Vad händer när aluminium reagerar med syre

SPÄNNINGSSERIEN

Elektrokemi handlar angående numeriskt värde saker:

1. för att genom kemiska reaktioner ett fåtal elektrisk ström. inom kemiska reaktioner byter elektroner ställe samt detta fenomen kunna utnyttjas till för att erhålla enstaka elektrisk ström.

Denna incident används inom varenda former från batterier.

Bild: Didgeman / Pixabay License

2. för att tillsammans hjälp från elektrisk ström starta samt driva kemiska reaktioner (kallas även elektrolys). Detta används till för att framställa grundämnen (till modell koppar samt aluminium) samt skydda olika metaller mot nedbrytning.

Bild: analogicus  / Pixabay License

Kemiska reaktioner liksom ger elektrisk ström:

Metaller existerar olika god vid för att forma joner.

ett sektion metaller ger ifrån sig sina valenselektroner väldigt enkel medan andra ej utför detta. Metaller såsom ogärna bildar joner kallas ädelmetaller mot modell guld, silver samt platina. Metaller likt existerar god vid för att forma joner kallas oädla metaller. Oädla metaller existerar ofta reaktiva samt finns inom flera olika kemiska föreningar.

Alla metaller kunna rangordnas beroende vid hur god dem existerar vid för att forma joner.

Denna register kallas spänningsserien. Oftast framträda en urval från metallerna eftersom detta existerar opraktiskt för att ta tillsammans med alla.

Bild: Oskar Uggla / UgglansNO

De oädla metallerna befinner sig längst bort mot vänster samt dem ädla finns längst bort mot motsats till vänster. Observera för att väte finns tillsammans med inom spänningsserien.

I naturen existerar väte mot modell såsom hydrogen (H₂) samt såsom vätejoner (H⁺).

Vätejoner finns inom syror. inom spänningsserien kommer dem metaller likt står mot vänster ifall väte (oädlare) för att lösning upp från vätejoner samt dem mot motsats till vänster ifall väte (ädlare) kommer ej för att utföra det.

Bilden nedan visar en magnesiumband  liksom lagts inom enstaka bägare tillsammans ett syra. Vätejonerna inom syran snor elektroner ifrån magnesiumet samt bildar hydrogen.

Vätgasen skapar bubblor. Magnesiumet löses upp samt bildar magnesiumjoner.

Fördjupning: 

Uppgifter: 

 

OXIDATION REDUKTION

Oxidation samt reduktion existerar numeriskt värde händelser såsom handlar angående elektroner liksom byter område inom ett kemisk reaktion.

nära ett kemisk reaktion inträffar ständigt både kemisk reaktion med syre samt reduktion.

Exempel 1:

Bilden nedan visar enstaka bägare tillsammans med saltet kopparklorid (CuCl₂) liksom besitter lagts inom enstaka bägare med  dricksvatten. Vattnet inom bägaren kommer för att dela upp saltet inom positiva samt negativa joner (Cu²⁺ och Cl^–).

Den azurblå egenskap som beskriver ett objekts utseende i olika nyanser existerar typisk på grund av kopparsalter. inom mitten från bägaren ligger stålull liksom består från rent järn (Fe). dem negativa jonerna besitter ingen funktion inom detta modell därför dem lämnas utanför.

Bild: Oskar Uggla / UgglansNO

Båda metalljonerna önskar äga fullt yttersta elektronskal dock eftersom kopparjonerna existerar mer ädla än järnjonerna kommer dem för att stjäla elektroner ifrån järnet.

Bild: Oskar Uggla / UgglansNO

Kopparjonerna bildar koppar samt lägger sig liksom ett beläggning vid järnet.

Järnet kommer för att forma järnjoner samt stålullen upplöses. vid lösningens färg syns detta för att något hänt. Kopparkloridens karaktäristiska ljusblå färg existerar borta.

Två reaktioner äger rum:

1) Kopparjoner blir koppar (reduktion).

2) Järnet blir järnjoner (oxidation).

Oxidation

Oxidation existerar enstaka reaktion var detta avges elektroner.

inom detta fall existerar detta järn vilket avger elektroner. Järnet oxideras.

Fe     →Fe²⁺         +    2e^–

Järn   →    Järnjoner   + 2 elektroner

Reduktion

Reduktion existerar enstaka reaktion var elektroner tas upp. inom detta fall existerar detta kopparen likt tar upp elektroner.

Kopparen äger reducerats.

Cu²⁺+ 2e^–→ Cu

För för att behärska ta emot elektroner måste en annat grundämne ge ifrån sig sina elektroner. Därför äger ständigt kemisk reaktion med syre samt reduktion utrymme samtidigt. detta kallas till ett redox-reaktion samt vanligtvis skrivs dem numeriskt värde reaktionerna inom identisk formel (utan elektroner).

Fe + Cu²⁺→Cu + Fe²⁺

En redox-reaktion existerar en modell vid elektroner inom rörelse.

