Loodaccu

[Zeilboot]

Hallo,

ik heb binnenkort een toets over o.a. redoxreacties en toen ik dit ging leren snapte ik iets niet. ik het al veel op het internet gezocht maar kom er niet uit. misschien kunnen jullie me helpen.

mijn probleem:

in mijn boek staat een cel: twee loodplaaten zijn in een bak met zwavelzuuroplossing geplaatst. Op één plaat is een laagje lood(IV)oxide, PbO2 aangebracht. als de accu stroomt levert vinden de volgende halfreacties plaats:

+ pool: PbO₂ + 4 H⁺ + SO₄^2- + 2 e^- -> PbSO₄ + 2 H₂O

- pool: Pb + SO₄^2- -> PbSO₄ + 2 e^-

Tot zover snap ik alles. maar dan staat er een tekening bij waarbij 6 van deze cellen in serie zijn geschakeld:



ik heb inderdaad bij natuurkunde geleerd dat je deze spanning moet opstellen:

U_totaal = U₁ + U₂ + U_x

maar ik kan maar niet begrijpen hoe de elektronenoverdracht nu precies gaat (behalve bij de twee uiteinden).

ik zie wel dat er waar in het plaatje de - staat elektronen te veel zijn, en waar de + staat te weinig.

maar in het midden zijn de loodstaafjes van de + en de - van de verschillende cellen met elkaar verbonden, waardoor deze elkaar toch neutraliseren? dus waarom is de spanning dan groter bij meer cellen (in serie) en hoe gaat de elektronen overdracht precies?

Alvast heel erg bedankt in ieder geval,

Mvg,

Bob

[klazon]

Elke cel kun je op zichzelf bekijken. Voor een cel maakt het niet uit of eenm pool direct naar de buitenwereld gaat of naar een andere cel.

De aanduidingen + en - zijn ook alleen maar relatief binnen een cel. De +pool is positief t.o.v. de -pool van dezelfde cel.

Als je de +pool van een cel verbindt met de -pool van de volgende cel, dan komen die beide polen op het zelfde "niveau", gelijk potentiaal noemen we dat. Dat maakt ook dat de +pool van de tweede cel op dubbele spanning staat t.o.v. de -pool van de eerste.

De elektronenoverdracht tussen twee cellen verloopt eigenlijk heel simpel, er loopt een stroom in de verbinding tussen de twee cellen.

[Marko]

Misschien een nuttige aanvulling:

In elke cel geldt: Bij de + pool treedt een reactie op die elektronen nodig heeft. Bij de minpool treedt een reactie op die elektronen oplevert. Die elektronen gaan de elektrode in, en in het geval van deze accu door de elektrode heen. Aan de andere zijde van de elektrode (in de volgende cel dus) gaan ze er weer uit. Daar treedt immers een reactie op waarbij deze elektronen weer nodig zijn.

In de accu bewegen de elektronen dus netto van de + pool naar de - pool. Deze elektronen stromen buiten de accu terug van de - pool naar de + pool, en dat is de elektrische stroom waar je gebruik van maakt.

[robj]

In de accu bewegen de elektronen dus netto van de + pool naar de - pool. Deze elektronen stromen buiten de accu terug van de - pool naar de + pool, en dat is de elektrische stroom waar je gebruik van maakt.

Dit kan tot het misverstand leiden dat er een elektronenstroom door de zwavelzuuroplossing is. In de accu bewegen geen elektronen door de zwavelzuuroplossing, maar wordt het transport van lading (wat wel moet plaatsvinden om de stroomkring te sluiten) verzorgd door ionen: positieve ionen van de minpool naar de pluspool en/of negatieve ionen van plus naar min.

Het negatieve ion dat door de oplossing van plus naar min gaat, hoeft niet per sé het ion te zijn dat is ontstaan aan de pluspool, want hier ontstaat niet altijd een negatief ion (hangt van de halfreactie af). Het kan in dit voorbeeld ook het sulfaation zijn dat in grote getalen aanwezig is. Of er kunnen positieve ionen van min naar plus lopen, bijvoorbeeld protonen (H+) die beweeglijk en ook voldoende aanwezig zijn.

