Vraag 22Zalmbatterijtje
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?
- Reken eerst uit hoeveel energie het batterijtje in totaal bevat, met zijn massa en de energie per gram.
- Bepaal daarna hoeveel energie één signaal kost en hoeveel signalen het zendertje per dag geeft.
- Met de energie en het verbruik per dag weet je hoeveel dagen het batterijtje meegaat.
Hier verliezen leerlingen punten
- De massa staat in milligram en de verhouding in gram, dus reken eerst alles naar dezelfde eenheid om.
- Laat je tussenstappen zien, want zonder berekening krijg je geen punten voor de deelberekeningen.
- Rond pas af aan het eind, want een tussenuitkomst afronden kan het eindantwoord net laten verschuiven.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Zalmen leggen grote afstanden af in rivieren. Om deze verplaatsingen te kunnen volgen, wordt een aantal zalmen voorzien van een zendertje. De energie voor deze zendertjes wordt geleverd door zilveroxidebatterijtjes. De volgende halfreacties vinden plaats bij stroomlevering: Ag O + H O + 2 e – → 2 Ag + 2 OH – 2 2 Zn + 2 OH – → ZnO + H O + 2 e – 2
De zilveroxidebatterijtjes zijn te groot en te zwaar voor jonge zalm. Daarom hebben Amerikaanse onderzoekers een kleiner en lichter batterijtje, een zogenoemd zalmbatterijtje, ter grootte van een rijstkorrel ontwikkeld. In figuur 1 is de opbouw van het batterijtje schematisch weergegeven. figuur 1 Het batterijtje wordt als volgt gemaakt: − Een aluminiumgaasje wordt ingesmeerd met een pasta van carbofluor. − Dit gaasje wordt tussen twee dunne laagjes polypropeen (PP) gelegd. − Daarop komt een dun velletje lithium. − Aan de elektroden (het aluminiumgaasje en het lithiumvelletje) zijn koperdraadjes bevestigd. − De vier laagjes worden opgerold en in een kokertje gestopt. − Het kokertje wordt gevuld met elektrolyt en daarna dichtgemaakt. − Alleen de twee koperdraadjes steken uit het kokertje. De elektrolyt is een organisch oplosmiddel waarin de stof LiPF is 6 opgelost. LiPF bestaat uit twee soorten deeltjes: Li + en PF − . 6 6 Carbofluor wordt aangeduid met de formule CF . x In deze formule is x een getal dat kleiner is dan 1,25. Wanneer het batterijtje stroom levert, treden de volgende halfreacties op: CF + x e ‒ → C + x F ‒ x Li → Li + + e ‒
Figuur 2 toont een microscoopopname van een deel van het laagje polypropeen. figuur 2 In figuur 2 is te zien dat het polypropeen niet dicht is, maar gaatjes heeft.
Een van de redenen waarom in het zalmbatterijtje lithium wordt gebruikt in plaats van zink is dat 1,00 gram lithium meer elektronen kan leveren dan 1,00 gram zink.
Bereken het maximale aantal dagen dat een zalmbatterijtje energie kan leveren voor het zendertje waarmee de zalm is uitgerust. Gebruik hierbij de volgende gegevens: − De massa van het batterijtje is 100 mg. − De verhouding energie/massa van het batterijtje is 799 J g ‒1 . − Het zendertje geeft één signaal per drie seconden. − Voor ieder signaal is 1,0·10 ‒ 4 J nodig.