ogarniam.edu.pl
Klasa
Zacznij naukę →Zacznij →

ogarniam.edu.pl · Chemia · Redoks i elektrochemiaklasa 2 LO · fiszki i quiz: ogarniam.edu.pl/lo/2/chemia/baterie-akumulatory-i-ochrona-przed-korozja/

Chemia · Redoks i elektrochemia · kl. 2

Baterie, akumulatory i ochrona przed korozją

Rdzewiejąca barierka i bateria w pilocie mają wspólny mechanizm: elektrochemię. Zobacz, jak rdzewieje stal, jak ją chronić i czym się różnią źródła prądu.

ok. 3 min czytania10 fiszek8 pytań w quizie🔊 Posłuchaj notatki

1Korozja elektrochemiczna żelaza

  • Stal i żeliwo to żelazo z domieszkami, np. węglem. W wilgoci powstają mikroogniwa: żelazo jest anodą, a domieszka katodą.
  • Anoda: Fe → Fe²⁺ + 2e⁻. Katoda (środowisko obojętne): O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻.
  • Jony Fe²⁺ i OH⁻ dają Fe(OH)₂, który utlenia się dalej. Końcowy produkt to rdza Fe₂O₃·nH₂O, czyli uwodniony tlenek żelaza(III).
  • Wilgoć i sól przyspieszają korozję, bo ułatwiają ruch jonów. Dlatego auta rdzewieją szybciej zimą.
wilgoć z O₂ i solami(elektrolit)Fe²⁺OH⁻e⁻Anoda (utlenianie)Fe → Fe²⁺ + 2e⁻Katoda (redukcja)O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻
Mikroogniwo na stali: żelazo tworzy anodę, tlen redukuje się na katodzie, a jony przechodzą przez warstwę wilgoci.

2Ochrona przed korozją

  • Powłoki: lakier, cynk, chrom. Odcinają żelazo od wody i tlenu.
  • Stopy: stal nierdzewna jest odporna, bo chrom tworzy szczelną warstwę tlenku.
  • Protektor to metal o niższym E° niż Fe, np. Zn albo Mg. Połączony z żelazem, to on się utlenia zamiast stali. To ochrona elektrochemiczna, np. cynkowe płytki na kadłubie statku.
  • Powłoka z metalu o wyższym E° niż Fe (np. cyna na puszce) chroni tylko, gdy jest szczelna. Po zarysowaniu żelazo koroduje wtedy szybciej. Powłoka cynkowa chroni nawet po zarysowaniu, bo cynk jest protektorem.
Sprawdź, czy rozumiesz

Jakie są produkty redukcji tlenu na katodzie (środowisko obojętne)?

3Źródła prądu

  • Bateria (ogniwo jednorazowe) nie nadaje się do ładowania.
  • Akumulator da się ładować. Ołowiowy: Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ ⇌ 2PbSO₄ + 2H₂O (w prawo rozładowanie, w lewo ładowanie). Jest też litowo-jonowy (telefony, laptopy).
  • Ogniwo paliwowe dostaje H₂ i O₂ z zewnątrz. Produktem jest woda: 2H₂ + O₂ → 2H₂O.
  • Zużyte baterie oddawaj do punktów zbiórki. Zawierają metale ciężkie (ołów, kadm, rtęć).
Zapamiętaj

Protektor ma niższy E° niż chroniony metal i to on się utlenia. Tlen redukuje się na katodzie.

Uwaga na błąd

Rdza to nie „zwykłe żelazo, tylko brudne”. To nowa substancja: uwodniony tlenek żelaza(III), Fe₂O₃·nH₂O.

✎Ściąga: Baterie, akumulatory i ochrona przed korozją

Najważniejsze w pigułce – przeczytaj tuż przed kartkówką lub sprawdzianem.

  • Protektor ma niższy E° niż chroniony metal i to on się utlenia. Tlen redukuje się na katodzie.
  • Anoda: Fe → Fe²⁺ + 2e⁻. Katoda (środowisko obojętne): O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻.
  • Powłoki: lakier, cynk, chrom. Odcinają żelazo od wody i tlenu.
  • Stopy: stal nierdzewna jest odporna, bo chrom tworzy szczelną warstwę tlenku.
  • Protektor to metal o niższym E° niż Fe, np. Zn albo Mg. Połączony z żelazem, to on się utlenia zamiast stali. To ochrona elektrochemiczna, np. cynkowe płytki na kadłubie statku.
  • Bateria (ogniwo jednorazowe) nie nadaje się do ładowania.
  • Akumulator da się ładować. Ołowiowy: Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ ⇌ 2PbSO₄ + 2H₂O (w prawo rozładowanie, w lewo ładowanie). Jest też litowo-jonowy (telefony, laptopy).
  • Ogniwo paliwowe dostaje H₂ i O₂ z zewnątrz. Produktem jest woda: 2H₂ + O₂ → 2H₂O.

?Quiz: powtórz przed kartkówką

8 pytań w stylu kartkówki i sprawdzianu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź. Rozwiąż quiz z wynikiem – każda odpowiedź ma wyjaśnienie.

