H7.4 energieopslag

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 5

Deze les

- terugblik op vorige les

- filmpje over batterijen en opladen

- uitleg oplaadbare batterijen

- uitleg productie waterstof (elektrolyse)

- eigen werk

Brandstofcel

• in een brandstofcel reageert een brandstof met zuurstof
• voorbeelden van brandstof zijn:

1. waterstof
2. methaan
3. glucose
4. methanol

Weet je het nog?

- wat is de + / - pool?

- in welke richting bewegen de elektronen en de H+ ionen?

leerdoelen:

- je kunt uitleggen wanneer een batterij oplaadbaar is

- je kunt aangeven welke halfreacties verlopen bij het opladen van batterijen

- je kunt uitleggen hoe je waterstof produceert door middel van elektrolyse

Oplaadbare batterijen (accu)

Energie kan je opslaan in accu's, ook wel oplaadbare batterijen genoemd.

Oplaadbare batterijen besparen grondstoffen, omdat je ze vaker kunt gebruiken

Oplaadbare batterijen (accu)

ONTHOUD

Je kunt een batterij opladen als alle deeltjes die ontstaan bij opladen en stroom leveren aanwezig blijven bij de elektrode

Voorbeeld: loodaccu auto

bij stroom leveren ontstaan ionen Pb2+

Om te zorgen dat ze bij de elektroden blijven, is de accu gevuld met zwavelzuur. De ionen Pb2+ vormen een vaste stof met de SO42- ionen

Halfreacties accu bij ontladen

Reductor: Pb(s) --> Pb²⁺(aq) + 2e-

Oxidator: PbO₂(s) + 4H⁺(aq) + 2e- --> Pb²⁺ + 2H₂O(l)

Het ontstane Pb²⁺ gaat met de sulfaationen uit het accuzuur reageren waarbij vast loodsulfaat ontstaat.

Pb²⁺ (aq) + SO₄^2- (aq) --> PbSO₄ (s)

De uiteindelijke halfreactie voor de reductor wordt dan:

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

opladen (noteer)

Bij opladen wordt stroom gebruikt om de beginstoffen weer terug te krijgen (electrolyse).

Hierbij loopt de electronenstroom de 'andere' kant op, de elektronen gaan als het ware weer terug

- reactie is dus andersom!

Let bij een vraag op woorden als: opladen, stroom leveren, de batterij wordt aan een lader/stroom geplaatst etc

Opladen van een accu (noteer)

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

Oxidator bij de negatieve pool!

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

Reductor bij de positieve pool!

elektronen lopen altijd van RED naar OX

opladen is de omgekeerde reactie van stroom leveren

onthoud

stroom leveren

opladen

RED

RED

OX

OX

Waterstofbrandstofcel opladen??

Een brandstofcel kan niet leeg raken, maar heeft wel steeds nieuwe brandstof nodig

Het maken van waterstof is de omgekeerde redoxreactie van de verbranding van waterstof

elektrolyse

= ontleding door middel van elektriciteit

Reactie verloopt niet spontaan

Er is een spanningsbron nodig

(net als bij opladen batterij)

elektronen

elektrolyse van (aangezuurd) water

Zoek de halfreacties op in Binas 48:

-  OX: H2O                         ->

+ RED: H2O                      ->

totaal

De OX staat niet boven de RED, dus er is een spanningsbron nodig om de reactie te laten verlopen

elektronen

elektrolyse van (aangezuurd) water

Zoek de halfreacties op in Binas 48:

-  OX: H2O                         ->

+ RED: H2O                      ->

totaal

Met groene stroom kun je duurzaam waterstof produceren door elektrolyse van water

elektronen

Aan de slag

Lezen H7.4 Energieopslag met redoxreacties – blz 42 + 43

Maken opdracht 30, 31 en 34