Elektrokemi Elektrokemi

KärnaPositiva ProtonerNeutrala Neutroner

Runt omNegativa Elektroner

ATOMENS BYGGNAD

ELEKTRISK STRÖMELEKTRISK STRÖM

Elektroner som rör sig i en ledare Elektroner som rör sig i en ledare

Eller joner som rör sig i en lösning Eller joner som rör sig i en lösning ( elektrolyt)( elektrolyt)

Mg 2+

Detta kan du, Vad är joner?Detta kan du, Vad är joner?Atomer som är laddade kallas jonerAtomer som är laddade kallas joner

När atomer ger från sig (tappar) elektroner bildas När atomer ger från sig (tappar) elektroner bildas positiva jonerpositiva joner

Metaller och väte bildar positiva jonerMetaller och väte bildar positiva joner

När atomer tar upp elektroner bildas negativa När atomer tar upp elektroner bildas negativa jonerjoner

Vanliga negativa joner.Vanliga negativa joner.

  Syrejonen kallas oxidjon OSyrejonen kallas oxidjon O 2- 2-

  Klorjonen kallas kloridjon ClKlorjonen kallas kloridjon Cl - -

  Svaveljonen kallas sulfidjon SSvaveljonen kallas sulfidjon S 2- 2-

MOLEKYLER MOLEKYLER

Gaserna väte , syre , kväve & klorGaserna väte , syre , kväve & klor

bildar molekyler där atomerna sitter ihop bildar molekyler där atomerna sitter ihop

två och två två och två

H2 O2 N2 Cl2

H

H

O

ON N Cl

Cl

Hur bildas jonerHur bildas joner

När atomer tappar elektroner bildas positiva jonerNär atomer tar upp elektroner bildas negativa jonerVad har hänt??- fyll i.Cu ………….. Cu2+

Al ……………. Al3+

S ……………. S2-

Br ……………. Br -

2 H + ……………. H2

2 Cl - ……………. Cl2

2 O 2- ……………. O2

Hur bildas jonerHur bildas joner

När atomer tappar elektroner bildas positiva jonerNär atomer tar upp elektroner bildas negativa joner

Cu - 2 e- Cu2+

Al - 3 e- Al3+

S + 2 e- S2-

Br + e- Br -

2 H + + 2 e- H2

2 Cl - - 2 e- Cl2

2 O 2- + 4 e- O2

Hur bildas jonerHur bildas joner

När atomer tappar elektroner bildas positiva jonerNär atomer tar upp elektroner bildas negativa joner

Cu - 2 e- Cu2+

Al - 3 e- Al3+

S + 2 e- S2-

Br + e- Br -

2 H + + 2 e- H2

2 Cl - - 2 e- Cl2

2 O 2- + 4 e- O2

Vätejon Vätejon ………….. ………….. Järnjon Järnjon …………..…………..Aluminiumjon Aluminiumjon …………..………….. ZinkjonZinkjon …………..…………..Sulfidjon Sulfidjon ………….. Natriumjon…………..………….. Natriumjon…………..Oxidjon Oxidjon …………..………….. KloridjonKloridjon …………..…………..Magnesiumjon Magnesiumjon ………….. Kopparjon ………….. Kopparjon

…………..…………..KalciumjonKalciumjon ………….. ………….. Kaliumjon Kaliumjon …………..…………..

    Sammansatta jonerSammansatta joner  NitratjonNitratjon …………..………….. Sulfatjon …………..Sulfatjon …………..HydroxidjonenHydroxidjonen …………..…………..

Vätejon Vätejon HH + + Järnjon Järnjon Fe Fe 2+ 2+ Fe Fe 3+ 3+

Aluminiumjon Aluminiumjon AlAl 3+ 3+ ZinkjonZinkjon ZnZn2+2+

Sulfidjon Sulfidjon S S 2- 2- Natriumjon Natriumjon NaNa + +

Oxidjon Oxidjon O O 2- 2- KloridjonKloridjon ClCl--

Magnesiumjon MgMagnesiumjon Mg 2+ 2+ KopparjonKopparjon CuCu2+2+  KalciumjonKalciumjon Ca Ca 2+ 2+ Kaliumjon Kaliumjon K K ++

Sammansatta jonerSammansatta joner  NitratjonNitratjon NONO

33- - Sulfatjon Sulfatjon SOSO

442- 2-

HydroxidjonenHydroxidjonen OHOH - -

Skriv kemisk beteckning för Sulfatjon, Skriv kemisk beteckning för Sulfatjon, Nitratjon och Karbonatjon?Nitratjon och Karbonatjon?

OXIDATION ELLER OXIDATION ELLER REDUKTIONREDUKTION

OxidationOxidation = Då ett ämne reagerar med syre = Då ett ämne reagerar med syre eller att ett ämne lämnar ifrån sig elektroner.eller att ett ämne lämnar ifrån sig elektroner.

ReduktionReduktion = Då ett ämne ”befrias” från syre = Då ett ämne ”befrias” från syre eller att ett ämne tar upp elektroner.eller att ett ämne tar upp elektroner.

Vad visar den elektrokemiska Vad visar den elektrokemiska spänningsserien?spänningsserien?

Spänningsserien Spänningsserien ( oxidationsskalan) ( 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 oädla?

Vilka metaller är ädla?Vilka metaller är ädla?

Dem järnspik i kopparjonlösningDem järnspik i kopparjonlösning

Koppar är en ädlare Koppar är en ädlare än järnän järn

LAB järn (Fe) och koppar( Cu)LAB järn (Fe) och koppar( Cu)

Temp

Detta har hänt

Cu2+ + 2 e- Cu Fe - 2 e- Fe 2+

_________________________________= Cu2+ + Fe Cu + Fe 2+

Temp

Fe

Cu2+ Fe 2+

Varför skall man spika fast ett koppartak Varför skall man spika fast ett koppartak med kopparspik?med kopparspik?

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

Ädlare metaller kan skyddas av Ädlare metaller kan skyddas av oädlare metalleroädlare metaller

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

Korrosion 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.

KORROSIONKORROSION

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

Hur förzinkar man ett metallföremål? Hur förzinkar man ett metallföremål?

Hur förkopprar man ett metallföremål?Hur förkopprar man ett metallföremål?

förkoppring eller förzinkning förkoppring eller förzinkning

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

Två olika metaller ger galvanisk Två olika metaller ger galvanisk korrosionkorrosion

Galvaniskt element(batteri)Galvaniskt element(batteri)

2 olika elektroder 2 olika elektroder

Lösning med joner (elektrolyt)Lösning med joner (elektrolyt)

Zn - CU elektroder ger 1,5 V = vanligt Zn - CU elektroder ger 1,5 V = vanligt batteri batteri

Vad är ett galvaniskt element?Vad är ett galvaniskt element?

Vad tävlar de båda metallerna om i ett Vad tävlar de båda metallerna om i ett galvaniskt batteri?galvaniskt batteri?

Hur mäter man det?Hur mäter man det?

Vilken elektrod (anoden eller katoden) Vilken elektrod (anoden eller katoden) kommer alltid att vinna elektronerna? kommer alltid att vinna elektronerna? Vilken elektrod (anoden eller katoden) Vilken elektrod (anoden eller katoden) kommer alltid att förlora elektronerna?kommer alltid att förlora elektronerna?

Elektrolys Elektrolys

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

ElektrolysElektrolys

Anod + Katod -

Elektroder Elektrolyt = lösning med joner = lösning

Vad menas med elektrolys? Vad menas med elektrolys?

LAB Galvaniskt elementLAB Galvaniskt elementV

Elektrod Kemiskt tecken SpänningBly ZinkAluminiumJärnKopparMagnesiumSilver

Ordna metallerna med den som lättast avger e- förstÄdlast är Oädlast är

Kolelektrod

Metall

Elektrolyt ex. vatten och salt

AckumulatorAckumulator

Ett batteri som kan laddas upp kallas Ett batteri som kan laddas upp kallas ackumulator . ackumulator .

Ex Ex

Bilbatteri ( blyplattor i svavelsyra)Bilbatteri ( blyplattor i svavelsyra)

NiCd batteri ( nickel kadmium)NiCd batteri ( nickel kadmium)

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

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

PANKPANKPPositiv ositiv

AAnod nod

NNegativ egativ

KKatodatod

Elektrolys Elektrolys avav

kopparklorid kopparklorid

Klorgas Cl2

Cu2+

Cl -Cl -

Vid anoden bildas klorgas

Vid katoden bildas koppar

Katod Anod

ElektrolysElektrolys

Anodreaktion Anodreaktion

ClCl - - avger elektroner och bildar klorgas avger elektroner och bildar klorgas

2 Cl2 Cl - - -- 2 e-2 e- ClCl22

KatodreaktionKatodreaktion

CuCu2+ 2+ tar upp elektroner och bildar koppartar upp elektroner och bildar koppar

CuCu2+ 2+ + + 2 e-2 e- Cu Cu

Oxidation eller ReduktionOxidation eller Reduktion

OxidationOxidation = Då ett ämne reagerar med syre = Då ett ämne reagerar med syre eller att ett ämne lämnar ifrån sig elektroner.eller att ett ämne lämnar ifrån sig elektroner.

ReduktionReduktion = Då ett ämne ”befrias” från syre = Då ett ämne ”befrias” från syre eller att ett ämne tar upp elektroner.eller att ett ämne tar upp elektroner.

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