Vraag 20Lithium-luchtbatterij
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?
- Tel eerst het totaal aantal valentie-elektronen van de atomen en houd rekening met de lading van het deeltje.
- Zet de atomen met bindingen en vrije elektronenparen neer, en kijk bij elk atoom naar de oktetregel.
- Bereken bij het atoom dat de lading draagt de formele lading met behulp van het periodiek systeem of Binas.
- Leg daarna uit welke eigenschap van de elektronen het deeltje zo reactief maakt.
Hier verliezen leerlingen punten
- Bij het tellen van de elektronen wordt de lading van het ion vaak vergeten, zodat de tekening niet klopt; controleer je telling.
- De formele lading staat vaak zonder berekening op het antwoordblad, en dan krijg je geen punt; schrijf de berekening erbij.
- Bij de uitleg blijft het antwoord vaak bij een algemene opmerking over reactiviteit; noem wat er met de elektronen aan de hand is.
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 een batterij zoveel mogelijk lading op te slaan in zo weinig mogelijk massa, worden batterijen ontworpen waarin zuurstof uit de lucht als oxidator optreedt. In zo’n batterij is dan alleen de reductor opgeslagen. De eigenschappen van de reductor bepalen dan in hoge mate de ladingsdichtheid. Ladingsdichtheid is gedefinieerd als de hoeveelheid lading per massa-eenheid. De aluminium-luchtbatterij is bijvoorbeeld al verkrijgbaar en veel onderzoek wordt verricht aan de lithium-luchtbatterij.
In figuur 1 is een lithium-luchtbatterij figuur 1 schematisch weergegeven. In deze opgave worden eerst de behuizing Li O 2 elektroden en dan het membraan besproken. membraan poreuze elektrode I de elektroden Op het grensvlak van het lithium en het membraan verloopt bij stroomlevering halfreactie 1. Li → Li + + e – (halfreactie 1)
Een onderzoeksgroep heeft voor de poreuze elektrode een elektrode-materiaal ontwikkeld op basis van een polymeer. In het materiaal zijn katalysatordeeltjes aanwezig, die de omzetting van zuurstof katalyseren. Bij deze omzetting wordt onder andere het O – -ion gevormd. 2 Dit ion is erg reactief en tast organische oplosmiddelen en membranen aan. Een van beide atomen in het O – -ion voldoet niet aan de oktetregel. 2
Voer de volgende opdrachten uit: – Teken een grensstructuur van het O – -ion. Geef hierbij (de) formele 2 lading(en) aan. – Leg uit waarom het O – -ion zo reactief is. 2