Figur s Figurer kapittel 9: Elektrokjemi. ytre krets. ioner. oksidasjon. reduksjon. indre krets

Transkript

1 Figur s. 204 ytre krets oksidasjon ioner + reduksjon indre krets Forenklet illustrasjon av en elektrokjemisk celle. Reduksjon og oksidasjon skjer på hvert sitt sted ved at elektroner går gjennom en leder (ytre krets), og ved at ioner flytter seg i karet.

2 Figur s. 205 Zn Cu Et metall som står i vann, blir negativt ladet. Zn 2+ Zn 2+ e Zn 2+ e Zn 2+ Cu 2+ Cu 2+

3 Figur s ,0 0,5 1,5 pol + pol Zn Cu Spenningen mellom sink og kobber i vann kan måles. Voltmeteret har så stor indre motstand at det ikke går noen strøm av elektroner gjennom det. Et voltmeter måler bare forskjellen i elektrontrykket i de to metallene.

4 Figur s. 207 Zn Saltbro K 2 SO 4 (aq) Cu + SO 4 2 K + Zn 2+ Cu 2+ ZnSO 4 (aq) halvcelle CuSO 4 (aq) halvcelle galvanisk celle Daniellcellen med en ytre krets og en saltbro. + Zn(s) Zn 2+ (aq) Cu 2+ (aq) Cu(s) E celle = 1,10 volt elektrode (strømførende) ioneløsning i kontakt med metall saltbro ioneløsning i kontakt med metall elektrode (strømførende) cellespenning halvcelle halvcelle

5 Figur s. 209 H 2 (g) (1 atm, 25 C) 1M H + (aq) Pt(s) I en standard hydrogenelektrode er E satt til 0,00 V. Måling av standard reduksjonspotensialet for kobber (Cu). H 2 (g) V 0,34 V saltbro + Cu(s) 1M H + (aq) Cu 2+ Pt(s) hydrogenelektrode kobberelektrode

6 Figur s. 210 Standard reduksjonspotensialer ved 25 C for reaksjoner i vann Halvreaksjon E o i volt F 2 (g) + 2 2F (aq) 2,87 2 Pb (s) + SO 4 (aq) + 4H + (aq) + 2 PbSO 4 (aq) + 2H 2 O(I) 1,69 MnO 4 (aq) + 8H + (aq) + 5 Mn 2+ (aq) + 4H 2 O(l) 1,51 Au 3+ (aq) + 3 Au(s) 1,50 HClO(aq) + H + (aq) + 2 Cl (aq) + H 2 O(l) 1,49 Cl 2 (g) + 2 2Cl (aq) 1,36 2 Cr 2 O 7 (aq) + 14H + (aq) + 6 2Cr 3+ (aq) + 7H 2 O(l) 1,33 (g) + 4H + (aq) + 4 2H 2 O(l) 1,23 NO 3 (aq) + 4H + (aq) + 3 NO(g) + 2H 2 O(l) 0,96 Ag + (aq) + Ag(s) 0,80 Fe 3+ (aq) + Fe 2+ (aq) 0,77 I 2 (aq) + 2 2l (aq) 0,54 (g) + 2H 2 O(l) + 4 4OH (aq) 0,40 Cu 2+ (aq) + 2 Cu(s) 0,34 2 SO 4 (aq) + 4H + (aq) + 2 H 2 SO 3 (aq) + H 2 O(l) 0,17 2H + (aq) + 2 H 2 (g) 0,00 Pb 2+ (aq) + 2 Pb(s) 0,13 Ni 2+ (aq) + 2 Ni(s) 0,23 PbSO 4 (s) Pb(s) + SO 4 (aq) 0,36 Cd 2+ (aq) + 2 Cd(s) 0,40 Fe 2+ (aq) + 2 Fe(s) 0,44 Zn 2+ (aq) + 2 Zn(s) 0,76 2H 2 O(l) + 2 H 2 (g) + 2OH (aq) 0,83 Al 3+ (aq) + 3 Al(s) 1,66 Mg 2+ (aq) + 2 Mg(s) -2,36 Na + (aq) + Na(s) 2,71 Li + (aq) + Li(s) 3,05

