afronden 7.3-7.4

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 5

7-3 afronden/ 7.4

-Kort terug blik naar elektrochemische cellen

-brandstofcellen

-energieopslag met redox reacties

Doelen:

De Daniellcel

De Daniellcell

Hoe stromen de elektronen door de stroomdraad

1. van de min-pool naar de plus-pool
2. van de plus-pool naar min-pool
3. van links naar rechts
4. van rechts naar links

Principe van een elektrochemische cel

• In een elektrochemische cel vinden de halfreacties gescheiden van elkaar plaats.
• Een reductor geeft bij de min-pool (- elektrode) elektronen af. 
• Een oxidator neemt bij de plus-pool (+ elektrode)  elektronen op.
• De elektronen stromen via een stroomdraad van de - naar de + pool.
• De stroomkring wordt gesloten met een zoutbrug. Hier kunnen ionen doorheen bewegen. We noemen dit ook wel het elektrolyt.
• Door een elektrolyt stromen geen elektronen maar ionen.

Batterijen en accu's zijn elektrochemische cellen

Van Chemische energie naar elektrische energie

Hoe verandert de lading van het looddeeltje bij de halfvergelijking aan de postieve pool?

+ pool  

PbO₂(s) + 4H⁺ + SO₄^2- + 2e^- -->           PbSO₄ + 2H₂O 

 

 

1. van 4- naar 2 -
2. van 4+ naar 2+
3. van 2+ naar 4+
4. van 2- naar 2+

Brandstofcel

• In een brandstof reageert een brandstof, de reactieproducten zijn oxides.
• De oxidator is zuurstof.
• De reductor is de brandstof.
• Bij een brandstofcel moet de brandstof continu worden aangevoerd.
• De reactieproducten zijn oxides

Waterstof voor de brandstofcel maken met elektrolyse. Energietransitie

verbonden met - pool:    2H₂O +2e^- -> H₂ + 2OH^- 

verbonden met +pool 2H₂O --> 4H⁺ + 4e^- + O₂

H2 maken

-H₂ maken dmv ontleden van H₂O

-Ontleding reacties niet spontaan. Door elektrische stroom komt de reactie voor:

Electrolyse

-nu Reductor boven oxidator 

Elektrolyse van water, toestel Hoffman

-Zuiver water leidt geen elektriciteit dus voegen we toe een sterk zuur, bv. H₂SO₄

Hw maken opdracht 31

blz. 46

Les 18 september

-Elektrochemische cel/brandstof cel versus  elektrolyse

-Zelf half reacties opstellen

-Doelen:

-leren het verschil tussen wat er gebeurt in een batterij en tijdens elektrolyse

-Half reacties die niet in BINAS zijn leren opstellen

Energie geven/opladen

Zelf half reacties opstellen

oefenen met zelf halfreacties opstellen

Maak opdrachten 32 en 33 blz. 46

Je kunt nu: 

• uitleggen welke energie-omzetting plaatsvindt in een elektrochemische cel.
• een elektrochemische cel beschrijven met de halfvergelijking van een oxidator en van een reductor en weet hoe de elektronenstroom gaat.
• afleiden wat de positieve en de negatieve pool is in een elektrochemische cel.
• aangeven wat er gebeurt bij het opladen van batterijen.
• uitleggen wat een brandstofcel is.

Hoe kijk je tegen het gaan beheersen van de leerdoelen aan?

0100

Wat vind je nog moeilijk?

Je kunt nu verder werken aan paragraaf 10.4

Tijdens stroomlevering neemt de massa van de positieve koperelektrode toe met 63,5 gram.
Wat gebeurt er met de massa van de negatieve zinkelektrode.

Zn: 65,4 gram /mol

Cu: 63,5 gram / mol

1. die neemt af met 63,5 gram
2. die neemt toe met 63,5 gram
3. die neemt af met 65,4 gram
4. die neemt toe met 65,4 gram

In deze cel met een koper en zilverelektrode. Welk deeltje reageert hier bij de min-pool? En Welk deeltje bij de pluspool?

1. 
2. 
3. 
4. 

Een accu is een oplaadbare batterij

• BIj een oplaadbare batterij zijn de reacties omkeerbaar als je een externe stroombron aansluit.
  
• Voor een oplaadbare batterij moeten de reactieproducten in de buurt van de elektrodes blijven.
• Bij het opladen vinden precies de omgekeerde halfreacties plaats.

Loodaccu

De reacteistijdens stroomlevering:

+ pool  PbO₂(s) + 4H⁺ + SO₄^2- + 2e^-  ------>                PbSO₄ + 2H₂O 

- pool  Pb(s) + SO₄^2-  ------>   PbSO₄ + 2e^-

De reacties tijdens het opladen zijn precies omgekeerd aan de reacties tijdens stroomleveren. 

 

Demo: oplossing FeCl₃ en KI 

in 2 verschillende  bekers

Demo: oplossing FeCl₃ en KI 

samen in een beker

Methanolbrandstofcel

O₂+ 4H⁺ + 4e--> 2H₂O 

CH₃OH + H₂O -> CO_{2  +} 6H⁺ +  6e^-

De halfvergelijking van methanol in deze brandstofcel is.

1. 
2. 
3. 
4.