Vraag 34Ademende flowbatterij
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?
- Bekijk eerst in figuur 2 welke atomen en bindingen in de herhaalde eenheid zitten.
- Bij de vorming van een polymeer verdwijnt er een binding in het monomeer, dus zoek uit welke binding dat is.
- Met de covalentieregels bepaal je hoeveel bindingen elk C- en N-atoom nodig heeft.
- Teken daarna het monomeer met alle atomen en bindingsstreepjes, ook die die in figuur 2 ontbreken.
Hier verliezen leerlingen punten
- Bij het terugmaken naar het monomeer vergeten leerlingen vaak een binding die in het polymeer is verdwenen.
- Let erop dat elk C- en N-atoom precies zoveel bindingen heeft als het atoom past, anders verliest u het punt voor de structuur.
- Vergeet niet de ontbrekende bindingsstreepjes tussen C en N te tekenen, want die worden expliciet gevraagd.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Steeds meer elektrische energie wordt duurzaam opgewekt, bijvoorbeeld met behulp van zonnecellen. Hierdoor stijgt de vraag naar betaalbare opslag van energie. Een Amerikaans onderzoeksteam onder leiding van professor Chiang heeft daarom een ‘flowbatterij’ ontwikkeld op basis van goedkope stoffen zoals natriumpolysulfide ( Na S ). 2 4
In figuur 1 is de flowbatterij schematisch weergegeven. figuur 1 halfcel A halfcel B zuurstofdoorlatend membraan elektrode A elektrode B voorraadvat A voorraadvat B H O S 2 3 2 4 O Na + Na + 2 3 2 + S 2 H pomp pomp Na + -doorlatend membraan De twee halfcellen A en B zijn ieder verbonden met een voorraadvat en zijn van elkaar gescheiden door een membraan dat Na + -ionen doorlaat. Tijdens het gebruik van de flowbatterij worden de oplossingen uit de voorraadvaten langs de elektroden gepompt (de ‘flow’). De elektroden reageren zelf niet mee. Wanneer de batterij nog niet is opgeladen, bevatten halfcel A en het daarop aangesloten voorraadvat A een oplossing van natriumsulfaat en zwavelzuur. Halfcel B en het daarop aangesloten voorraadvat B bevatten in niet opgeladen toestand een natriumpolysulfide-oplossing. Om nevenreacties te voorkomen, wordt de pH in halfcel B verhoogd. Hiervoor is 3,0 M natriumhydroxide-oplossing gebruikt.
Tijdens het opladen treden de volgende halfreacties op: elektrode A: 2 H O → O + 4 H + + 4 e – (halfreactie 1) 2 2 elektrode B: S 2– + 2 e – → 2 S 2– (halfreactie 2) 4 2
Chiang stelt dat deze batterij als het ware zuurstof in- en uitademt.
Een van de halfcellen van de flowbatterij bevat een membraan waardoor zuurstof kan passeren. Dit membraan bestaat onder andere uit een poreuze koolstoflaag die is gemaakt door het polymeer PAN te verkolen. In figuur 2 is de structuurformule van een gedeelte uit het midden van een PAN-molecuul weergegeven. De bindingsstreepjes tussen het C -atoom en het N -atoom zijn niet weergegeven. figuur 2 H H H CH CH C CH C CH C 2 2 2 CN CN CN PAN
Geef de structuurformule van het monomeer waaruit PAN is gevormd. Zorg dat ook de ontbrekende bindingsstreepjes tussen het C -atoom en het N -atoom zijn weergegeven.