7 Figur s. 213 Standard reduksjonspotensialer ved 25 C E i volt Ag + (aq) + Ag(s) 0,80 Cu 2+ (aq) + 2 Cu(s) 0,34 2H + (aq) + 2 H 2 (g) 0,00 Pb 2+ (aq) + 2 Pb(s) 0,13 Ni 2+ (aq) + 2 Ni(s) 0,23 Fe 2+ (aq) + 2 Fe(s) 0,44 Zn 2+ (aq) + 2 Zn(s) 0,76 Al 3+ (aq) + 3 Al(s) 1,66 Mg 2+ (aq) + 2 Mg(s) 2,36 } Edle metaller } Hydrogenutdrivende metaller uedle metaller

8 Figur s. 214 NO 3 (aq) + 4H + (aq) + 3 NO(g) + 2H 2 O(l) Ag + (aq) + Ag(s) Cu 2+ (aq) + 2 Cu(s) 2H + (aq) + 2 H 2 (g) Zn 2+ (aq) + 2 Zn(s) 0,96 V 0,80 V 0,34 V 0,00 V 0,76 V

9 Figur s Til venstre: Tre tørrelementer koplet i serie der en av cellene er åpnet. Til høyre: Skjematisk figur som viser innholdet i en celle. brunstein (Mn ) og grafitt (C) grafittstav papp pasta av ammoniumklorid og gelatin sink + stålbeholder Mn /KOH (pasta) isolering skillevegg Zn Til venstre: Alkalisk batteri. Til høyre: Knappcellebatteri. Zn-stav elektrodeutgang KOH (pasta) skillevegg Ag 2 O/grafitt stålbeholder

10 Figur s. 218 Pb + Pb H 2 SO 4 (aq) 30 % Forenklet figur som viser en galvanisk celle i et blybatteri. På begge elektrodene blir det dannet bly(ii)sulfat.

11 Figur s. 220 materiale som leder protoner (H + -ioner) oksygengass elektrode og elektrode og katalysator katalysator O fra luften + O O H H + H H H H + H + hydrogengass H + O2 avgass fra tank H 2 O Virkemåten til en brenselscelle, skjematisk.

12 Figur s. 224 Cl 2 (g) Na(l) Na Na Cl 2 Cl Na + Cl + NaCl(l) + Ved elektrolyse av smeltet natriumklorid dannes klor ved den positive elektroden og natrium ved den negative elek troden. Reaksjonene skjer på elektrodeoverflatene.

13 Figur s. 225 ovnsdekke skorpebryter aluminiumoksid gass-samler strømforsyning smelte av kryolitt og aluminiumoksid skorpe (Al 2 O 3 ) anode (+) smeltet aluminium anode (+) Snitt gjennom en ovn (en elektrolysecelle) for fremstilling av aluminium. katode ( )

14 Figur s Cl 2 (g) H 2 (g) 2Cl 2H 2 O 2OH Na + Cl NaCl(aq) Elektrolyse av NaCl(aq)

15 Figur s. 227 H 2 (g) (g) Na 2 SO 4 (aq) (katode) (anode) Ved elektrolyse av natrium sulfat er det vann som spaltes. Det dannes hydrogengass og oksygengass i forholdet 2 : 1.

16 Figur s. 229 Ag Ag + + strømkilde Ag + katode (negativ elektrode) anode (positiv elektrode) Et forsølvingsbad vist skjematisk.

17 Figur s. 231 Vanndråpe Fe(OH) 2 ( 1 2 +pol + H 2 O + 2 2OH ) Vann(dråpe) på overflaten av jern fører til korrosjon og rustdannelse. OH Fe(OH) Fe 2+ OH 3 Fe pol (Fe Fe ) Jern

18 Figur s. 233 Luft Cu Vann Fe Fe 2+ (aq) OH (aq) OH Når en jernskrue i et kobberrør korroderer, fungerer kobber som en transportvei for elektronene.

19 Figur s. 235 Sinken virker korrosjons beskyttende ved at den leverer elektroner til jernet når den oksideres. Her er sinken anode og jernet katode. Sinken reagerer i stedet for jernet, som dermed ikke korroderer. Vann Zn (sinkanode) Fe Zn Zn 2+ (aq) OH (aq) (aq) Fe (Ståltank) Jord (aq) Magnesiumanode Mg 2+ Mg OH En offeranode av magnesium virker korrosjonsbeskyttende ved at den leverer elektroner til jernet. Magnesium oksideres i stedet for jernet.