Elektrokjemi: Studie av overføring av kjemisk energi til elektrisk energi og omvendt.

Like dokumenter
Kjemi og miljø. Elektrokjemi Dette kompendiet dekker følgende kapittel i Rystad & Lauritzen: 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 og 10.5

Studie av overføring av kjemisk energi til elektrisk energi og omvendt. Vi snakker om redoks reaksjoner

8. Ulike typer korrosjonsvern. Kapittel 10 Elektrokjemi. 1. Repetisjon av noen viktige begreper. 2. Elektrolytiske celler

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

FLERVALGSOPPGAVER REDOKS-/ELEKTORKJEMI

TALM1008 Fysikk og Kjemi Løsning kjemidel eksamen 19/5-14

3. Balansering av redoksreaksjoner (halvreaksjons metoden)

Universitetet i Oslo Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

UNIVERSITETET I OSLO

Prøveeksamen i Fysikk/kjemi Løsningsforslag Prøve 4

EKSAMENSOPPGAVE I KJE-1001

reduseres oksidasjon

LØSNINGSFORSLAG TIL ØVING NR. 11, VÅR 2014

EKSAMEN I EMNE TMT4110 KJEMI. BOKMÅL (Nynorsk s. 5 7) Lørdag 12. juni 2010 Tid: 9:00 13:00

KANDIDATEN MÅ SELV KONTROLLERE AT OPPGAVESETTET ER FULLSTENDIG

Prøveeksamen i Fysikk/kjemi Løsningsforslag Prøve 8

KJ1042 Grunnleggende termodynamikk med laboratorium. Eksamen vår 2012 Løsninger

EKSAMEN TMT4112 KJEMI

KOSMOS. 5: Elektroner på vandring Figur side Modell av et heliumatom. Elektron. Nøytron. p + Proton. Protoner

H. Aschehoug & Co. Side 1 av 8

Prøveeksamen i Fysikk/kjemi Løsningsforslag Prøve 5

Korrosjon. Øivind Husø

KJ1042 Grunnleggende termodynamikk med laboratorium. Eksamen vår 2013 Løsninger

EKSAMEN I TMT4105 KJEMI

Prøveeksamen i Fysikk/kjemi Løsningsforslag Prøve 6

Oppgave 1 (35 poeng) 1. uttak til den 38. Kjemiolympiaden, Fasit og poengberegning. 1) D 2) B 3) A 4) A 5) D 6) C 7) D 8) C

Kap 4. Typer av kjemiske reaksjoner og løsningsstøkiometri

EKSAMENSOPPGAVE. Fag: Generell og uorganisk kjemi. Faglig veileder: Kirsten Aarset Eksamenstid, fra - til: LO 400 K.

Fasit oppdatert 10/9-03. Se opp for skrivefeil. Denne fasiten er ny!

EKSAMENSOPPGAVE I KJE-1001

Side 1 av 14 LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN I TMT4105 KJEMI. Fredag 28. mai 2004

Prinsipp; analytten bestemmes som følge av for eksempel måling av spenning, strøm, motstandmålinger. Det finnes flere metoder blant annet:

TALM1008 Fysikk og Kjemi Løsning kjemidel kont august 2013

OPPGAVE 1. Løsningsforslag Kjemi 2 Vår 2015

TALM1008 Fysikk og Kjemi Løsning kjemidel eksamen mai 2013

Innhold. Forord... 11

Fasit til finalerunde Kjemiolympiaden 2002 Blindern 19. april 2002

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN AUGUST 2007

EKSAMENSOPPGAVE. Oppgave 1. Høgskolen i Østfold Avdeling for ingeniør- og realfag. Fag: IRK10013 Generell kjemi Sensurfrist: Tirsdag 19.

EKSAMEN TMT4112 KJEMI

Oppgave 5. Standard elektrodepotensial

Oppsummering. Kjemidelen

Løsningsforslag til eksamen i KJ1620, våren 2003

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG

- Kinetisk og potensiell energi Kinetisk energi: Bevegelses energi. Kinetiske energi er avhengig av masse og fart. E kin = ½ mv 2

EKSAMEN TMT4112 KJEMI

EKSAMEN TMT4110 og TMT4112 KJEMI

LØSNINGSFORSLAG TIL ØVING NR. 6, HØST 2009

Avdeling for ingeniørutdanning. Øvinger. Generell og uorganisk kjemi

KJEMIOLYMPIADEN UTTAKINGSPRØVE.

Kapittel 4 Ulike kjemiske reaksjoner og støkiometri i løsninger

Hydrogen & Brenselcelle biler Viktig for en miljøvennlig fremtid!

