Practicum: Oxidatie en reductie – metalen en edelheidreeks – NaSk2 Klas 3 VMBO-T

In dit practicum voor klas 3 VMBO-T onderzoek je de oxidatie van metalen via verplaatsingsreacties en verifieert de edelheidreeks. Je bouwt ook een eenvoudige galvanische cel (batterij) van twee verschillende metalen.

Leerdoel

Na dit practicum kun je de begrippen oxidatie (elektronen afgeven) en reductie (elektronen opnemen) uitleggen, de edelheidreeks gebruiken om te voorspellen of een reactie optreedt, een verplaatsingsreactie opschrijven, en de galvanische cel beschrijven (anode, kathode, spanning).

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: VMBO-T klas 3 | Vak: NaSk2 | Domein: K/7 Basischemie (CE) | Oxidatie, reductie, edelheidreeks, verplaatsingsreactie, galvanische cel, anode, kathode, spanning

Benodigdheden

• Zinkstrips, ijzerstrips, koperstrips, Magnesiumlint (Mg)
• Oplossingen (0,5 mol/L): ZnSO₂, CuSO₂, FeSO₂, MgSO₂
• Bekerglazen (100 mL), potloodelektroden of koperen/zinken platen voor galvanische cel
• Voltmeter (hoge impedantie), zoutbrug (NaCl-geleidend papier)
• BINAS (edelheidreeks)

Achtergrondinformatie

Edelheidreeks: metalen gerangschikt naar elektronegatieve druk (van onedel naar edel): Mg > Zn > Fe > Cu > Ag > Au. Een onedeler metaal verdringt een edeler metaal uit zijn zouten (verplaatsingsreactie): Zn + CuSO₂ → ZnSO₂ + Cu (koperneerslag op zinkstrip). Galvanische cel: twee metalen in elektrolytoplossing; het onedelste metaal is anode (geeft e⁻ af → lost op); het edelste is kathode (neemt e⁻ op → metaal wordt afgezet). Spanning afhankelijk van het verschil in edelheidspositie.

Werkwijze

Proef A – Verplaatsingsreacties

1. Leg een zinkstrip in 10 mL CuSO₂-oplossing. Observeer na 5 min: verandering op de strip?
2. Leg een koperstrip in 10 mL ZnSO₂-oplossing. Observeer: verandering?
3. Herhaal: ijzerstrip in CuSO₂; magnesiumlint in ZnSO₂.

Proef B – Galvanische cel Zn/Cu

1. Vul twee bekerglazen: een met ZnSO₂, een met CuSO₂. Leg een zinkplaat in ZnSO₂ en een koperplaat in CuSO₂. Verbind met een zoutbrug. Meet de spanning met de voltmeter.

Observatietabel Proef A

Verwerkingsvragen

1. Schrijf de reactievergelijking voor zink in kopersulfaatoplossing. Duid aan wat oxideerd en wat reduceert.
2. Verklaar via de edelheidreeks waarom koper niet reageert met zinksulfaat.
3. In de galvanische cel Zn/Cu is de Zn-plaat de anode. Verklaar wat bij de anode en bij de kathode gebeurt.

Uitwerking

V1: Zn + CuSO₂ → ZnSO₂ + Cu. Ionvergelijking: Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu. Oxidatie: Zn → Zn²⁺ + 2 e⁻ (Zn geeft elektronen af). Reductie: Cu²⁺ + 2 e⁻ → Cu (Cu²⁺ neemt elektronen op).

V2: Uit de edelheidreeks staat Cu edeler (rechtser) dan Zn. Alleen een onedeler metaal kan een edeler metaal uit zijn zoutoplossing verdringen. Koper is edeler dan zink → koper kan zink niet verdringen uit ZnSO₂ → geen reactie.

V3: Anode (Zn): Zn → Zn²⁺ + 2 e⁻. Zink lost op in de oplossing. Elektronen stromen via de externe draad naar de kathode. Kathode (Cu): Cu²⁺ + 2 e⁻ → Cu. Koperionen nemen elektronen op en slaan neer als kopermetaal op de kathode. De zoutbrug zorgt voor ionentransport om ladingsneutraliteit te bewaren.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert metaalstrips, ionenoplossingen, voltmeters en galvanische-celsets voor redox-praktika in het voortgezet scheikunde-onderwijs.

Bekijk het assortiment scheikunde artikelen Bekijk het assortiment natuurkunde artikelen of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

Ontdek alle practica in de Labvakhandel kennisbank — voor biologie, scheikunde en natuurkunde.