uitleggen dat een stroombron gezien kan worden als een elektronenpomp.
Na hoofdstuk 7 kun je:
een schematische tekening maken van een elektrolyseopstelling,
bij een elektrolyseopstelling aangeven wat de oxidator is en wat de reductor,
bij een elektrolyseopstelling aangeven welke de positieve elektrode is en welke de negatieve,
aangeven hoe metalen elektrolytisch uit een oplossing gewonnen kunnen worden,
aangeven hoe onedele metalen door middel van elektrolyse gewonnen kunnen worden,
berekeningen uitvoeren aan elektrolyseopstellingen aan de hand van de wet van Faraday.
aangeven dat bij elektrolyse chloride-ionen eerder dan watermoleculen reageren aan de positieve elektrode.
7.1 Survival Challenge Intro
Ontsmetting gezocht
Je hebt uiteindelijk een noodsignaal uitgezonden! Maar de tijd begint te dringen. Je hand is flink verwond tijdens de crash en begint te ontsteken. Je weet dat in de tropen ontstekingen erg snel kunnen verslechteren. Bloedvergiftiging en koudvuur liggen op de loer. Een ontstoken vinger kan al binnen twee dagen dodelijk worden. Je moet de hand blijven ontsmetten, maar je ontsmettingsmiddelen uit de EHBO doos zijn inmiddels op. Als je niet snel je hand kunt ontsmetten ben je misschien wel dood vlak voordat je gered wordt!
Je weet dat chloorwater ontsmet als geen ander. Chloor is een vluchtige stof die helaas niet in het wrak aanwezig is. Je beseft dat als je redoxreacties ook zou kunnen laten verlopen tegen de potentiaal in, je van chloride-ionen (uit de zoutzakjes) chloor kunt maken. Terwijl je hierover hardop aan het denken bent, mompelt de piloot iets over elektrolyse...en zakt weer buiten bewustzijn.
7.2 Theorie
Rekenen aan elektrolysereacties
Een coulomb is gedefinieerd als 1 As (ampère-seconde) oftewel:
1 C = 1 ampère x 1 seconde
De constante van Faraday wordt in deze context ook vaak gebruikt. De constante van Faraday is de totale lading (in coulomb) van 1 mol elekronen, namelijk 9,64853 * 104 C/mol.
Met bovenstaande gevegevens kun je ampère omrekenen naar het aantal mol elektronen. Wanneer je het totale aantal (mol) elektronen weet, kun je vaak ook de hoeveelheid ionen, moleculen of atomen uitrekenen. Dit ga je oefenen in de volgende opdracht.
Je hebt gezien dat de bereiding van aluminium uit bauxiet veel energie kost. Dit komt onder meer doordat het aluminiumoxide eerst in vloeibare toestand moet worden gebracht. Het blijkt ook mogelijk om aluminium door middel van elektrolyse te winnen. Aangezien dit proces bij kamertemperatuur mogelijk is, zou dit een grote kostenbesparing zijn. Maar dan moet het aluminiumoxide wel eerst opgelost worden in water.
Aluminiumoxide is echter slecht oplosbaar in water (zie tabel 45A van Binas). Met een zuurbase reactie is aluminiumoxide vrij gemakkelijk om te zetten in een oplosbaar aluminiumzout. Je zou bijvoorbeeld zwavelzuur kunnen gebruiken om aluminiumoxide om te zetten in het oplosbare zout aluminiumsulfaat. Zou het mogelijk zijn om aluminium te winnen uit een oplossing van aluminiumsulfaat? En hoe zit dat met andere zoutoplossingen?
Je gaat nu weer zelf aan de slag. De onderzoeksvraag van het practicum dat je gaat doen is: is het mogelijk om metalen te winnen uit zoutoplossingen? Een werkdocument voor het practicum is hier te vinden.
1. Voorspel met behulp van tabel 48 (Binas) welke processen kunnen verlopen wanneer je aluminiumoxide oplost in een zuur en elektrolyse toepast. Stel de halfreacties op per elektrode en geef de totaalreacties, ook wanneer je denkt dat je het metaal niet kan winnen op deze manier.