Elektricitet existerar just elektroner inom rörelse. inom en energikälla omvandlas den kemiska energin mot elektrisk energi.

Exempel 2:

Läggs enstaka kopparbit inom enstaka svar tillsammans med järnjoner sker ingenting eftersom kopparen ej önskar lämna ifrån sig elektroner mot järnet vid bas från för att järnet existerar ett oädlare metall.

Uppgifter: 

 

GALVANISKA ELEMENT

Ett galvaniskt element existerar en samlingsnamn för  olika typer från batterier.

inom elektriska element omvandlas kemisk energi mot elektrisk energi.

Ett galvaniskt element existerar enstaka konstruktion tillsammans med numeriskt värde olika metaller inom enstaka jonlösning. Mellan metallerna existerar ett chef kopplad således för att elektroner är kapabel vandra emellan. inom elektriska element kallas jonlösningen till elektrolyt.

Bild: Oskar Uggla / UgglansNO

Trots för att båda metallerna besitter fullt yttersta elektronskal kommer kopparen (mer ädel) för att stjäla elektroner ifrån zinken.

detta kommer för att åka elektroner inom ledaren samt ett ström uppstår. Strömmen kunna ett fåtal mot modell enstaka belysning för att lysa.

.

Bild: Oskar Uggla / UgglansNO

Koppar såsom tar emot elektroner blir enstaka positiv pol samt zink liksom avger blir ett negativ. ett minnesregel förmå existera för att zink avger elektroner eftersom den besitter således flera samt därför existerar den enstaka negativ pol.

Zinken oxideras (avger elektroner) samt zinkjonerna går ut inom jonlösningen (elektrolyten).

Zn(s) → Zn²⁺ + 2e⁻

(s står på grund av solid = zink inom fast form)

Kopparbiten borde då minskas dock detta fullfölja den ej.

Kopparen äger egentligen inget behov från elektroner eftersom dem besitter att vara berusad eller övermättad yttersta elektronskal. Elektroner ger kopparbiten enstaka negativ laddning vilket fullfölja för att positiva joner inom svar dras mot kopparbiten, minskas vid dess yta samt bildar enstaka beläggning vid den. ifall finns kopparjoner inom lösningen således minskas de.

Cu²⁺+ 2e⁻→ Cu (s)

Den pol var detta sker kemisk reaktion med syre kallas på grund av anod samt den pol var reduktion sker kallas katod.

Minnesregeln på grund av elektriska element existerar PKNA. Positiv pol = Katod, Negativ pol = Anod

Det finns flera faktorer vilket påverkar hur massiv strömmen blir. Vilka metaller man äger, hur stora dem existerar, hur nära dem sitter varandra samt hur många joner detta finns inom jonlösningen, tillsammans med mera.

Ett galvaniskt element såsom besitter haft massiv innebörd till utvecklingen från batterier existerar Daniells cell.

Fördjupning: 

 

Uppgifter: 

Korrosion innebär för att enstaka metall löses upp genom ett kemisk reaktion.

Vanligtvis reagerar metall tillsammans syre samt bildar då metalloxider. Utomhus går reaktionen snabbare samt detta sker olika saker beroende vid metall. Några exempel:

• Järn rostar mot olika varianter från järnoxid. Järnoxid existerar poröst samt äger detta väl börjat rosta går detta ganska snabbt till resten från järnet för att reagera.
• När aluminium reagerar tillsammans syre får metallen ett hinna från alumina.

  Detta lager skyddar mot flera reaktioner mot modell tillsammans syre vilket utför för att aluminium håller sig fint länge således släng därför inga aluminiumburkar inom naturen.

Bild: DEZALB / Pixabay License

• Koppar ärgar samt blir vackert smaragdgrön. Tänk vid hur fina gamla kyrktak är kapabel artikel. detta kallas ärga då koppar reagerar tillsammans med luftens syre samt bildar en lager kopparoxid vid metallens yta.

  Likt exemplet ovan tillsammans aluminium skyddar den metallen mot fler reaktioner. detta tar detta utdragen tidsperiod på grund av kopparen för att brytas ner inom naturen.

Bild: Oskar Uggla / UgglansNO

Om metaller blandas existerar detta möjligt för att omedvetet bygga elektriska element liksom utför för att metaller löses upp (korroderar).

en klassiskt modell existerar för att nyttja järnspik på grund av för att spika en koppartak. Regnvattnet kommer bli ett jonlösning. detta fullfölja för att järnet (som existerar oädlare än koppar) kommer avge elektroner mot kopparen samt järnet försvinner iväg liksom joner. Järnet löses upp.

För för att skydda sig mot korrosion orsakad från elektrokemi sätts oädla metaller dit vid utsatta metallföremål.

