SO bespreking periode 2

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 5

• Bespreken van het SO

Wat gaan we doen vandaag?

In figuur 1 is een schematische voorstelling van deze batterij te zien. Eén elektrode is gemaakt van koolstof, de andere van lithium. Tussen de elektroden bevindt zich papier dat doordrenkt is met een geleidende vloeistof.

Aan elektrode A vindt de volgende halfreactie plaats: Li → Li+ + e‒.

Is elektrode A de positieve of de negatieve elektrode? Licht je antwoord toe aan de hand van boven-staande halfreactie.

Lithium batterij

In het organische oplosmiddel, waarmee het papier doordrenkt is, is de stof LiPF₆ opgelost. LiPF₆ kan op microniveau worden voorgesteld als een rooster dat bestaat uit twee soorten deeltjes: Li⁺ ionen en één soort negatieve ionen.

Geef de formule van deze negatieve ionen.

Li⁺ : Het metaal ion is ALTIJD positief 

PF₆^- : Het niet-metaal deeltje (enkelvoudig of complex) is ALTIJD negatief

Negatieve ion

Het gebruik van het metaal lithium is echter een probleem omdat het bij oxidatie wordt omgezet in lithiumoxide, waardoor de batterij na gebruik niet meer zonder schade kan worden opgeladen.

Leg aan de hand van figuur 1 en de tekst uit dat water in dit geval niet bruikbaar is als oplosmiddel?

Geen water?

De stroomlevering stopt als voor de koolstofelektrode geldt dat per zes koolstofatomen twee Li atomen

zijn gebonden. Aan de zo ontstane verbinding wordt de formule C₆Li₂ toegekend. Aan de andere elektrode is dan nog steeds lithium aanwezig.

Geef de reactievergelijking van de halfreactie van de beschreven vorming van C₆Li₂ uit koolstof en litiumionen.

halfreactie

De stroomlevering stopt als voor de koolstofelektrode geldt dat per zes koolstofatomen twee Li atomen

zijn gebonden. Aan de zo ontstane verbinding wordt de formule C₆Li₂ toegekend. Aan de andere elektrode is dan nog steeds lithium aanwezig.

Geef de reactievergelijking van de halfreactie van de beschreven vorming van C₆Li₂ uit koolstof en litiumionen.

2 Li+ + 6 C + 2 e– → C₆Li₂

halfreactie

De capaciteit van een batterij kan worden gedefinieerd als de hoeveelheid elektronen die deze batterij kan leveren. Voor de papieren lithiumbatterij wordt de capaciteit bepaald door het aantal koolstofatomen in de koolstofelektrode.

Bereken hoeveel mol elektronen een papieren lithiumbatterij met een koolstofelektrode van 210 mg maximaal kan leveren.

• Hier heb je de rv nodig van de vorige vraag: 2 Li⁺ + 6 C + 2 e^– → C₆Li₂
  
• Moet je de 210 mg nog even omrekenen naar gram voordat je gaat rekenen
• Met een bolverhouding van 3:1 kom je uit op 5,83 mmol e^-

Maximaal aantal elektronen

Die batterij kan 20 uur stroom leveren. Bereken hoeveel ampère deze batterij levert in deze 20 uur.

Neem aan dat alle andere stoffen dan lithium in de batterij in overmaat aanwezig zijn.

Maak bij de berekening gebruik van Binas tabel 7 en onder andere de volgende gegevens:

• De stroom die de batterij levert is contstant
  
• 1 A = 1 C/s
  
• De batterij kan worden gebruikt tot het moment dat 80% van de koolstofelektrode is opgebruikt.
  

mA berekenen

Die batterij kan 20 uur stroom leveren. Bereken hoeveel ampère deze batterij levert in deze 20 uur.

Neem aan dat alle andere stoffen dan lithium in de batterij in overmaat aanwezig zijn.

Maak bij de berekening gebruik van Binas tabel 7 en onder andere de volgende gegevens:

• De stroom die de batterij levert is contstant
  
• 1 A = 1 C/s
  
• De batterij kan worden gebruikt tot het moment dat 80% van de koolstofelektrode is opgebruikt.
  

De belangrijke onderdelen zijn roze gemaakt

mA berekenen

• Als de koolstofelektrode 100% weg reageert dan ontstaan er 5,83 mol e-. Bij 80% wordt dat 0,8 x 5,83mmol = 4,664 mmol e-
  
• 4,664.10-3mol x constante van Faraday = 4,664.10-3 mol x 9,648.104C/mol = 449,98 C
• 1A = 1C/s
• 20 uur =  20x60x60 seconden = 72.000 seconden 
• Aantal Ampère = 449,98 C/72.000 s = 6,25.10-3A = 6,25mA

mA berekenen

Herhaalweek.
Welke onderwerpen?

Hoe kijk je nu terug op jouw SO?

😒🙁😐🙂😃

Noem 3 dingen die jij vandaag hebt geleerd