Elektrokemi

Kärna Positiva Protoner Neutrala Neutroner Runt om Negativa Elektroner ATOMENS BYGGNAD

ELEKTRISK STRÖM  Elektroner som rör sig i en ledare  Eller joner som rör sig i en lösning ( elektrolyt) Mg 2+

Detta kan du, Vad är joner? Atomer som är laddade kallas joner När atomer ger från sig (tappar) elektroner bildas positiva joner Metaller och väte bildar positiva joner När atomer tar upp elektroner bildas negativa joner

Vanliga negativa joner. Syrejonen kallas oxidjon O 2- Klorjonen kallas kloridjon Cl - Svaveljonen kallas sulfidjon S 2-

MOLEKYLER  Gaserna väte, syre, kväve & klor bildar molekyler där atomerna sitter ihop två och två H 2 O 2 N 2 Cl 2 H H O O N N Cl

Hur bildas joner? När atomer tappar elektroner bildas positiva joner När atomer tar upp elektroner bildas negativa joner Vad har hänt?- fyll i. Cu…………..  Cu 2+ Al…………….  Al 3+ S…………….  S 2- Br …………….  Br - 2 H + …………….  H 2 2 Cl - …………….  Cl 2 2 O 2- …………….  O 2

Hur bildas joner När atomer tappar elektroner bildas positiva joner När atomer tar upp elektroner bildas negativa joner Cu -2 e-  Cu 2+ Al- 3 e-  Al 3+ S+2 e-  S 2- Br + e-  Br - 2 H + +2 e-  H 2 2 Cl - -2 e-  Cl 2 2 O e-  O 2

Hur bildas joner När atomer tappar elektroner bildas positiva joner När atomer tar upp elektroner bildas negativa joner Cu -2 e-  Cu 2+ Al- 3 e-  Al 3+ S+2 e-  S 2- Br + e-  Br - 2 H + +2 e-  H 2 2 Cl - -2 e-  Cl 2 2 O e-  O 2

Vätejon ………….. Järnjon ………….. Aluminiumjon …………..Zinkjon………….. Sulfidjon ………….. Natriumjon………….. Oxidjon …………..Kloridjon………….. Magnesiumjon ………….. Kopparjon ………….. Kalciumjon …………..Kaliumjon ………….. Sammansatta joner Nitratjon…………..Sulfatjon ………….. Hydroxidjonen…………..

Vätejon H + Järnjon Fe 2+ Fe 3+ Aluminiumjon Al 3+ Zinkjon Zn 2+ Sulfidjon S 2- Natriumjon Na + Oxidjon O 2- Kloridjon Cl - Magnesiumjon Mg 2+ KopparjonCu 2+ Kalciumjon Ca 2+ Kaliumjon K + Sammansatta joner NitratjonNO 3 - Sulfatjon SO 4 2- HydroxidjonenOH -

 Skriv kemisk beteckning för Sulfatjon, Nitratjon och Karbonatjon?

OXIDATION ELLER REDUKTION Oxidation = Då ett ämne reagerar med syre eller att ett ämne lämnar ifrån sig elektroner. Reduktion = Då ett ämne ”befrias” från syre eller att ett ämne tar upp elektroner.

Vad visar den elektrokemiska spänningsserien?

Spänningsserien ( oxidationsskalan) OÄDLA ÄDLA En metall som lätt bildar joner kallas OÄDEL En metall som inte vill bilda joner kallas ÄDEL

 Vilka metaller är oädla?  Vilka metaller är ädla?

Dem järnspik i kopparjonlösning  Koppar är en ädlare än järn

LAB järn (Fe) och koppar( Cu) Temp Detta har hänt Cu e-  Cu Fe - 2 e-  Fe 2+ _________________________________ = Cu 2+ + Fe  Cu + Fe 2+ Temp Fe Cu 2+ Fe 2+

 Varför skall man spika fast ett koppartak med kopparspik?  Varför skall man inte spika fast ett plåttak med kopparspik?

