Redoks, svake/sterke stoffer, spenningsrekka

Ola bruker denne betegnelsen med svake/sterke stoffer. Kanhende det bare er forvirrende, du trenger altså ikke bruke denne klassifiseringen.

Du sier "Zn som ligger til venstre i spenningsrekka (som gir lett fra seg elektroner) som tiltrekker seg Cu (gir vanskelig fra seg, skulle tro at siden Cu er sterk at det burde vært omvendt?" Først, Zn tiltrekker seg ikke Cu. Når vi snakker om stoffer er det kun motsatte ioner (+ og -) som tiltrekker hverandre. Men elektroner kan stoffene tiltrekke og skyve fra seg - altså som i redoksreaksjoner hvor et stoff mottar og et annet stoff gir fra seg elektroner. Dette gjør de da for å oppnå oktettregelen.

Men så hender det at det er vanskelig for oss å se utfra periodesystemet hvilke stoffer som gir fra seg/mottar elektroner og hvor mange de gir fra seg i en redoksreaksjon. Dette gjelder i forhold til stoffer som har atomnummer over 20, f.eks. da Zn og Cu. Da kan vi bruke spenningsrekka for å se hva som vil skje. Stoffene som ligger til høyre i spenningsrekka vil motta elektroner fra stoffer lenger til venstre i spenningsrekka. Dessuten hender det at ikke begge stoffene kan oppnå oktettregelen i en redoks, men at det ene stoffet kan oppnå det på bekostning av det andre.

Så la oss se på det jeg nå har sagt med eksemplet ditt som er i forhold til galvanisk element. La oss nå bare se på Zn (sinkstaven) og Cu2+ (i kobberløsningen) fordi dette er de to stoffene som reagerer i galvanisk element (de andre stoffene er tilstede for å "hjelpe" disse stoffene å reagere). Du kan ikke lese av i periodesystemet hva som nå vil skje, men i spenningsrekka ser du at Cu står til høyre for Zn, det betyr at Zn potensielt kan gi fra seg elektroner til Cu og Cu potensielt kan motta elektroner fra Zn. Jeg sier potensielt her, fordi det forutsetter at Zn har noen elektroner å gi. Det er ikke alltid så lett å se, men litt forenklet kan vi si at alle stoffene i spenningsrekka kan finnes på to former, enten nøytrale atomer (eks. Zn) eller positive ioner (Eks. Zn2+). Dersom de er nøytrale så har de ett eller flere elektroner å gi, dersom de er positive har de på et tidligere tidspunkt gitt fra seg elektroner og kan ikke gi flere, men de kan potensielt motta for å igjen bli nøytrale. Det betyr at når vi ser på Zn og Cu2+ så vil Zn kunne gi fra seg og Cu2+ motta elektroner. Men vil det skje? Ja, fordi kobber ligger til høyre for sink i spenningsrekka.

La oss tenke oss et annet, motsatt scenario, hvor vi har Cu og Zn2+. Her kan potensielt Cu gi fra seg elektroner fordi det er nøytralt og Zn2+ motta fordi det har plussladning. Men vil det skje? Nei, fordi sink ligger til venstre for kobber i spenningsrekka og stoffer vil aldri gi fra seg elektroner til stoffer lenger til venstre i spenningsrekka, bare til stoffer som ligger lenger til høyre. Derfor sier Ola at kobber er et sterkere stoff enn sink. Henger du med så langt? Hvis ja så har du forstått det du trenger.

Nå kommer det litt mer info som ikke er like viktig. Jeg er ikke så veldig glad i denne betegnelsen fordi husk at nøytral ikke er det samme som stabil. Som oftest i forhold til metaller så er det slik at nøytral gjerne betyr at stoffet er ustabilt som nøytralt. Så i reaksjonen i galvanisk element så blir sink mer stabilt når det gir fra seg elektroner, så sink ønsker å gi fra seg elektroner for å bli Zn2+. Cu2+ er stabil allerede, den ønsker altså ikke motta elektroner. Men det må den fordi Zn, for å selv bli stabil, "tvinger" Cu2+ til å motta elektroner. Utfra en slik tankegang synes jeg dermed det er mer logisk å snakke om sink som den sterke her, fordi den "vinner kampen om å bli stabil" over Cu2+ når begge stoffene ikke kan bli stabile. For meg er derfor sterke/svake stoffer bare litt forvirrende og jeg bruker ikke den betegnelsen.

Puuuhh, krevende å forklare dette skriftlig. Kom gjerne med oppfølgingsspørsmål så skal vi få deg i mål :)