Je zou wel kunnen zeggen, dat de negatieve lading die netto van plus naar min loopt als het ware is 'verpakt' in ionen. Misschien dat je dat bedoelt, want je gebruikt inderdaad het woordje 'netto'.

[klazon]

Dat is toch maar een academisch verschil? Of zo'n elektron nou in zijn eentje naar de overkant reist, of op de rug van een ion, netto gezien gaan er elektronen van +pool naar -pool.

PS: een beetje dubbelop, maar dat komt omdat jij je bericht aan het wijzigen was, terwijl ik mijn bericht zat te typen.

[robj]

maar ik kan maar niet begrijpen hoe de elektronenoverdracht nu precies gaat (behalve bij de twee uiteinden).

Je kunt een batterij zien als een 'elektronenpomp'. In jouw serieschakeling worden elektronen in zes etappes 'omhoog gepompt'.

Vergelijk het met het omhoog pompen van water (zeg maar terug het stuwmeer in). Als één pomp maar 25 meter haalt, moet je het water in vier stappen (dus met vier pompen) omhoog pompen om het bijvoorbeeld 100 meter hoger het stuwmeer in te krijgen.

[Marko]

Dit kan tot het misverstand leiden dat er een elektronenstroom door de zwavelzuuroplossing is. In de accu bewegen geen elektronen door de zwavelzuuroplossing, maar wordt het transport van lading (wat wel moet plaatsvinden om de stroomkring te sluiten) verzorgd door ionen: positieve ionen van de minpool naar de pluspool en/of negatieve ionen van plus naar min.

Het gebruik van de term elektron waardoor de suggestie wordt gewekt dat elektronen door de oplossing bewegen was inderdaad onnauwkeurig. De netto lading van de elektronen gaat in de cel van plus naar min. Elektronen bevinden zich niet los in oplossing (of in ieder geval: niet in deze situatie) maar ik wilde de TS niet vermoeien met het precieze mechanisme.

Transport lijkt mij overigens voornamelijk via H⁺ te gaan; bij beide halfreacties wordt evenveel SO₄^2- gebruikt dus in de cel kan geen netto transport van SO₄^2- zijn.

[robj]

Transport lijkt mij overigens voornamelijk via H⁺ te gaan; bij beide halfreacties wordt evenveel SO₄^2- gebruikt dus in de cel kan geen netto transport van SO₄^2- zijn.

Als er sulfaationen aanwezig zijn, kunnen deze zich verplaatsen en zullen dat ook doen. Maar inderdaad, omdat H+ veel beweeglijker is, zal het voornamelijk via H+ gebeuren.

PS en enigzins off topic: Ik heb in mijn studietijd ooit een anorganische synthese gedaan waarin metallisch natrium in vloeibare ammoniak moest worden gebracht. Er ontstaat dan een mooie blauwe kleur die wordt toegeschreven aan geammoniakeerde elektronen, dus 'vrije' elektronen met een ammoniakmantel. Leuke proef!

[Marko]

Je mist het punt dat ik wil maken: Ze kunnen zich wel verplaatsen, maar aan beide polen wordt evenveel SO₄^2- verbruikt. Bij deze specifieke reactie kan daarom SO₄^2- zich netto nooit van de ene naar de andere pool verplaatsen, en kan dus ook niet voor ladingstransport zorgen.

H⁺ kan dat wel. Dat wordt aan de + pool verbruikt, en dus zal er netto H⁺ naar die pool stromen.

Dit staat los van de verschileln in beweeglijkheid van de ionen.

[Zeilboot]

Heel erg bedankt voor de reacties! ik he alles heel snel doorgelezen. maar zal het zo allemaal nog een keer rustig doorlezen.

Bob