Ädlare metaller kan skyddas av oädlare metaller  Järn skyddar koppar eftersom järn är oädlare än koppar. Mg är oädlare än järn, och en bit magnesium till tanken av järn kan skydda järnet genom att förhindra järnet korroderar så snabbt. Mg oxideras och löses upp istället för järntanken. Magnesium skyddar järnet. Man kan säga att ”den oädlare metallen offrar sig för den ädlare”

Korrosion Kopperplåt som är fastspikat med järnspik. Mellan spiken och plåten kan komma i regnvatten som innehåller lite joner. Då börjar den oädlare järnspiken att oxideras till järnjoner och lösas upp. Det kollas elektrokemi korrosion eller galvanisk korrosion.

KORROSION När oädla metaller påverkas av fuktig luft kallas det korrosion ex. järn som rostar.

 Hur förzinkar man ett metallföremål?

 Hur förkopprar man ett metallföremål?

förkoppring eller förzinkning  Metallsföremål kan skyddas mot korrosion genom att täckas med ett skikt av en annan metall. Skiktet kan antagligen vara en ädelmetall eller en metall som bildar ett skyddande oxidskikt

Två olika metaller ger galvanisk korrosion

Galvaniskt element(batteri) 2 olika elektroder Lösning med joner (elektrolyt) Zn - CU elektroder ger 1,5 V = vanligt batteri

 Vad är ett galvaniskt element?  Vad tävlar de båda metallerna om i ett galvaniskt batteri?  Hur mäter man det?  Vilken elektrod (anoden eller katoden) kommer alltid att vinna elektronerna? Vilken elektrod (anoden eller katoden) kommer alltid att förlora elektronerna?

Elektrolys  I batterier omvandlas ämnen med hög energi till ämnen med låg energi. Den energi som då släpps lös blir elektricitet som vi kan använda o glödlampor, radioapparater och mycket annat. Men man kan också göra tvärtom – tillföra elektrisk energi till olika ämnen för att omvandla dem till mer energirika ämnen. Det kollas elektrolys

Elektrolys Anod + Katod - Elektroder Elektrolyt = lösning med joner = lösning

 Vad menas med elektrolys?

LAB Galvaniskt element V Elektrod Kemiskt tecken Spänning Bly Zink Aluminium Järn Koppar Magnesium Silver Ordna metallerna med den som lättast avger e- först Ädlast är Oädlast är Kolelektrod Metall Elektrolyt ex. vatten och salt

Ackumulator Ett batteri som kan laddas upp kallas ackumulator. Ex Bilbatteri ( blyplattor i svavelsyra) NiCd batteri ( nickel kadmium)

 a) Beskriv elektrolys av saltsyra? Rita uppställning och skriv upp elektrodreaktioner samt summareaktion b)Hur skulle du kunna testa vilken gas som bildas vid de båda polerna till ovanstående fråga?

Vid katoden reduceras vätejoner till väteatomer. Vid anod oxideras kloridjoner till kloratomer

PANK P ositiv A nod N egativ K atod

Elektrolys av kopparklorid Klorgas Cl 2 Cu 2+ Cl - Vid anoden bildas klorgas Vid katoden bildas koppar Katod Anod

Elektrolys Anodreaktion Cl - avger elektroner och bildar klorgas 2 Cl - -2 e-  Cl 2 Katodreaktion Cu 2+ tar upp elektroner och bildar koppar Cu e-  Cu

Oxidation eller Reduktion Oxidation = Då ett ämne reagerar med syre eller att ett ämne lämnar ifrån sig elektroner. Reduktion = Då ett ämne ”befrias” från syre eller att ett ämne tar upp elektroner.

 Konsekvenser av elektrokemiska spänningsserien  Om man skall spika fast ett koppartak så skall man använda kopparspik. Om man använder järnspik så kommer järnet att offra elektroner till kopparen eftersom järn är oädlare än koppar.. Det finns ju alltid lite fukt med salter mellan kopparn och spiken på ett tak. En galvanisk ström kommer att bildas, och järnspikarna kommer att oxideras till järnjoner. Kanske kommer den mer hyfsade och allmänt accepterade svordomen "järnspikar" från denna förmodligen surt förvärvade erfarenhet.