2. Voorspel bij elk van de volgende vijf experimenten tenslotte wat je verwacht waar te nemen.
Kun je aluminium winnen uit een oplossing van aluminiumsulfaat?
Kun je koper winnen uit een oplossing van kopersulfaat?
Kun je zink winnen uit een oplossing van zinksulfaat?
Kun je natrium winnen uit een oplossing van natriumchloride?
Kun je zilver winnen uit een oplossing van zilvernitraat?
3. Je krijgt de beschikking over oplossingen van aluminiumsulfaat, kopersulfaat, zinksulfaat, natriumchloride en zilvernitraat. Bouw een elektrolyse opstelling en voer je onderzoek uit. Noteer nauwkeurig welke waarnemingen te zien zijn aan beide elektroden.
4. Kloppen je waarnemingen met je hypothese? Zo nee, waarom niet? Bespreek je resultaten met andere leerlingen. Geef vervolgens antwoord op de deelvragen en daarna antwoord op de onderzoeksvraag.
7.5 Verwerking
7.6 Diagnostische toets
Diagnostische toets
Maak de diagnostische toets van dit hoofdstuk en bespreek je resultaat met de PAL.
Het arrangement 8 H7 Elektrolyse is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Auteur
Bètapartners
Je moet eerst inloggen om feedback aan de auteur te kunnen geven.
Laatst gewijzigd
2015-05-08 14:53:45
Licentie
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding-GelijkDelen 3.0 Nederland licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding en publicatie onder dezelfde licentie vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Dit materiaal is achtereenvolgens ontwikkeld en getest in een SURF-project (2008-2011: e-klassen als voertuig voor aansluiting VO-HO) en een IIO-project (2011-2015: e-klassen&PAL-student). In het SURF project zijn in samenwerking met vakdocenten van VO-scholen, universiteiten en hogescholen e-modules ontwikkeld voor Informatica, Wiskunde D en NLT. In het IIO-project (Innovatie Impuls Onderwijs) zijn in zo’n samenwerking modules ontwikkeld voor de vakken Biologie, Natuurkunde en Scheikunde (bovenbouw havo/vwo). Meer dan 40 scholen waren bij deze ontwikkeling betrokken.
Organisatie en begeleiding van uitvoering en ontwikkeling is gecoördineerd vanuit Bètapartners/Its Academy, een samenwerkingsverband tussen scholen en vervolgopleidingen. Zie ook www.itsacademy.nl
De auteurs hebben bij de ontwikkeling van de module gebruik gemaakt van materiaal van derden en daarvoor toestemming verkregen. Bij het achterhalen en voldoen van de rechten op teksten, illustraties, en andere gegevens is de grootst mogelijke zorgvuldigheid betracht. Mochten er desondanks personen of instanties zijn die rechten menen te kunnen doen gelden op tekstgedeeltes, illustraties, enz. van een module, dan worden zij verzocht zich in verbinding te stellen met de programmamanager van de Its Academy (zie website).
Gebruiksvoorwaarden: creative commons cc-by sa 3.0
Handleidingen, toetsen en achtergrondmateriaal zijn voor docenten verkrijgbaar via de bètasteunpunten.
Aanvullende informatie over dit lesmateriaal
Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:
Toelichting
Deze les maakt onderdeel uit van de e-klas 'Survival in de Afrikaanse Bush' voor VWO 5 voor het vak scheikunde.
Je hebt uiteindelijk een noodsignaal uitgezonden! Maar de tijd begint te dringen. Je hand is flink verwond tijdens de crash en begint te ontsteken. Je weet dat in de tropen ontstekingen erg snel kunnen verslechteren. Bloedvergiftiging en koudvuur liggen op de loer. Een ontstoken vinger kan al binnen twee dagen dodelijk worden. Je moet de hand blijven ontsmetten, maar je ontsmettingsmiddelen uit de EHBO doos zijn inmiddels op. Als je niet snel je hand kunt ontsmetten ben je misschien wel dood vlak voordat je gered wordt!
