Naturfag 2 2007/8 Elektrokjemi

Elektrokjemi i LK 06 VG1 Fenomener og stoffer (Energi for framtiden) forklare hva redoksreaksjoner er, gjøre forsøk med forbrenning, galvanisk element og elektrolyse og gjøre greie for resultatene beskrive virkemåten og bruksområdet til noen vanlige ladbare og ikke-ladbare batterier og til brenselceller

Elektrokjemiske reaksjoner F eks reaksjoner i batterier (eksoterm reaksjon hvor kjemisk energi omdannes til elektrisk energi) Se galvanisk celle: http://en.wikipedia.org/wiki/Galvanic_cell En galvanisk celle har to ”halvceller” som ioner kan ”vandre” mellom F eks elektrolyse (hvor elektrisk energi brukes til å drive en kjemisk reaksjon som normalt er endoterm)

Sammenheng med redoks? Elektrokjemiske reaksjoner er redoks-reaksjoner hvor reduksjon og oksydasjon skjer ved hver sin elektrode. Elektronene som overføres må passere gjennom en elektrisk leder. Anode: Elektroden hvor det foregår en oksydasjon, eks Zn -> Zn2+ + 2e- Katode: Elektroden hvor det foregår en reduksjon, eks Cu2+ + 2e- -> Cu

Batterier Batterier var (antakelig) kjent i oldtiden Bagdad-batteriene (fra en gang mellom 250 f. Kr. og 640 e. Kr.). Krukke som inneholder en kobbersylinder, som igjen inneholder en jernstav. Ved tilsetning av vin, eddik, sitronsaft osv vil forskjellen i elektrisk potensial mellom jern og kobber kunne drive en elektrisk strøm http://www.ufo.se/ufofiles/english/issue_2/pretech2.html http://en.wikipedia.org/wiki/Baghdad_Battery Moderne batterier utviklet av Galvani, Volta m fl sent på 1700-tallet http://electronics.howstuffworks.com/battery.htm

Mange slags batterityper Blyakkumulator (Tre former av bly, pluss svovelsyre) Tørrelementer (hovedsakelig sink og brunstein, MnO2) Alkaliske batterier Oppladbare batterier Nikkel-kadmium Nikkel-metallhydrid Osv osv Sitronbatteri http://www.howstuffworks.com/framed.htm?parent=battery.htm&url=http://members.aol.com/dswart/index.html

Elektrodepotensial - Spenningsrekka Ulike stoffer har ulik evne til å oksydere H2 til H+ Kan bl a måles ved stoffenes elektriske potensial i forhold til en referanseelektrode (SHE, Standard Hydrogen Elektrode) Spenningsrekka er en liste over de relative elektrodepotensialene til en rekke stoffer (strengt tatt ”redoks-par”) – Himmelsk kjemi s. 462 (PS boka har trykkfeil) Hvilket potensial man måler for et redoks-par, avhenger av konsentrasjon, temperatur m m

Elektrokjemiske reaksjoner skjer også utenfor batterier Galvanisk beskyttelse, offeranode: http://www.skoleforum.com/stiler/rapport/det.aspx?id=6827 http://en.wikipedia.org/wiki/Cathodic_protection Brenselcelle http://en.wikipedia.org/wiki/Fuel_cell

Elektrolyse Bruker elektrisk energi for å drive endoterm redoks-reaksjon F eks elektrolyse av saltsyre til hydrogen og klorgass F eks elektrolyse av kobbersulfatløsning (gir kobber og oksygen) F eks framstilling av aluminium fra smeltet malm (bauxitt løst i kryolitt: Hoved- sakelig Al2O3 og fluorforbindelser)