  1. Co zachodzi na anodzie przy korozji żelaza?

    1. AFe → Fe²⁺ + 2e⁻
    2. B2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻
    3. CFe²⁺ + 2e⁻ → Fe
    4. DO₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: Fe → Fe²⁺ + 2e⁻ – Na anodzie zachodzi utlenianie, a żelazo traci elektrony.

  2. Jakie są produkty redukcji tlenu na katodzie (środowisko obojętne)?

    1. AWodór H₂
    2. BJony OH⁻
    3. CWoda utleniona H₂O₂
    4. DJony H⁺
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź B: Jony OH⁻ – O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻.

  3. Jakim związkiem jest rdza?

    1. AUwodnionym tlenkiem żelaza(III), Fe₂O₃·nH₂O
    2. BWęglanem żelaza(II)
    3. CCzystym żelazem
    4. DWodorotlenkiem sodu
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: Uwodnionym tlenkiem żelaza(III), Fe₂O₃·nH₂O – Rdza to uwodniony tlenek Fe₂O₃·nH₂O.

  4. Który metal nadaje się na protektor dla żelaza?

    1. AMagnez
    2. BZłoto
    3. CSrebro
    4. DMiedź
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: Magnez – Protektor musi mieć niższy E° niż Fe (−⁠0,44 V). Mg ma około −⁠2,37 V.

  5. Dlaczego sól drogowa przyspiesza korozję?

    1. AJest katalizatorem rozpadu rdzy
    2. BZwiększa przewodnictwo jonowe wilgoci
    3. CJest utleniaczem
    4. DZmniejsza stężenie tlenu do zera
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź B: Zwiększa przewodnictwo jonowe wilgoci – Jony ułatwiają przepływ ładunku w mikroogniwie.

  6. Co odróżnia akumulator od zwykłej baterii?

    1. ADa się go ładować
    2. BNie zawiera metali
    3. CDziała bez reakcji redoks
    4. DMa zawsze większą SEM
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: Da się go ładować – W akumulatorze prąd z zewnątrz odwraca reakcje elektrodowe.

  7. Co dostarcza się do ogniwa paliwowego z zewnątrz?

    1. AWodę
    2. BOłów
    3. CKwas siarkowy
    4. DWodór i tlen
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: Wodór i tlen – Reagenty dopływają z zewnątrz, a produktem jest woda.

  8. Jak postępować ze zużytą baterią?

    1. AWrzucić do kosza na odpady zmieszane
    2. BSpalić
    3. CZakopać w ogrodzie
    4. DOddać do punktu zbiórki
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: Oddać do punktu zbiórki – Baterie zawierają metale ciężkie, więc zbiera się je osobno.

Cały dział „Redoks i elektrochemia”: ściąga i próbny sprawdzian →

Kartkówka albo sprawdzian już blisko?

Rozwiąż quiz z wynikiem i powtórz materiał na fiszkach. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.

Rozwiąż quiz · 8 pytańFiszki · 10🔊 Posłuchaj notatki

Więcej: Chemia, klasa 2

Kwasy, zasady i pHStała dysocjacji i prawo rozcieńczeń OstwaldaZobojętnianie i strącanieIloczyn rozpuszczalności i reakcje jonowe w mieszaninachTlenki, wodorki i amfoterycznośćAmfoteryczność i jony kompleksoweHydroliza soli i odczyn roztworów soliTeoria Brønsteda–Lowry'ego i odczyn roztworówStopnie utlenienia i bilans elektronowyBilans jonowo-elektronowy, środowisko reakcji i kierunek redoksOgniwo galwaniczne i obieg ładunkuPotencjały standardowe, szereg elektrochemiczny i SEM ogniwaMetale bloków s i pMetale i kwasyŻelazo, miedź i metale przejścioweReaktywność metali i kwasy utleniające – produkty i bilansAnaliza jakościowa i ciągi przemianKompleksy oraz Fe, Cr i Mn na różnych stopniach utlenieniaReakcje wodoru, tlenu, chloru i siarkiAzot, siarka i ich związkiRedoks wodoru, tlenu, chloru, azotu i siarkiKrzemionka, szkło, wapień i wapnoTwardość wody, hydraty i zaprawa gipsowaFluorowce i laboratoryjne otrzymywanie H₂, O₂ i Cl₂Wzory, nazwy, izomeria i typy reakcji organicznychAlkany i substytucjaAlkeny, alkiny i addycjaPolimery i benzenSurowce i paliwaGrupy funkcyjne i właściwościAlkohole i fenoleAldehydy i ketonyKwasy karboksylowe i estryAminy – wprowadzenieObliczenia chemiczneWydajność, równanie Clapeyrona i zadania wieloetapoweDoświadczenie i uzasadnienieProjektowanie identyfikacji i argumentowanie mechanizmemMaksymalne stopnie utlenienia, redoks w organice i kierunek reakcjiProjektowanie ogniw, ogniwa odwracalne i nieodwracalne