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN I EMNE TMT4110 KJEMI Lørdag 12. juni 2010 Tid: 9:00 13:00

Oppgave 23 V2008 Hvilket av følgende metaller er mest brukt som elektrode i knappecellebatterier?

3. Massevirkningsloven eller likevektsuttrykk for en likevekt

Kapittel 18: Korrosjon Hvorfor skjer korrosjon? Hvilken effekt har temperatur og omgivelser på korrosjonshastighet? Passivering

Prøveeksamen i Fysikk/kjemi Løsningsforslag Prøve 1

KJ1042 Øving 12: Elektrolyttløsninger

Vannviktig! Vg1 Vg3 120 minutter

Korrosjon av stålarmering i betong

Kjemiforsøk med utradisjonelt utstyr

EKSAMEN TMT4112 KJEMI

Universitetet i Oslo Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet løsningsforslag

2. Hva er formelen for den ioniske forbindelsen som dannes av kalsiumioner og nitrationer?

Lewis struktur for H20 og CO2 er vist under. Begge har polare bindinger, men H20 er et polart molekyl mens CO2 er upolart. Forklar hvorfor.

ORDINÆR EKSAMEN 3. juni Sensur faller innen 27. juni 2011.

KJ1042 Grunnleggende termodynamikk med laboratorium. Eksamen vår 2011 Løsninger

FASIT til 2. UTTAKSPRØVE

Auditorieoppgave nr. 1 Svar 45 minutter

EKSAMEN TMT4112 KJEMI

Avdeling for ingeniørutdanning. Øvinger. Generell kjemi

ØVING NR.10 GALVANISKE ELEMENTER OG CELLEPOTENSIAL. ELEKTROLYSE TEORI

EKSAMEN TMT4112 KJEMI

Naturfag 2, Na210R510

Del 1. kan være både sur og basisk komponent i en buffer. For å få en buffer med ph 7 der HPO 4

Finalerunde Kjemiolympiaden 2003 Blindern 4. april 2003 Kl

2. Kjemisk likevekt Vi har kjemisk likevekt når reaksjonen mot høgre og venstre går like fort i en reversibel reaksjon.

Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet, Trondheim Institutt for kjemi. Bokmål Student nr.:

Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet, Trondheim Institutt for kjemi. Bokmål Student nr.:

2) Vi tilsetter syrer fordi løsningen skal være sur (men ikke for sur), for å unngå porøs kobberdannelse.

Eksamensoppgave i TMT4110 Kjemi

Eksamen. Emnekode: KJEMI1/FAD110. Emnenavn: Kjemi 1. Dato: Tid (fra-til): Tillatte hjelpemidler: Kalkulator, KjemiData.

1. Oppgaver til atomteori.

Kjemiolympiaden uttak. Fasit.

Fasit til 1. runde. for uttakning til den. 40. internasjonale kjemiolympiaden i Budapest, Ungarn, juli 2008

KANDIDATEN MÅ SELV KONTROLLERE AT OPPGAVESETTET FULLSTENDIG

Finalerunde Kjemiolympiaden 2001 Blindern 23. mars 2001 Kl

NORSK FINALE for uttakning til 39. internasjonale kjemiolympiaden i Moskva, Russland, juli 2007

Tilstedeværelse av vann / fuktighet og oksygen er en nødvendig forutsetning for korrosjon av stål

Fasit til norsk finale for uttak til den. 41. internasjonale kjemiolympiaden i Cambridge, England, juli 2009

x 1 x 3 = 0 4x 1 2x 4 = 0 2x 2 2x 3 x 4 = 0

Universitetet i Oslo Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Sammendrag, forelesning onsdag 17/ Likevektsbetingelser og massevirkningsloven

KJ1042 Termodynamikk laboratoriekurs Oppgave 5. Standard reduksjonspotensial

EKSAMEN TMT4112 KJEMI

Læreplan i kjemi - programfag i studiespesialiserende utdanningsprogram

Prøveeksamen i Fysikk/kjemi Løsningsforslag Prøve 2

Transkript:

1 Kapittel 10 Elektrokjemi Elektrokjemi: Studie av overføring av kjemisk energi til elektrisk energi og omvendt. 1. Repetisjon av viktige begreper: Reduksjon: Når et stoff tar opp elektron: Cu 2+ + 2e - Cu Oksidasjon: Når et stoff avgir elektron: Zn Zn 2+ + 2e - Total reaksjon: Cu 2+ + Zn Cu + Zn 2+ Dersom vi har en reduksjon, vil vi altså alltid også ha en oksidasjon. Reduksjonsmiddel: Det stoffet som blir oksidert. Oksidasjonsmiddel: Det stoffet som blir redusert

