Springen naar inhoud

Batterij maken


  • Log in om te kunnen reageren

#1

DarkZehel

    DarkZehel


  • >25 berichten
  • 48 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 28 maart 2012 - 16:36

We kregen een opdracht om een zo'n sterk mogelijke batterij te maken.
We mogen daarvoor CuSO4 en ZnSO4 gebruiken, beide maximaal 10gram afwegen voor een batterij en maximale concentratie van 1M. Een zoutbrug van KCl van maximaal 3M. Met aan de anode een zinkplaatje en aan de kathode een koperplaatje.

Ons groepje heeft al bedacht, 6 bekerglazen te vullen met een totaal van 120mL CuSO4 en ZnSO4 (20mL in ieder bekerglas dus) met zoutbruggen ertussen, oftewel 3 cellen. De CuSO4-oplossing met een sterkte 1,0M en de ZnSO4 met een sterkte van 0,1M.
Dit zou theoretisch 3,3V op moeten leveren.

Heeft er nog iemand meer tips?

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 10 april 2012 - 21:50

Sorry, ik ben er wat laat bij. Wat is een sterke batterij? Uit je relaas begrijp ik dat je de spanning wilt maximaliseren? Waarom niet de maximale stroom?

Als je echt op spanning jaagt: wat gebeurt er met de spanning als je de concentraties door 10 deelt? Zou dat je kunnen helpen om nog een hogere spanning te maken?

#3

DarkZehel

    DarkZehel


  • >25 berichten
  • 48 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 11 april 2012 - 14:45

Het is inderdaad een beetje laat, we hebben de practica al gehad, maar ik wil er nog wel meer over leren, want ik vind het een interessant onderwerp.
Even nog een keer de stoffen die je mocht gebruiken, omdat er wijzigingen waren:
CuSO4 (S) max. 10g
ZnSO4 (S) max. 10g
KMnO4 (aq) 0,02M max 15 mL
CH3COOH (aq) 1,00M max 60 mL
Aluminiumfolie
Koperplaatjes
Potloden (grafiet als elektrode)
Spijkers met zink-coating
Platina-elektrodes

En de stoffen die je kon oplossen mochten niet meer dan een concentratie van 1,00M bevatten.

We hadden het als volgt gedaan: 15 cellen, met in iedere cel:
Als kathode: 1 mL KMnO4 + 2 mL CH3COOH met als elektrode een potlood
Als anode: 0,1M ZnSO4 met als elektrode een spijker.
De anode en kathode verbonden met zoutbruggen (3,0M KCl-gedrenkt papiertje)
en de cellen verbonden d.m.v. kabeltjes

Dit zou theoretisch zo'n 31,5 V op moeten leveren, wij bereikten een voltage van 18,61 V

Op je vragen:
Met een sterke batterij bedoelde ik een batterij met zo'n hoog mogelijke spanning.

Als je van beide oplossingen de concentraties door 10 deelt, veranderd er niks aan de spanning. De spanning is het hoogst als je de concentratie aan de kathode zo hoog mogelijk houdt en de concentratie aan de anode zo laag mogelijk.(Op advies van onze theorie leraar is het niet verstandig lager dan een 0,1M concentratie aan de anode te gaan, omdat hij anders te snel "leeg is")

#4

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 11 april 2012 - 21:16

Zoals je aan je eigen oplossing kunt zien is het een beetje een flauw experiment geworden: hoe kan ik zoveel mogelijk cellen koppelen. Als de spanning het enige is dat telt kun je altijd een beter resultaat bereiken door meer cellen te maken met een lagere concentratie....

Dat de cel te snel "leeg" zou zijn met een te lage concentratie vind ik een interessant gegeven. Welke reactie krijg je aan die anode?

Verder schrijf je dat je de concentratie aan de kathode zo hoog mogelijk moet houden, maar je kaliumpermanganaat is 0,0066M. Wat verwacht je hier als reactie?

#5

DarkZehel

    DarkZehel


  • >25 berichten
  • 48 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 12 april 2012 - 10:31

De reactie verandert toch niet als je de concenctratie verandert ? Of ligt dit aan mij ?
Of je nou een 1,0M of 0,1M oplossing hebt aan de anode, de reactie blijft hetzelfde toch ?

De reactie aan de kathode zou zijn: MnO4- + 8 H3O+ + 5 e- --> Mn2+ + 12 H2O

#6

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 12 april 2012 - 19:22

Inderdaad, de halfreactie verandert niet met de concentratie. Wel de potentiaal van de halfreactie! Dit is de Wet van Nernst. In dit geval: hoe hoger de concentratie zuur en permanganaat, en hoe lager de mangaanionconcentratie, hoe hoger de potentiaal van de cel.

Hetzelfde geldt aan de andere pool. Schrijf het maar eens op.

#7

DarkZehel

    DarkZehel


  • >25 berichten
  • 48 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 21 april 2012 - 20:27

Maar om zo'n hoog mogelijke spanning te krijgen, moet je toch zo'n hoog mogelijke concentratie kathode en zo'n laag mogelijke concentratie anode krijgen?

Dan moet de concentratie zuur en permanganaat (anode) toch ook zo laag mogelijk zijn ?

#8

Typhoner

    Typhoner


  • >1k berichten
  • 2446 berichten
  • VIP

Geplaatst op 22 april 2012 - 19:11

je kan, als je het kwalitatief wil spelen, gewoon het principe van le Chatelier gebruiken.
This is weird as hell. I approve.

#9

DarkZehel

    DarkZehel


  • >25 berichten
  • 48 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 01 mei 2012 - 14:00

Zou je kunnen uitleggen wat dat is? Ik heb er nog nooit van gehoord namelijk

#10

mathfreak

    mathfreak


  • >1k berichten
  • 2460 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 01 mei 2012 - 18:28

Zou je kunnen uitleggen wat dat is? Ik heb er nog nooit van gehoord namelijk

Zie http://nl.wikipedia....n_Le_Ch√Ętelier
"Mathematics is a gigantic intellectual construction, very difficult, if not impossible, to view in its entirety." Armand Borel

#11

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 06 mei 2012 - 12:40

Eigenlijk moet je geen regeltjes onthouden over "hoe hoger de concentratie, ....". Wat je altijd in gedachten moet houden is dat als de concentratie van de produkten toeneemt, de reactie steeds minder graag gaat lopen. En als de concentratie van de uitgangsstoffen toeneemt, gaat de reactie steeds liever lopen. En bij een elektrochemische cel is het zo dat als de reactie graag wil verlopen, je celpotentiaal hoger is.

De Wet van Nernst maakt dit kwantitatief.

#12

DarkZehel

    DarkZehel


  • >25 berichten
  • 48 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 14 mei 2012 - 23:11

Eigenlijk moet je geen regeltjes onthouden over "hoe hoger de concentratie, ....". Wat je altijd in gedachten moet houden is dat als de concentratie van de produkten toeneemt, de reactie steeds minder graag gaat lopen. En als de concentratie van de uitgangsstoffen toeneemt, gaat de reactie steeds liever lopen. En bij een elektrochemische cel is het zo dat als de reactie graag wil verlopen, je celpotentiaal hoger is.

De Wet van Nernst maakt dit kwantitatief.


Zijn uitgangsstoffen en produkten niet hetzelfde ?

OT: Ik snap wat je bedoelt, maar ga je dan niet van de stoffen overhouden waardoor het evenwicht verstoort wordt?
Daarbij heb ik dan ook nog zuur in overmaat. Reageren die allemaal niet meer mee, zodra de verhouding van de reagens uit balans is ?

#13

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 21 mei 2012 - 21:32

Sorry, maar ik kan je bericht niet volgen.

Uitgangsstoffen staan links in de reactie, produkten rechts. Als je de reactie omdraait (in het geval van een evenwicht) dan wisselen ze inderdaad van plek en van naam.

Wat voor stoffen ga je "overhouden"? Als je een stof in grote overmaat hebt, dan verandert de concentratie ruwweg niet als de reactie verloopt. Hoe bedoel je dat dit een evenwicht verstoort?

Waarom zou het zuur ineens niet meer meereageren?





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures