VAK: CHEMIE

KLAS: SS 2

DATUM:

KWARTAAL: 1ste KWARTAAL

VERWYSINGSMATERIALE

Nuwe Skoolchemie vir Senior Sekondêre Skole deur OY Ababio
Nuwe Stelselchemie vir Senior Sekondêre Skole deur TY Toon et al
SSCE vorige vrae en antwoorde oor chemie
UTME vorige vrae en antwoorde oor chemie

WEEK TIEN

ONDERWERP: TOEPASSING VAN ELEKTROCHEMIESE SELLE

INHOUD

Onderskeid tussen primêre en sekondêre selle
Tipes elektrochemiese selle.

TOEPASSING VAN ELEKTROCHEMIESE SELLE

Elektrochemiese selle word wyd gebruik om klein strome elektrisiteit op te wek vir alledaagse doeleindes en industriële bedrywighede.

PRIMÊRE EN SEKONDÊRE SELLE

Elektrochemiese sel kan geklassifiseer word in: primêre sel en sekondêre sel. 'n Primêre sel is wat nie herlaaibaar is nie bv Daniel sel en Leclanche sel. 'n Sekondêre sel is 'n sel wat herlaaibaar is, bv. Loodsuurakkumulator.

Die onderskeid tussen 'n primêre en 'n sekondêre sel is soos volg :

'n Primêre sel kan nie herlaai word nie, terwyl 'n sekondêre sel herlaai kan word.
In 'n primêre sel is chemiese reaksie onomkeerbaar, terwyl chemiese reaksie in 'n sekondêre sel omkeerbaar is.
'n Primêre sel is goedkoop en maklik om te gebruik terwyl 'n sekondêre sel duur en ingewikkeld is in gebruik.

Primêre selle word algemeen gevind en gebruik in die meeste elektriese speelgoed, horlosies, polshorlosies, huishoudelike afstandbeheer, ens.

Sekondêre selle word algemeen gebruik in aansit, beligting en ontsteking in voertuie. Hulle is ook in Uninterrupted Power Supplies (UPS), telekommunikasie, ens.

TIPES ELEKTROCHEMIESE SELLE

DANIEL SEL: Dit bestaan uit koperhouer gevul met versadigde oplossing van koper (II) tetraoksosulfaat (VI) en 'n poreuse pot gevul met 'n sinktetraoksosulfaat (VI) oplossing waarin 'n sinkstaaf gedompel word. Die aanvanklike emk wat deur die Daniel-sel geproduseer word is ongeveer 1,1 volt. Hierdie sel moet vervang word sodra die chemikalieë daarin opgebruik is.
LECLANCHE SEL: Vir hierdie sel is die anode en katode onderskeidelik 'n sinkstaaf en koolstofstaaf. Die elektroliet is 'n ammoniumchloried in oplossing of pastavorm.

By die anode verloor die sinkatome elk twee elektrone om as positief gelaaide sinkione in die elektroliet op te los. Die elektrone wat vrygestel word, gaan deur 'n eksterne stroombaan wat nuttige werk verrig soos om 'n flitsgloeilamp te verlig voordat hulle by die katode van die sel aankom.

Zn (s) → Zn 2+ (aq) + 2e - Oksidasie

By die katode aanvaar die ammoniumione elektrone om tot ammoniak en waterstofgas gereduseer te word. Die waterstofgas word deur mangaan (IV) oksied verwyder om te verhoed dat dit aan die katode kleef. Dit staan bekend as depolarisasie van die sel.

2NH 4 + (aq) + 2e - → 2NH 3(g) + H 2(g) Reduksie

Die Leclanche-droësel is die mees algemene sel wat in baie klein elektriese toestelle soos fakkels, transistorradio, fietslampe, ens.

LOODSUURAKKUMULATOR: Dit word algemeen na verwys as motorbattery. Dit word dikwels gelaai deur gelykstroom daardeur te laat loop. Die gelaaide sel kan dan 'n elektriese stroom produseer wanneer dit nodig is. Die katode van 'n volgelaaide loodakkumulator is lood(IV)oksied, PbO 2 , en sy anode is metaallood. Die elektroliet is verdunde tetraoksosulfaat (VI) suuroplossing.

Vir 'n ontlaaisel :

By die anode : Die loodatome stel elkeen twee elektrone vry om geoksideer te word na lood(II)-ione wat dan met tetraoksosulfaat(IV)-ione in die elektroliet kombineer om as lood(II)-tetraoksosulfaat (VI) op die anode neergelê te word. Die elektrone wat vrygestel word, gaan om 'n eksterne stroombaan as 'n elektriese stroom wat gebruik word om die enjin van 'n voertuig te begin, om die motorlampe aan te steek, ensovoorts voordat hulle by die elektrode aankom.

Pb (s) → Pb 2+ (aq) + 2e -

Pb 2+ (aq) + SO 4 2- (aq) → PbSO 4(s)

By die katode: Die elektrone vanaf die anode word aanvaar by die katode waar die lood (IV) oksied en die waterstofione van die elektroliet reduksie ondergaan om lood (II) ione en water te produseer. Die lood (II) ione kombineer dan met die tetraoksosulfaat (VI) ione van die elektroliet om by die katode neergesit te word as lood (II) tetraoksosulfaat (VI).

PbO 2(s) + 4H + (aq) + 2e - → Pb 2+ (aq) + 2H 2 O (l)

Pb 2+ (aq) + SO 4 2- (aq) → PbSO 4(s)

Tydens die ontladingsproses neem die digtheid van die suur af tot 1.15gcm-3 as gevolg van die absorpsie van waterstof en tetraoksosulfaat (VI) ione uit die elektroliet en die emk van die sel daal tot 1.8V.

Wanneer beide elektrodes heeltemal bedek is met lood (II) tetraoksosulfaat (VI) neerslae, sal die loodakkumulator ophou om 'n stroom te ontlaai. Om weer 'n stroom te laat produseer, sal dit herlaai moet word.

Vir 'n herlaaisel : Die elektrode wat die anode in die gelaaide sel is, word die katode, terwyl die katode die anode word. Die anode en katode van 'n eksterne elektriese bron is onderskeidelik aan die katode en anode van die herlaaisel verbind. Die reaksies word soos volg opgesom:

By die katode:

Pb 2+ (aq) → Pb (s)

PbSO 4(s)

SO 4 2- (aq)

By die anode:

Pb 2+ (aq) → PbO 2(s) + 4H + (aq)

PbSO 4(s)

SO 4 2- (aq)

Na herlaai keer die digtheid van die suur in die sel terug na die aanvanklike waarde van 1.25gcm -3 as gevolg van die vrystelling van dieselfde hoeveelheid ione (4H + , 2SO 4 2- ) in die oplossing en die emk van die sel keer terug tot 2,2V.

ALGEMENE EVALUERING/HERSIENING

Beskryf die struktuur van die Leclanche-sel.
Beskryf die chemiese reaksies wat binne 'n loodsuurakkumulator plaasvind.
Noem die funksie van mangaan (IV) oksied in 'n Leclanche sel.
Noem Faraday se tweede wet van elektrolise.
Definieer die elektrodepotensiaal van 'n metaal.

LEESOPDRAG : Nuwe Skoolchemie vir Senior Sekondêre Skool deur OY Ababio (6de uitgawe ) Bladsye 217-218.

NAWEEKOPDRAG

AFDELING A: Skryf SLEGS die korrekte opsie neer

'n Elektrolitiese sel gebruik elektriese energie om te dryf A. chemiese reaksie B. fisiese reaksie C. geen reaksie D. geen van bogenoemde

'n Elektrochemiese sel word ook genoem A. batterysel B. galvaniese sel C. sel D. laaibare sel

Elektrochemiese selle skakel A. meganiese energie om in elektriese energie B. potensiële energie in elektriese energie C. kinetiese energie in elektriese energie D. chemiese energie in elektriese energie

In die aktiwiteitsreeks van metale sal metale hoër op dien as A. katode B. anode C. soutbrug D. nie een van bogenoemde nie.

Elektroliet van droë Leclanche sel is A. watervrye ZnSO 4 B. pasterige MnO 2 C. NH 4 Cl pasta D. moeselien sak.

AFDELING B

Beskryf die struktuur van die Leclanche-sel en gee die chemiese reaksies wat daarin plaasvind.

Daar word gesê dat die reaksies wat binne 'n ontladende loodsuurakkumulator plaasvind, redoksreaksies is. Gee hierdie chemiese reaksies en regverdig die stelling.

Lesnotas volgens weke en kwartaal - Senior Seconder 2