Elektrochemische cellen
Een elektrochemische cel zet een redoxreactie om in elektrische stroom, of gebruikt stroom om een reactie af te dwingen. Bij het examen moet je de rol van elektroden, elektronen en ionen kunnen uitleggen.
Een elektrochemische cel bestaat uit twee elektroden in een elektrolyt. Bij een cel die stroom levert, verloopt de reactie vanzelf. Bij elektrolyse heb je een spanningsbron nodig om de reactie af te dwingen.
Op elke elektrode vindt een halfreactie plaats. Bij oxidatie staat een stof elektronen af. Die stof is de reductor. Bij reductie neemt een stof elektronen op. Die stof is de oxidator.
De elektronen gaan niet door het elektrolyt. Ze gaan door een externe verbinding, meestal een draad. In het elektrolyt zorgen ionen voor het transport van lading. Een membraan of zoutbrug laat alleen bepaalde ionen door. Zo blijft de totale lading in beide bekers gelijk.
Welke elektrode negatief of positief is, hangt af van de situatie. Let erop of het om een cel die stroom levert gaat, of om elektrolyse. Bij een cel die stroom levert is de negatieve elektrode de plek waar oxidatie plaatsvindt, omdat daar de elektronen vandaan komen.
De stroomsterkte is de hoeveelheid lading die per seconde door de draad gaat. De eenheid is ampère, en 1 A is 1 C per seconde.
Onthoud
Oxidatie is elektronenafgifte en reductie is elektronenopname.
De reductor staat elektronen af en wordt geoxideerd.
Elektronen stromen door de externe verbinding en ionen door het elektrolyt.
Een membraan of zoutbrug houdt de lading in beide bekers in balans.
Stroomsterkte is de lading per seconde.
Voorbeeld uit een echt examen
ex2
Bij het opladen van de battolyser moet je bepalen in welke richting de hydroxide-ionen door het membraan gaan.
- 1
Bij het opladen wordt rechts nikkel(II) omgezet tot nikkel(III). Dat is oxidatie.
Veelgemaakte fouten
Leerlingen laten elektronen door het elektrolyt lopen, terwijl je elektronen door de externe verbinding volgt.
Reductor en oxidator worden vaak verwisseld, terwijl de reductor zelf juist geoxideerd wordt.
Ionen en elektronen worden door elkaar gehaald, terwijl ionen door het membraan gaan en elektronen door de draad.
Snel checken
Welke elektrode is de negatieve elektrode van een cel die stroom levert?
Waarom stopt de stroom als je de zoutbrug uit een cel haalt?