Elektrokemi

Report
KE
ELEKTROKEMI
MI
Elektrokemi handlar om
elektroner som hela
tiden är i rörelse
Göran Sellberg ©
Galvanisk historia
 Luigi Galvani, 1737 – 1798
Gjorde experiment med grodlår
och elektricitetsom ledde till
dagens batterier
Göran Sellberg ©
Atomer och joner – en sann kärlekssaga
Lite stålull släpps ner i en bägare med
kopparsulfatlösning. Kärlek uppstår!
Järnatomerna blir järnjoner och
kopparjonerna blir kopparatomer.
Göran Sellberg ©
Redox-reaktion
Kopparjonerna upptar e-, reduceras och
järnatomerna avger e-, oxiderar
-2e
+2e
Göran Sellberg ©
Kopparatomer kan bli kopparjoner
Cu
Cu (s)
–
-
2e-
Cu2+
Cu2+
Kopparjoner kan bli kopparatomer
Cu2+ + -
-
Cu2+ + 2e-
Cu
Cu (s)
Göran Sellberg ©
Hur är det möjligt?
Fe - 2e- → Fe2+ Järnatomer blir järnjoner (ox)
- Cu2+ + 2e- → Cu Kopparjoner blir atomer (red)
= Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
Alltså…….
Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
För att det ska bli mer begripligt så tittar vi på...
Göran Sellberg ©
Spänningsserien - ädla och oädla metaller
 I spänningsserien ordnas metaller efter hur ädla de är.
 Oädla metaller kallas väteutdrivande, därför står väte (H)
mellan de ädla (hö) och oädla metallerna (vä).
Oädla metaller
Ädla metaller
Li K Ca Na Mg Al Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
Göran Sellberg ©
Kort om spänningsserien
Metallerna har olika lätt att ge ifrån sig eoch bli joner.
Ju ädlare metall desto svårare att ge ifrån
sig e-.
En metall som är ädlare än en annan kan ta
e- från den oädlare.
Göran Sellberg ©
Varför spänningsserie?
• Ordningen talar om vilka ämnen man kan använda
för att t.ex. alstra energi i ett galvaniskt element.
Göran Sellberg ©
Ett batteri är ett galvaniskt element
e-
e-
eMinuspol
e-
Zn
-
Cu
+
Pluspol
Galvaniskt element = två olika
metaller som sänks ner i en
jonlösning. Mellan de båda
metallerna får man en elektrisk
spänning.
Galvanism = elektriska strömmar
som bildas när två olika metaller
binds samman av en jonlösning.
(aq.)
Göran Sellberg ©
Ett vanligt brunstensbatteri
1. Metallanslutning
2. Kolstav
3. Zinkcylinder
4. Brunsten (+Kolpulver)
5. Ammoniumklorid (salmiak)
6. Metallanslutning
Göran Sellberg ©
Andra batterityper

A. Kan ej laddas (primära batterier)
 Alkaliska (basiska)batterier : skiljer sig från det vanliga batteriet genom
ökad livslängd och spänning, tålighet mot kyla, samt elektrolyten som
innehåller kaliumhydroxid och zinkpulver.
 Silveroxidbatteriet (knappbatteri): Pluspolen är silveroxid Ag2O.
 Litiumbatteriet: Litium minuspol (obs fel i boken!) MnO2
 B. Kan laddas (sekundära batterier eller ackumulatorer).
 Nickel-metallhydridbatteriet (NiMeH): Pluspol Nickeloxid (NiO).




Minuspol: metall-väte-legering (metallhydrid).
Litium-jonbatteriet: Pluspol kolpulver, minuspol litiumjoner.
Litiumpolymer-batteriet: Litet och formbart, utvecklat ur ovan
Bilbatteriet: Pluspol blyoxid, minuspol rent bly
Bränlecell: Pluspol: metallplatta med syrgas, minuspol: metallplatta med
vätgas.
Göran Sellberg ©
Bränslecellen
minuspol
pluspol
Göran Sellberg ©
Galvanisk cell
Sänker man ned två olika metaller i en
jonlösning får man en elektrisk
spänning.
Spänningens storlek beror på
skillnaden i metallernas ädelhet.
Elektronerna rör sig från den oädla
metallen genom ex. en glödlampa till
den ädla metallen.
Den oädla metallen kommer att lösa
upp sig och då slutar det galvaniska
elementet att fungera.
e
e-
-
e-
H2
e
e
Zn
Zn2+
H+
H+
e- e
e- e-
Korrosion (från franska ordet corrodere = gnaga sönder)
Metaller reagerar med syror och fuktig luft och fräts
sönder
Göran Sellberg ©
Varning!!
Kopplar du ihop vattenledningar av olika metaller
kan de bilda ett svagt galvaniskt element och börja
läcka, eller om man spikar ett koppartak med
järnspik kan det lossna.
Göran Sellberg ©
Ackumulator (latinska ordet ackumulera betyder samla)
Ett laddningsbart batteri kallas ackumulator
Nickel-metallhybridackumulator
Blyackumulator
Bil, motorcykel mm
Litiumjonbatteri
Bärbar dator t.ex
Göran Sellberg ©
Blyackumulator
Används som startbatteri i bilar, båtar,
motorcyklar mm.
Göran Sellberg ©
Viktiga ord om elektrolys
 Elektrolys:









Att leda elektricitet genom en elektrolyt (jonförening).
Att omvandlas joner i elektrolyten till atomer med ström.
Elektrolyt:
En lösning (vätska) som innehåller joner = jonlösning.
Jon:
Laddade atomer eller molekyler.
Anod:
Den elektrod som är kopplad till pluspolen.
Katod:
Den elektrod som är kopplad till minuspolen.
PANK:
En minnesregel: Positiv anod negativ pluspol.
Elektrod:
En stav (av metall eller kol) kopplad till en strömkälla.
Oxidation: En reaktion där elektroner avges (lämnas iväg).
Reduktion: En reaktion där elektroner upptas (tas emot).
Redoxreaktion: En reaktion där både ox. och red. sker.
Elektrolys
Positiv - Anod
Negativ - Katod
PANK
Göran Sellberg ©
Elektrolys
Joner i lösningen (elektrolyten)
omvandlas till atomer eller molekyler.
Används tex vid förgyllning,
förkromning mm.
Göran Sellberg ©
Elektrolys
Positiva joner
förflyttar sig till
den negativa
elektroden (katod)
och oxideras till
grundämnet
Negativa joner
förflyttar sig till den
positiva elektroden
(Anod) och reduceras
till grundämnet
Elektrolys av saltsyra
Saltsyra, HCl, innehåller joner H+ och ClVid anoden bildas klorgas och vid pluspolen
bildas vätgas.
Kom ihåg!
Det är coolt att vara smart!!
Göran Sellberg ©

similar documents