NOVA MAX 7.3 Energie uit redoxreacties

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 5

H7.3

Energie uit Redoxreacties

Leerdoelen

Je kunt de werking van een elektrochemische cel beschrijven.

Voorbeeldopdracht

Een elektrochemische cel is als volgt opgebouwd: in het linker bekerglas bevindt zich een ijzer(II)sulfaat- en een ijzer(III)sulfaatoplossing met een platina-elektrode (inert). In het rechter bekerglas bevindt zich een oplossing van kobalt(II)sulfaat met een kobaltelektrode. Beide bekerglazen zijn met een zoutbrug, gevuld met een KCl-oplossing, met elkaar verbonden. Tussen beide elektroden wordt een lampje geplaatst.

Teken de opstelling en geef in de tekening aan hoe de elektronen en de ionen zich bewegen. Geef ook aan welke pool de negatieve pool vormt.

Uitwerking

Uitwerking

Om te weten hoe de elektronen stromen, moet je vaststellen welk deeltje de sterkste oxidator en welk deeltje de sterkste reductor is.

Toelichting

De elektronenstroom loopt van de reductor naar de oxidator. De reductor, kobalt, vormt dus de negatieve pool. In deze halfcel worden Co2+-ionen gevormd. De Cl−-ionen uit de zoutbrug gaan richting de kobaltelektrode om de positieve lading die ontstaat te compenseren.

In de andere halfcel worden Fe3+-ionen omgezet in Fe2+-ionen. De K+-ionen uit de zoutbrug bewegen richting de platina-elektrode om het verlies aan positieve lading op te vangen.

De elektrochemische cel kan als volgt worden getekend:

Aan de slag

Lees goed paragraaf 7.3

Maak opgave 19, 22,23,26 en 27

Voorbeeldopdracht

Huiswerk

Opdracht 20,24,25,28 en 29

Lees alvast paragraaf 7.4

H7.4 

Energie opslag met redoxreacties

Leerdoelen

Je kunt elektrolyse in verband brengen met de opslag van elektrische energie in accu’s en de (duurzame) productie van waterstof.

Je kunt zelf de vergelijking van een halfreactie opstellen wanneer het redoxkoppel bekend is.

Halfreacties opstellen

Stap 1: Redoxkoppel

Noteer de gegeven beginstof(fen) van het redoxkoppel links van de reactiepijl en het reactieproduct/de reactieproducten rechts van de pijl.

Stap 2: Atoombalans

Maak de atoombalans kloppend. Wanneer in de halfreactie H+-ionen voorkomen, is het handig de H-atoombalans als laatste te doen.

Stap 3: Ladingbalans

Bereken het verschil tussen de totale lading links en rechts van de reactiepijl. Maak dit verschil nul (ladingbalans) door links of rechts het juiste aantal elektronen aan de halfreactie toe te voegen.

Voorbeeldopdracht

Renium, Re, is een overgangsmetaal dat vergelijkbare eigenschappen heeft met mangaan. Wanneer renium met een salpeterzuuroplossing reageert, ontstaat het perrenaation, ReO4−. De onvolledige halfreactie van de omzetting van renium in perrenaat is hier gegeven. In deze halfreactie ontbreken H+, H2O en e−.

Re → ReO4−

Neem de onvolledige halfreactie over en maak deze kloppend door H+, H2O en e− aan de juiste kant van de pijl in de juiste hoeveelheden toe te voegen.

Huiswerk

Opdracht 31, 32, 33, 34, 36