ijzer(III) het tweewaardige ion de reductor is en het driewaardige de oxidator, gaat vergelijking 1 over in:
Verg. 2