2 2. Elektrokjemiske celler Vi har to typer elektrokjemiskeceller: (i) (ii) Galvanisk celle: Omforming av kjemisk energi til elektrisk energi Elektrolytisk celle: Omforming av elektrisk energi til kjemisk energi. 3. Galvanisk celle Cu 2+ Zn Sinkstav i en løsning av kobberion Observasjon: Et brunt belegg av kobbermetall på sinkstaven. Reaksjon: Cu 2+ (aq) + Zn(s) Cu(s) + Zn 2+ (aq) Ingen elektrisk-strøm

3 Galvanisk celle: Hvordan danne en galvanisk celle? Vi har separert de to halvreaksjonene (når vi bare skriver en reduksjon eller en oksidasjon kaller vi det halvreaksjon). Reduksjon: Cu 2+ + 2e - Cu Oksidasjon: Zn Zn 2+ + 2e - De to metall stavene er bundne sammen med en elektrisk leder. I den ene cellen (halvcellen) vil det skje en oksidasjon. Disse elektronene vil vandre gjennom den elektriske lederen til den andre cellen (halvcellen) og bli brukt der til en reduksjon. Vi har produsert elektrisk strøm! Vi må ha en forbindelse mellom de to halvcellenne (f. eks ha en saltbro (et U-rør med en løsning av ion f. eks KI-løsning). Hvorfor? - Fordi en må hindre opphoping av ladning i de to halvcellene.

4 Metallstavene blir kalt elektroder og de har spesielle navn. Anode elektroden der det skjer oksidasjon i en galvaniske celle er den positiv Katode elektroden der det skjer reduksjon i en galvanisk celle er den negativ En enklere måte å skrive en galvanisk celle på: Linjenotasjon: Zn(s) Zn 2+ (aq, 1,0 M) Cu 2+ (aq, 1,0 M) Cu (s) En strek betyr skille mellom faser (metallstav og løsning), to streker betyr saltbro eller porøsvegg. Når en skriver en galvanisk celle på denne måten er det vanlig å skrive anode til venstre og katode til høyre.

5 (i) Cellepotensial for galvaniske celler Cellepotensial (cellespenning), E celle evnen en galvanisk celle har til å trekke elektron gjennom den elektriske lederen. Cellepotensial blir målt i volt. Standard cellepotensial, E o celle: Målt cellepotensial når konsentrasjonene av løsningene er 1,00 M, trykket av gasser er 1,00 atm og temperaturen er 25 o C (ii) Reduksjonspotensial, E red Et reduksjonspotensial er evnen et stoff har til å bli redusert. Cu 2+ + 2e - Cu Men! Et stoff har i seg selv ingen evne til å bli redusert. Det er ikke mulig å måle reduksjonspotensial! Problemet er løst på følgende måte: - En har definert en bestemt reduksjonsreaksjon (halvcelle) som standard og gitt denne reduksjonspotensial lik null. - Alle mulig andre halvceller har blitt målt mot denne og en har funne relative reduksjonspotensialer for halvreaksjoner. (iii) Standard hydrogenelektrode (standard halvcelle) Platina elektrode (inert elektrode deltar ikke i reaksjonen) i 1,00 M H 3 0 + og 1,00 atm H 2 gass. 2H + + 2e - H 2 E o red = 0,00 V Standard reduksjonspotensial, E o red: Reduksjonspotensialet når: Kons. = 1,00 M Trykk = 1,00 atm Temp. = 25 o C Mn 2+ + 2e - Mn E o red = -1,18 V En har tabeller over alle standard reduksjonspotensialene målt mot standard hydrogen elektrode.

6 Hvordan finne standard oksidasjonspotensial? Verdien for standard oksidasjonspotensial, E o oks, finner en ved å endre fortegnet på standard reduksjonspotensialet for samme reaksjonen. Mn 2+ + 2e - Mn E o red = -1,18 V Mn Mn 2+ + 2e - E o oks = 1,18 V (iv) Hvordan forutsi hva som blir oksidert og redusert i en galvanisk celle? En ser på standard reduksjonspotensialet for de to halvreaksjonene. Halvreaksjonen med høyest reduksjonspotensial blir reduser! Eksempel:

7 (v) Beregning av standard cellepotensial for en galvanisk celle, E o celle: E o celle = E o red( for stoffet som blir redusert) + E o oks(for stoffet som blir oksidert) Eksempel:

8 (vi) Beregning av ikke-standard cellepotensial - Nernst ligning: Dersom vi ikke har konsentrasjoner på 1,00 M er det ikke E o celle vi måler, men E celle. Vi har følgende sammenheng mellom E o celle og E celle Nernsts ligning: E celle = E o celle 0,059 log Q n ved 25 o C Q er massevirkningsuttrykket og n er antall elektron overført. Eksempel: