Elektrochemische cel

ElektronenoverdrachtBij een redoxreactie vindt

elektronenoverdracht plaats tussen de reductor en de oxidator

Verplaatsing van elektronen = energie

Ruimtes waarin de elektronen geproduceerd worden en opgenomen worden scheiden elektronen door een draadje opwekking van stroom

BatterijElektrochemische cel bestaat uit:

Twee elektroden, elk in een eigen ruimte (halfcellen), met daarin een oplossing met vrije ionen (elektrolyt)

Aan de minpool reageert de reductor (produceert e-)

Aan de pluspool reageert de oxidator (neemt e- op)

Elektroden gaan door de stroomdraad van de minpool naar de pluspool

Een zoutbrug maakt de stroomkring gesloten

De elektrochemische cel• In de ene halfcel reageert een reductor,

waarbij zijn geconjugeerde ox en een elektron ontstaan

• Het vrijgekomen elektron wordt opgenomen door de elektrode, die dus negatief geladen wordt

• De elektronen gaan door de draad van halfcel 1 naar halfcel 2

De elektrochemische cel 2• In halfcel 2 worden de elektronen

afgegeven aan de vloeistof.

• In de tweede halfcel reageert de oxidator met het elektron uit halfcel 1 tot zijn geconjugeerde reductor.

• De stroomkring wordt gesloten met een zoutbrug. Hierin zitten kleine positieve en negatieve ionen, die de stroomkring sluiten en het ladingsverschil compenseren.

• http://mediatheek.thinkquest.nl/~kl013/Elekcel.html

VoorbeeldjeZinkstaaf in Zinksulfaat en een Koperstaaf in

Koper(II)sulfaatWelke staaf is de minpool, en welke staaf is de

pluspool?Bepaal de sterkste reductor en de sterkste

oxidatorZn = sterkste reductor

Zn (s) Zn2+ (aq) + 2e-

Cu2+ = sterkste oxidator Cu2+ (aq) + 2e- Cu (s)

De - pool is negatief geladen, er ontstaan elektronen, dus Zn staaf is de – pool, Cu staaf is de + pool

Reductor

Oxidator

Zn Zn2+

Cu Cu2+

H2O H2O

OpgaveMen bouwt een proefopstelling door in twee bekerglazen een platina

electrode te plaatsen. Beide bekerglazen worden verbonden door een zoutbrug. De electroden worden geleidend verbonden. In de linker halfcel wordt een Fe2+-ionen bevattende oplossing gebracht, in de rechter halfcel een oplossing met Fe3+-ionen. Aan beide halfcellen wordt een klein beetje KSCN-oplossing toegevoegd. Het ijzer(III) kleurt hiermee fel rood, het ijzer(II) ondergaat geen kleurverandering.

26 Teken de hierboven beschreven opstelling.27 Welke electrode is de min-pool en welke is de pluspool.

Uitleggen.28 Geef de vergelijkingen van de halfreacties die verlopen tijdens

stroomlevering.29 Beredeneer of er een kleurverandering kan worden

waargenomen in beide halfcellen als enige tijd stroom is geleverd. Zo ja, welke veranderingen.

Antwoorden 26:

27. IJzer(III) kan alleen oxidator zijn, dus moet ijzer(II) de reductor zijn. De reductor staat elektronen af. Deze staaf zal dus negatief geladen worden. Dus de linker halfcel is de reductor (negatief) en de rechter halfcel is de oxidator (positief).

28 Fe3+ (aq) + e- → Fe2+ (aq)Fe2+ (aq) →Fe3+ (aq) + e-

29 In het linker bekerglas zal ijzer(III) ontstaan. hierdoor zal de oplossing hier steeds roder kleuren. Het rechter bekerglas zal steeds minder ijzer(III) bevatten en zal dus lichter kleuren. Wel zal hier nooit een situatie zijn waarbij er geen ijzer (III) meer is. Het rechter bekerglas blijft dus altijd rood.