[Lieke]

Goedenavond,

Ik heb een kort vraagje over de elektrochemische cel. Ik vraag me namelijk af hoe je kan bepalen welke stoffen er in de oplossingen moeten waarin de elektrodes zich bevinden. Ook weet ik dat ik voor de zoutbrug het beste kan kiezen voor Na+ of K+/ SO4 2- of NO3 -, maar mijn boek geeft hier geen redenen voor. Volgens mij had het iets te maken met dat de stoffen geen deel mogen nemen aan de reactie of een bepaalde sterkte moeten hebben in BINAS 48, maar dit weet ik dus niet helemaal zeker en vandaar deze vraag 🙂

Alvast enorm bedankt!
Groetjes,
Lieke

[mui]

Dag Lieke

Je hebt de vraag heel algemeen gesteld. Ik zal daarom een globaal antwoord geven.
Als je met zo’n antwoord niet uit de voeten kunt, laat het dan weten bijvoorbeeld door vervolgvragen te stellen.

Voor een elektrochemische cel geldt dat het systeem een gesloten stroomcircuit moet zijn. Elk onderdeel moet dus stroom kunnen geleiden.
Voor het gedeelte van het systeem waar zich de vloeistof bevindt, kan de geleiding alleen maar plaatsvinden dmv vrije ionen. (elektronen kunnen zich alleen door metalen of koolstof (in de vorm van grafiet ) verplaatsen). Deze vrije ionen krijg je door zouten of (sterke) zuren op te lossen in water.

In de zoutbrug moeten de negatieve vrije ionen en de positieve vrije ionen zich in tegengestelde richting verplaatsen. Voor een goede werking van de cel is het belangrijk dat zij dat (ongeveer) even gemakkelijk doen.
Informatie daarover vind je in tabel 41. De molaire iongeleleidbaarheden van de 4 door jou genoemde ionen zijn vergelijkbaar van grootte.
En je noemde het al: De door jou genoemde ionen nemen onder de omstandigheden van de cel niet deel aan de redoxreactie in de cel
(een uitzondering is het sulfaation in de loodaccu, maar dat is door de bouw van de accu geen probleem, dat deelnemen van het sulfaation is juist gewenst.

Vermoedelijk heb je nog wel vragen.
Probeer deze te stellen aan de hand van een voorbeeld cel, dat maakt het beantwoorden gemakkelijker.

Ik hoor het wel
Groet
MUI

[Lieke]

Hallo,

Bedankt voor de reactie! Ik snap nu inderdaad de keuze voor de ionen in de zoutbrug, maar heb nog vragen over de oplossingen.
Stel er is bekend dat één elektrode gemaakt is van Cu (s) en de andere van C (s). Hoe kan ik dan bepalen welke stoffen daarbij moeten om als reductor/oxidator te functioneren? Moet ik dan bijvoorbeeld zoeken naar een reductor die sterker is dan Cu(s) in tabel 48?

Groetjes,
Lieke

[mui]

Dag Lieke

Metaalelektroden worden meestal geplaatst in een oplossing van een zout van dat metaal. Dus in geval van koper plaats je de elektrode in een kopersulfaatoplossing.
Wat er dan gebeurt hangt af van de andere halfcel.
Stel dat de koperelektrode de negatieve elektrode wordt als de cel stroom levert, dan moet het koper de reductor zijn en dus overgaan in koper(II)ionen. De elektronen die daarbij vrijkomen stromen door de metalen draad en bijvoorbeeld een lampje of een stroommmeter naar de andere elekrode, waar ze opgenomen moeten worden door een oxidator die voldoende sterk is om met de reductor koper te reageren. Omdat koolstof een onaantastbare elektrode is, moet de oxidator in de oplossing zitten rondom deze C-elektrode. De oxidator zou bijvoorbeeld het ijzer(III)ion kunnen zijn in een ijzer(III)chloride-oplossing. Door opname van een elektron gaat Fe3+ over in Fe2+.

Het kan ook zijn dat (in een andere cel) de Cu-elektrode de positieve elektrode wordt als het Cu2+ ion elektronen opneemt en overgaat in koper.
In dat geval moet de andere halfcel een reductor (in de oplossing) bevatten die sterk genoeg is om met de oxidator Cu2+ te reageren (koolstof is onaantastbaar en reageert dus niet, maar is alleen stroomgeleider)
Toen werd het zoeken in tabel 48 (alle metalen vallen af, want je kunt een metaal niet oplossen in water) maar Sn2+ zou kunnen.
Je kunt dus de koolstofstaaf in een tin(II)chloride-oplossing plaatsen. In dat geval (bij gesloten stroomcircuit) reageert de reductor Sn2+ tot Sn4+. De elektronen die daarbij vrijkomen verplaatsen zich door de stroomdraad naar de Cu-elektrode en worden daar opgenomen door Cu2+ uit de oplossing.

Hopelijk ter geruststelling:
Op het examen komen alleen volledig beschreven elektrochemische cellen aan de orde.
Hiervan moet je de richting van de elektronenstroom en de richting van de ionenstromen kunnen aangeven.
Je moet halfvergelijkingen kunnen opstellen.
Je moet chemische berekeningen kunnen uitvoeren.

Heb je nog vragen?
Laat het me weten

Groet
MUI

[Lieke]

Hallo,

Ik snap het nu, en het is goed om te weten dat dit niet van toepassing is bij de examens. Nog één laatste (afsluitende) vraag die me net te binnen kwam: de elektrodes mogen dus wel dienen als oxidator of reductor? Ik hoorde van klasgenoten namelijk van niet, maar ik heb zojuist een opdracht gemaakt waarbij er een cel werd gemaakt met een aluminiumstaaf en een koolstaaf. Hierbij werden oplossingen gebruikt van aluminiumsulfaat en kopersulfaat. Volgens de antwoorden is de reductor dan het Al(s) van de elektrode. Dit mag dus inderdaad wel?

Groetjes,
Lieke

[mui]

Dag Lieke

Aluminium is inderdaad de reductor en koper2+ is de oxidator.
Dus je hebt het denk ik wel begrepen.

Succes met de sk
Groet
MUi

[Lieke]

Top, heel erg bedankt voor de moeite en nog een fijne avond!

[Auteur]

Berichten