Elektrochemie H15

1 / 39

Slide 1: Slide

Instrumentele analyseMBOStudiejaar 2

This lesson contains 39 slides, with interactive quizzes and text slides.

Lesson duration is: 45 min

Items in this lesson

Elektrochemie H15

Slide 1 - Slide

Slide 2 - Slide

Slide 3 - Slide

Slide 4 - Slide

Zoutbrug sluit de stroomkring

Slide 5 - Slide

Zoutbrug voorkomt opbouw van lading

Z n \to Z n^{​ 2 + ​ ​} + 2 e^{​ - ​ ​}

C u^{​ 2 + ​ ​} + 2 e^{​ - ​ ​} \to C u

N O^{​ 3 ​ - ​ ​}

K^{​ + ​ ​}

Slide 6 - Slide

Slide 7 - Slide

Slide 8 - Slide

Slide 9 - Slide

Slide 10 - Slide

Elektrolyse van water

2 H^{​ 2 ​ ​} O + 2 e^{​ - ​ ​} \to H^{​ 2 ​ ​} + 2 O H^{​ - ​ ​}

2 H^{​ 2 ​ ​} O \to O^{​ 2 ​ ​} + 4 H^{​ + ​ ​} + 4 e^{​ - ​ ​}

Slide 11 - Slide

Wat is kathode kant?

Waar zuurstof wordt gevormd.

Waar waterstof wordt gevormd.

Slide 12 - Quiz

Welke elektrode is positief?

De elektrode waaraan zuurstof wordt gevormd.

De elektrode waaraan waterstof wordt gevormd.

Slide 13 - Quiz

Bij roestvorming fungeert ijzer als?

Kathode

Anode

Kathode en Anode

Geen van beiden

Slide 14 - Quiz

Galvanische cel

Zinkelektrode in oplossing van zinksulfaat

Koperelektrode in oplossing van kopersulfaat

Slide 15 - Slide

Celnotatie

Halfreacties:

Dit is een oxidatie reactie dus de anode

Dit is een reductie reactie dus de kathode

Z n \to Z n^{​ 2 ​ ​} + 2 e^{​ - ​ ​}

C u^{​ 2 + ​ ​} + 2 e^{​ - ​ ​} \to C u

Slide 16 - Slide

Slide 17 - Slide

Geef de celnotatie van deze cel

A g ∣ P b^{​ 2 + ​ ​} ∣ ∣ A g^{​ + ​ ​} ∣ P b

P b ∣ A g^{​ + ​ ​} ∣ ∣ P b^{​ 2 + ​ ​} ∣ A g

P b ∣ P b^{​ 2 + ​ ​} ∣ ∣ A g^{​ + ​ ​} ∣ A g

A g ∣ A g^{​ + ​ ​} ∣ ∣ P b^{​ 2 + ​ ​} ∣ P b

Slide 18 - Quiz

We maken een cel gebaseerd op de volgende reactie. Geef de celnotatie

Z n + I^{​ 3 ​ - ​ ​} \to Z n^{​ 2 + ​ ​} + 3 I^{​ - ​ ​}

P t ∣ I^{​ 3 ​ - ​ ​}, I^{​ - ​ ​} ∣ ∣ Z n^{​ 2 + ​ ​} ∣ Z n

Z n ∣ Z n^{​ 2 + ​ ​} ∣ ∣ I^{​ 3 ​ - ​ ​}, I^{​ - ​ ​} ∣ P t

Slide 19 - Quiz

Slide 20 - Slide

Slide 21 - Slide

Slide 22 - Slide

Slide 23 - Slide

Wet van Nernst

V = V^{​ 0 ​ ​} + \frac{​ R \cdot T ​ ​}{​ n \cdot F ​} \cdot ln \frac{​ [ A ] ^{​ p ​ ​} \cdot [ B ] ^{​ q ​ ​} ​ ​}{​ [ C ] ^{​ r ​ ​} \cdot [ D ] ^{​ s ​ ​} ​}

Wet van Nernst: wanneer we niet voldoen aan de standaardomstandigheden:

p A + q B + n e^{​ - ​ ​} \to r C + s D

Vo= standaard

elektrodepotentiaal

R = gasconstante 8,314 J/K/mol

T = temperatuur (K)

n = aantal elektronen

F = constante van Faraday, 96485 C/mol

V = V^{​ 0 ​ ​} + \frac{​ 0 , 0 5 9 1 ​ ​}{​ n ​} \cdot lo g \frac{​ [ A ] ^{​ p ​ ​} \cdot [ B ] ^{​ q ​ ​} ​ ​}{​ [ C ] ^{​ r ​ ​} \cdot [ D ] ^{​ s ​ ​} ​}

Slide 24 - Slide

V = V^{​ 0 ​ ​} + \frac{​ 0 , 0 5 9 1 ​ ​}{​ n ​} \cdot lo g \frac{​ [ A ] ^{​ p ​ ​} \cdot [ B ] ^{​ q ​ ​} ​ ​}{​ [ C ] ^{​ r ​ ​} \cdot [ D ] ^{​ s ​ ​} ​}

Eenvoudig voorbeeld: Bereken de elektrode spanning voor een halfcel met een Pt elektrode in een oplossing van jood en kaliumjodide. [I3-] = 0,010 mol/l; [I-] = 0,050 mol/l

I^{​ 3 ​ - ​ ​} + 2 e^{​ - ​ ​} \to 3 I^{​ - ​ ​} (V^{​ 0 ​ ​} = + 0, 53 V)

V = 0, 53 + \frac{​ 0 , 0 5 9 1 ​ ​}{​ 2 ​} \cdot lo g \frac{​ [ I ^{​ 3 ​ - ​ ​} ] ​ ​}{​ [ I ^{​ - ​ ​} ] ^{​ 3 ​ ​} ​}

V = V^{​ 0 ​ ​} + \frac{​ 0 , 0 5 9 1 ​ ​}{​ 2 ​} \cdot lo g \frac{​ 0 , 0 1 0 ​ ​}{​ [ 0 , 0 5 0 ] ^{​ 3 ​ ​} ​} = 0, 59 V

Slide 25 - Slide

Lastig voorbeeld: Bereken de elektrode spanning voor een halfcel met een Pt elektrode oplossing van aangezuurde permanganaat /mangaan oplossing met de volgende concentraties:

pH = 2, [Mn2+] = 0,050 mol/l, [MnO4-] = 0,020 mol/l

M n O^{​ 4 ​ - ​ ​} + 8 H^{​ + ​ ​} + 5 e^{​ - ​ ​} \to M n^{​ 2 + ​ ​} + 4 H^{​ 2 ​ ​} O (+ 1, 51 V)

V = 1, 51 + \frac{​ 0 , 0 5 9 1 ​ ​}{​ 5 ​} \cdot lo g \frac{​ [ M n O ^{​ 4 ​ - ​ ​} ] \cdot [ H ^{​ + ​ ​} ] ^{​ 8 ​ ​} ​ ​}{​ [ M n ^{​ 2 + ​ ​} ] ​}

V = 1, 51 + \frac{​ 0 , 0 5 9 1 ​ ​}{​ 5 ​} \cdot lo g \frac{​ [ 0 , 0 2 0 ] \cdot [ 1 0 ^{​ - 2 ​ ​} ] ^{​ 8 ​ ​} ​ ​}{​ [ 0 , 0 5 0 ] ​} = 1, 32 V

Slide 26 - Slide

S^{​ 4 ​ ​} O^{​ 6 ​ 2 - ​ ​} + 2 e^{​ - ​ ​} \to 2 S^{​ 2 ​ ​} O^{​ 3 ​ 2 - ​ ​} (+ 0, 10 V)

V = . . . . . + \frac{​ 0 , 0 5 9 1 ​ ​}{​ . . . . . ​} \cdot lo g \frac{​ . . . . . ^{​ . . . . . ​ ​} ​ ​}{​ . . . . . ^{​ . . . . . ​ ​} ​}

0,10 V

S2O32-

S4O62-

Slide 27 - Drag question

2 N O + 2 H^{​ + ​ ​} + 2 e^{​ - ​ ​} \to N^{​ 2 ​ ​} O + H^{​ 2 ​ ​} O (+ 1, 59 V)

V = . . . . . + \frac{​ 0 , 0 5 9 1 ​ ​}{​ . . . . . ​} \cdot lo g \frac{​ . . . . . ^{​ . . . . . ​ ​} \cdot . . . . . ^{​ . . . . . ​ ​} ​ ​}{​ . . . . . ​}

1,59 V

N2O

H+

Slide 28 - Drag question

Welke Nernst vergelijking hoort bij de volgende halfreactie:

Slide 29 - Quiz

Elektrolyse

Slide 30 - Slide

Elektrolyse

Er is een verband tussen de stroomsterkte die je meet in de tijd en het aantal elektronen dat ze heeft verplaatst.
Op basis van de halfreactie weet je dan ook hoeveel stof (mol) er heeft gereageerd.

Slide 31 - Slide

Q = lading (C)

I = stroomsterkte (A)

t = tijd (s)

n = aantal elektronen

Q = lading (C)

F = constante van Faraday (96485 C/mol(e))

Q = I \cdot t

n (e) = \frac{​ Q ​ ​}{​ F ​}

Slide 32 - Slide

Voorbeeld:

Er wordt gedurende 200 seconde koper gevormd. De stroomsterkte die wordt gemeten is gelijk aan 0,100 A. Hoeveel koper(mg) is neergeslagen?

Q = I x t
Q = 0,1 x 200 = 20 Coulomb
n = Q/F
n = 20/96485 = 0,21 mmol elektronen
n (elektronen) : Cu
2 : 1
n (Cu) = 0,10 mmol
m = n x M
m =0,10 x 63,55 = 6,6 mg

C u^{​ 2 + ​ ​} + 2 e^{​ - ​ ​} \to C u

Slide 33 - Slide

Voorbeeld:

Hoe groot moet de stroomsterkte zijn om in 2 minuten 10 mg Lood neer te slaan:

n(Pb) = m/M
n(Pb) = 10/207,2 = 0,048 mmol
n(Pb) : n(e)
1 : 2
n(e) = 0,097 mmol Let op mol invullen in de formule!!!
Q = n x F (n = Q/F)
Q = 0,000097 x 96485 = 9,3 C
I = Q/t (Q = I x t)
t = 2 min = 120 sec.
I = 9,3/120 = 0,08 A

P b^{​ 2 + ​ ​} + 2 e^{​ - ​ ​} \to P b

Slide 34 - Slide

a. Hoeveel lading wordt er verplaatst bij een stroomsterkte van 100 mA gedurende 2 minuten?

Slide 35 - Open question

b. Hoeveel mol elektronen zijn er dan verplaatst?

Slide 36 - Open question

Hoeveel mol elektronen hebben zich verplaatst wanneer gedurende 100 s een stroomsterkte wordt gemeten van 1 A.

Slide 37 - Open question

Hoeveel mg zilverionen kun je laten neerslaan met 2 mmol elektronen(transport)?

Slide 38 - Open question

Hoeveel mg magnesium kun je neer slaan gedurende 3 minuten met 300 mA?

Slide 39 - Open question

Elektrochemie H15

Items in this lesson

Slide 1 - Slide

Slide 2 - Slide

Slide 3 - Slide

Slide 4 - Slide

Slide 5 - Slide

Slide 6 - Slide

Slide 7 - Slide

Slide 8 - Slide

Slide 9 - Slide

Slide 10 - Slide

Slide 11 - Slide

Slide 12 - Quiz

Slide 13 - Quiz

Slide 14 - Quiz

Slide 15 - Slide

Slide 16 - Slide

Slide 17 - Slide

Slide 18 - Quiz

Slide 19 - Quiz

Slide 20 - Slide

Slide 21 - Slide

Slide 22 - Slide

Slide 23 - Slide

Slide 24 - Slide

Slide 25 - Slide

Slide 26 - Slide

Slide 27 - Drag question

Slide 28 - Drag question

Slide 29 - Quiz

Slide 30 - Slide

Slide 31 - Slide

Slide 32 - Slide

Slide 33 - Slide

Slide 34 - Slide

Slide 35 - Open question

Slide 36 - Open question

Slide 37 - Open question

Slide 38 - Open question

Slide 39 - Open question

More lessons like this

Elektrochemische analyses H16

Les 12 Voorbereiding TW2

9.3 Energie uit redoxreacties

SO bespreking periode 2

5V H9.3 Elektrochemische cel les 2

4VWO Rekenen met zouten oefenen

3 Elektriciteit 3.1 lading en stroom

Paragraaf 3.1