Vraag 15Zuurstofproductie op Mars
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?
- Bedenk eerst welke gegevens je nodig hebt: de massa's van Y2O3 en ZrO2 in dezelfde hoeveelheid YSZ.
- Bereken de molaire massa van Y2O3 met de atomaire massa's uit de Binas, en let op het aantal atomen per formule.
- Reken met de massaverhouding uit de opgave de massa van beide stoffen om naar chemische hoeveelheden in mol.
- Deel de twee hoeveelheden door elkaar om de molverhouding te vinden, en rond af op het juiste aantal significante cijfers.
Hier verliezen leerlingen punten
- Vergeet bij de molaire massa van Y2O3 het aantal yttriumatomen of zuurstofatomen mee te tellen.
- Reken met de massaverhouding zonder te delen door de molaire massa, waardoor je de verhouding in massa in plaats van mol geeft.
- Let op het aantal significante cijfers van het eindantwoord, want een afgeronde of te nauwkeurige uitkomst kost punten.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Om in de verre toekomst op de planeet Mars te kunnen wonen, is het belangrijk dat daar zuurstof kan worden geproduceerd. De atmosfeer van Mars bevat namelijk nauwelijks zuurstof, maar wel koolstofdioxide. Op 20 april 2021 is er door de Marsrobot Perseverance (figuur 1a) voor het eerst zuurstof geproduceerd uit koolstofdioxide dat aanwezig is in de atmosfeer van Mars. De Perseverance bevat een ‛ s olid ox ide e lectrolyzer’ (SOXE). In de SOXE wordt met behulp van elektrische energie koolstofdioxide omgezet tot onder andere zuurstof (figuur 1b). figuur 1 1a 1b Aan elektrode A wordt CO omgezet tot CO volgens: 2 CO + 2 e – → CO + O 2– (halfreactie 1) 2 Aan elektrode B ontstaat zuurstof volgens: O 2– → O (halfreactie 2) 2 Halfreactie 2 is onvolledig. In halfreactie 2 ontbreken elektronen en coëfficiënten. Op de uitwerkbijlage is halfreactie 1 weergegeven.
Het elektrolyt is YSZ: een afkorting van y ttrium ge s tabiliseerd z irkoniumoxide. Yttrium en zirkonium zijn elementen met de symbolen Y en Zr . YSZ is op te vatten als een mengsel van de zouten Y O en ZrO . 2 3 2 YSZ is een vaste stof die oxide-ionen ( O 2– ) doorgeeft. De O 2– - ionen worden het best doorgegeven bij de massaverhouding Y O : ZrO = 1,0 : 6,3. 2 3 2
Bereken in welke molverhouding Y O en ZrO aanwezig zijn bij deze 2 3 2 massaverhouding: − De molaire massa van ZrO is 123 g mol –1 . 2 − Geef de uitkomst weer als: Y O : ZrO = 1,0 : … 2 3 2 − Geef de uitkomst in het juiste aantal significante cijfers.