Vraag 14Zeewater-accu
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?
- Kijk eerst naar de deeltjes links van de pijl in halfreactie 3 en bedenk welke elektronen opnemen.
- Bepaal daarna wat er met het oxidatiegetal van het deeltje gebeurt wanneer het elektronen opneemt.
- Denk bij de legering na over welke deeltjes het rooster opbouwen en hoe die aan elkaar vastzitten.
- Schrijf het antwoord met de juiste formule en de precieze naam van het roostertype.
Hier verliezen leerlingen punten
- Let erop dat je de formule overneemt zoals het deeltje in de halfreactie staat, inclusief de lading.
- Noem het roostertype bij naam en leg niet alleen uit wat er in een rooster zit.
- Geef bij de vraag naar het deeltje precies één formule en niet meerdere mogelijkheden naast elkaar.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
De huidige lithium-ionbatterij is geschikt voor de duurzame opslag van energie, maar het benodigde lithium is schaars. Daarom wordt onderzoek gedaan naar een accu die natrium-ionen gebruikt. Na + -ionen zijn overvloedig aanwezig in zeewater. De molariteit van de Na + -ionen hierin is gemiddeld 470 mmol per liter zeewater.
Een accu die Na + -ionen uit zeewater gebruikt, wordt een zeewater-accu genoemd. Het opladen van een bepaald type zeewater-accu is in figuur 1 schematisch weergegeven. figuur 1 Oplossing A bevat het zout natriumtrifluormethaansulfonaat ( NaCF SO ). 3 3 Dit zout bevat twee soorten ionen: Na + -ionen en trifluormethaansulfonaat-ionen.
Bij het opladen vindt aan de natriumelektrode een halfreactie plaats waarbij Na + -ionen uit oplossing A worden omgezet tot natrium. Zeewater is licht basisch. Aan de koolstofelektrode reageren bij het opladen hydroxide-ionen tot zuurstof en water volgens halfreactie 1. opladen: 4 OH – → O + 2 H O + 4 e – ( halfreactie 1) 2 2
De accu kan uiteraard ook stroom leveren .
De natrium-elektrode is goed afgesloten voor water. Als toch een kleine hoeveelheid water in de elektroderuimte terechtkomt, kan water reageren met natrium. Hierbij wordt vast natriumhydroxide ( NaOH ) gevormd. Ook ontstaat een andere stof, hierop is gevarenzin H220 van toepassing.
Vanwege de risico’s van het gebruik van natriumelektroden is onderzoek gedaan naar het gebruik van andere elektroden in zeewater-accu’s. Een van de onderzochte elektroden is een elektrode van di-antimoontrisulfide ( Sb S ). Deze stof reageert bij opladen met Na + -ionen tot het metaal 2 3 antimoon ( Sb ) en een zout (halfreactie 2). Vervolgens worden Sb -atomen en Na + -ionen omgezet tot de legering Na Sb (halfreactie 3). 3 Sb S + 6 Na + + 6 e – → 2 Sb + 3 Na S (halfreactie 2) 2 3 2 2 Sb + 6 Na + + 6 e – → 2 Na Sb (halfreactie 3) 3 In halfreactie 3 neemt een van de deeltjes elektronen op.
− Geef de formule van het deeltje in halfreactie 3 dat elektronen opneemt. − Geef aan welk type rooster aanwezig is in de legering Na Sb. 3