- Løsningen ble å lage to halvceller, dvs. å sette sinkstaven i en sinkløsning og kobberstaven i en kobberløsning
- Forbinde de to løsningene med en saltbro til en sluttet strømkrets. Saltbroen inneholder ioner som ikke deltar i noen av reaksjonene, men opprettholder ionebalansen
- Et slikt oppsett kaller vi en Danielcelle.En danielcelle er en galvanisk celle
http://www.lokus.no/static/flashEmbedder.jsp?contentItemId=2185224&selectedLanguageId=1&title=galvanisk_element
Elektrontrykk
- Setter vi en metallplate i vann, vil noen atomer gå ut av metalloverflaten som ioner. De tilhørende elektronene blir tilbake i metallet. Metallet får en negativ ladning, det bygger seg opp et elektrontrykk
- Elektrontrykket varierer fra metall til metall
- Jo lettere atomene i et metall som står i vann gir fra seg elektroner og danner ioner, jo større blir den negative ladningen på metallet
Elektrontrykk
- Det er ikke mulig å måle elektrontrykket for et enkelt metall i vann
- Vi kan måle forskjellen i elektrontrykk mellom tometaller – spenningen – med et voltmeter
- Kopler vi sammen sink og kobber blir sink negativpol og kobber positiv pol. Det er fordi sink letteregir fra seg elektroner, sink blir lettere oksidert. Elektronene blir i metallet, ionene går ut i vannet
Reaksjonsligninger
Elektrontrykk og spenningsrekken
- Vi måler en spenning på ca. 1, 1 V mellom sink og kobber i vann
- Måler vi f.eks. spenningen mellom jern og kobber på samme måte, får vi ca. 0,7 V. Det er mindre forskjell på elektrontrykket mellom jern og kobber enn mellom sink og kobber
- Ved å måle spenningen mellom kobber og andre metaller kan vi sette metallene i en rekkefølgebasert på målt spenning. Denne rekkefølgen kaller vi spenningsrekken
Spenning og strøm – oppsett i en Danielcelle
Spenningsrekken
Elektrokjemiske celler
Metaller er plassert i en rekkefølge utfra målt spenning
Et utdrag ser slik ut:
Mg, Zn, Fe, Ni, Pb, Cu
I dette utdraget er det magnesium som lettest gir fra seg elektroner og derfor er mest reaktivt
Reduksjon og oksidasjon foregår atskilt, men er koplet sammen slik at reaksjonen kan levere strøm
Fellesbetegnelse på et system der det skjer en redoksreaksjon som fører til en overgang fra kjemisk til elektrisk energi eller omvendt
I galvaniske celler blir kjemisk energi omdannet til elektrisk energi, eks. batterier som leverer strøm
I elektrolyseceller blir elektrisk energi omdannet til kjemisk energi og vi kan framstille nye stoffer, f.eks. et rent metall som aluminium fra mineralet bauxitt
Spenning og strøm
- Det motsatte av en galvanisk celle
- Vi tilfører energi for å lade opp batteriet igjen
En strømkilde må gi en kontinuerlig strøm av elektroner
Ser vi på sink og kobber, må stadig nye sinkioner gå i løsning, og stadig nye kobberioner må sette seg som metall på kobberstaven:
Zn(s) Zn2+(aq) + 2e- og Cu2+ (aq) + 2e- Cu(s)
Hva må til for å få til dette?
- Kobberstaven må stå i en løsning med kobber(II)-ioner
- Sinkstaven kan ikke stå i samme løsning for da vil elektronene reagere direkte med kobber(II)-ionene i stedet for å gå gjennom en ledning
Strøm fra kjemiske reaksjoner
- En redoksreaksjon kan deles i to halvreaksjoner
- En halvreaksjon for reduksjonen og en halvreaksjon for oksidasjonen
- Hvis reduksjonen og oksidasjonen skjer på forskjellige steder, må elektronene overføres gjennom en elektrisk leder. Vi får da en elektrisk strøm. Dette prinsippet bruker vi bl.a. i batterier
- Elektrokjemi handler om redoksreaksjoner der reduksjon og oksidasjon skjer på forskjellige steder
Elektrokjemi –
Positiv pol
Katode
Her skjer reduksjonen
Negativ pol-
Anode
Her skjer Oksidasjonen
Elektrolyse av kobberklorid
redoksreaksjoner kan levere strøm
http://www.lokus.no/static/flashEmbedder.jsp?contentItemId=2185224&selectedLanguageId=1&title=galvanisk_element
http://www.lokus.no/static/flashEmbedder.jsp?contentItemId=2185242&selectedLanguageId=1&title=elektrolyse