Stip
Zet me op de lijst

Vraag 29Alcohol in de auto

2 puntenChemische processen
Een fabrikant heeft een elektrische auto ontwikkeld die rijdt op een oplossing van ethanol (alcohol, C H O ). Deze auto maakt in een 2 6 ‘reformer’ waterstofgas uit de ethanoloplossing. Vervolgens produceert een zogenoemde ‘solid oxide-brandstofcel’ (SOFC) elektrische stroom uit waterstofgas. De ele
In de reformer wordt de ethanoloplossing omgezet tot waterstofgas en koolstofdioxide. Dit proces kan vereenvoudigd worden weergegeven met onderstaande vergelijking. C H O (l) + 3 H O (l) → 6 H (g) + 2 CO (g) (reactie 1) 2 6 2 2 2
In figuur 2 is de SOFC schematisch weergegeven. De gevormde waterstof reageert bij elektrode A van de SOFC. Bij elektrode B reageert zuurstof uit de lucht. Hierbij treden de volgende halfreacties op: elektrode A: H + O 2 − → H O + 2 e ̶ 2 2 elektrode B: O + 4 e ̶ → 2 O 2 − 2 figuur 2 In figuur 2 ont
De elektrolyt in de SOFC is vast en kan bestaan uit zirkoniumoxide ( ZrO ) 2 waaraan een kleine hoeveelheid yttriumoxide ( Y O ) is toegevoegd. In 2 3 figuur 3 zijn de roosters van zuiver ZrO en van het mengsel van ZrO en 2 2 Y O schematisch weergegeven. 2 3 figuur 3
Door de toevoeging van Y O ontstaan lege plekken in het rooster van 2 3 ZrO die ‘gaten’ worden genoemd. De oorzaak hiervan is dat er per twee 2 Zr 4+ -ionen die worden vervangen door twee Y 3+ -ionen, één O 2– -ion minder nodig is in het rooster.
De wijze waarop de elektrolyt elektrische stroom geleidt, is als volgt: − De SOFC wordt verhit tot 600 °C. − Bij deze temperatuur kunnen O 2– -ionen naar een volgende lege plek springen. − Netto verplaatsen zich op deze manier O 2– -ionen door de elektrolyt heen, van de ene elektrode naar de andere
Leg uit met behulp van de gegeven halfreacties in welke richting de O 2– - ionen zich tijdens de stroomlevering verplaatsen, van elektrode A naar elektrode B of van B naar A.
Foto van je antwoord

Schreef je op papier? Maak een foto van je uitwerking op papier. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.

Hoe pak je dit aan?
  1. Kijk welke halfreactie zuurstofionen verbruikt en welke ze vormt.
  2. Bekijk bij elektrode A en elektrode B waar O2- -ionen aan de reactie meedoen.
  3. Redeneer vanuit de plek waar de ionen ontstaan naar de plek waar ze worden verbruikt.
  4. Trek een conclusie over de richting en leg die in één zin vast.

Hier verliezen leerlingen punten

  • Schrijf niet alleen de richting op, maar laat ook zien welke halfreactie je gebruikt.
  • Let op dat je de richting van de ionen geeft en niet die van de elektronen.
  • Vergeet niet de conclusie te trekken uit je redenering, want een uitleg zonder conclusie levert geen punt op.
Halfreacties en redoxreactiesBrandstofcel en elektrodereactiesIonentransport in vaste elektrolyten

Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.

Hulp nodig?
De vraag als tekst

Een fabrikant heeft een elektrische auto ontwikkeld die rijdt op een oplossing van ethanol (alcohol, C H O ). Deze auto maakt in een 2 6 ‘reformer’ waterstofgas uit de ethanoloplossing. Vervolgens produceert een zogenoemde ‘solid oxide-brandstofcel’ (SOFC) elektrische stroom uit waterstofgas. De elektrische energie wordt opgeslagen in een batterij en kan worden gebruikt voor het aandrijven van de motor. In figuur 1 is deze energievoorziening schematisch en vereenvoudigd weergegeven. figuur 1

In de reformer wordt de ethanoloplossing omgezet tot waterstofgas en koolstofdioxide. Dit proces kan vereenvoudigd worden weergegeven met onderstaande vergelijking. C H O (l) + 3 H O (l) → 6 H (g) + 2 CO (g) (reactie 1) 2 6 2 2 2

In figuur 2 is de SOFC schematisch weergegeven. De gevormde waterstof reageert bij elektrode A van de SOFC. Bij elektrode B reageert zuurstof uit de lucht. Hierbij treden de volgende halfreacties op: elektrode A: H + O 2 − → H O + 2 e ̶ 2 2 elektrode B: O + 4 e ̶ → 2 O 2 − 2 figuur 2 In figuur 2 ontbreken de stoffen die halfcel B verlaten.

De elektrolyt in de SOFC is vast en kan bestaan uit zirkoniumoxide ( ZrO ) 2 waaraan een kleine hoeveelheid yttriumoxide ( Y O ) is toegevoegd. In 2 3 figuur 3 zijn de roosters van zuiver ZrO en van het mengsel van ZrO en 2 2 Y O schematisch weergegeven. 2 3 figuur 3

Door de toevoeging van Y O ontstaan lege plekken in het rooster van 2 3 ZrO die ‘gaten’ worden genoemd. De oorzaak hiervan is dat er per twee 2 Zr 4+ -ionen die worden vervangen door twee Y 3+ -ionen, één O 2– -ion minder nodig is in het rooster.

De wijze waarop de elektrolyt elektrische stroom geleidt, is als volgt: − De SOFC wordt verhit tot 600 °C. − Bij deze temperatuur kunnen O 2– -ionen naar een volgende lege plek springen. − Netto verplaatsen zich op deze manier O 2– -ionen door de elektrolyt heen, van de ene elektrode naar de andere elektrode.

Leg uit met behulp van de gegeven halfreacties in welke richting de O 2– - ionen zich tijdens de stroomlevering verplaatsen, van elektrode A naar elektrode B of van B naar A.