Bild: Bros / Creative Commons  3.0 International

Ungefär 3,5 andel från havsvattnet består från joner.

detta utför havsvattnet mot ett jonlösning. enstaka metallbåt kommer ständigt riskera för att korrodera då ädlare joner snor elektroner ifrån som tillhör båten skrov. Därför sätts enstaka väldigt oädel metall fast inom skrovet mot modell magnesium. Magnesiumet kommer för att lösning upp inom inledande grabb. Magnesiumet kallas offeranod. då detta sedan existerar slut får man sätta dit nytt.

Denna typ från skydd används även då metalltankar grävs ner inom jorden, mot modell vid bensinstationer.

Ytterligare en sätt för att skydda metaller likt enkel reagerar tillsammans syre existerar för att dra ovan en lager tillsammans ett metall vilket existerar mindre reaktionsbenägen. mot modell doppas järnspikar inom flytande zink.

detta kallas på grund av för att dem varmförzinkas.

 

Fördjupning:

• Film – Korrosion (Magnus Ehinger, 6.08, svenska)
• Film – Corrosion of metals (Fuseschool, engelska, 2.52)
• Film – What fryst vatten corrosion and how to stop it (GCSE Chemistry, engelska, 6.19)
• Film – Rust: Preventation & Treatment (Fuseschool, engelska, 4.51)
• Film – Corrosion and rust (elearnin, engelska, 2.14)
• Film – Varför rostar järn samt hur är kapabel man förhindra det?

  (Le3scienteers, svenska, 9.03)

Uppgifter: 

ELEKTROLYS

Elektrolys innebär för att starta samt driva kemiska reaktioner tillsammans elektricitet. Detta används till för att framställa grundämnen (till modell koppar samt aluminium) samt på grund av för att skydda olika metaller mot nedbrytande process (korrosion).

Till elektrolys behöver ni numeriskt värde stavar såsom leder ström (metall- alternativt kolstavar) samt ett jonlösning.

Stavarna kallas elektroder samt jonlösningen elektrolyt. detta behövs även ett strömkälla tillsammans likström. detta innebär för att strömmen går inom identisk riktning bota tiden. vid bilden framträda ett lätt uppställning.

Bild: Oskar Uggla / UgglansNO

När ett spänning läggs vid, kommer inom detta denna plats fallet den vänstra elektroden bli ett minuspol samt den högra ett pluspol.

dem positiva jonerna dras mot minuspolen samt dem negativa jonerna mot pluspolen. kemisk reaktion med syre sker nära den positiva polen liksom kallas anod. Reduktion sker nära den negativa polen likt kallas katod. Detta existerar tvärtom jämfört tillsammans med elektriska element. Minnesregeln till elektrolys existerar PANK. Positiv pol = Anod, Negativ pol = Katod

För både elektrolys samt elektriska element sker oxidationen nära anoden samt reduktionen nära katoden.

Jonerna inom jonlösningen lägger sig ofta vilket enstaka beläggning vid elektroderna.

Bildas detta gas bubblar detta nära den elektroden. angående detta bildas alkalimetaller, mot modell natrium, reagerar den genast tillsammans vattnet inom jonlösningen samt utför detta basiskt.

Bild: Oskar Uggla / UgglansNO

Eftersom detta finns ett strömkälla liksom driver den kemiska reaktionen existerar detta viktigt för att elektroderna leder elektricitet god.

Därför existerar dem båda ofta gjorda från koppar. Ibland finns detta fara på grund av för att kopparelektroden oxideras d.v.s. för att den egen blir mot joner samt går eller reser ut inom elektrolyten. Då förmå man byta ut dem mot kolelektroder istället. Kol besitter molekylbindning samt håller starkare inom sina elektroner. (Kopparen besitter metallbindning).

Med hjälp från elektrolys existerar nästa möjligt:

1. Att sortera jonerna inom enstaka jonlösning eftersom dem gård mot olika poler.

   Detta sker nära beskrivning från vissa metaller. detta går även för att framställa gaser.

2. Det går för att lägga metallbeläggningar vid andra metallföremål. detta kallas till för att galvanisera samt skyddar metaller likt enkel korroderar mot modell spikar.

 

Fördjupning: 

Uppgifter: 

BATTERIER

Alessandro Volta fanns ett italiensk fysiker samt specialist inom kemi likt levde vid 1700-talet.

han tillverkade en från dem inledande kända exemplen vid en galvaniskt element, Voltas stapel. Volta staplade flera plattor från zink samt silver inom lager samt ägde svavelsyra vilket elektrolyt. Denna kombination seriekopplade han samt kom upp inom drygt 100 volt.

Bild:  Luigi Chiesa / CC BY-SA 3.0

Idag finns detta flera olika typer från batterier.

Beroende vid vilka metaller samt vilken typ från jonlösning vilket används blir batterier olika verksamma samt kostar olika många för att tillverka.

Bild: fotoblend / Pixabay License

I mitten från 1800-talet uppfanns en energikälla tillsammans metallen zink vilket minuspol samt jonföreningen manganoxid vilket pluspol.

Elektrolyten fanns salmiak. Manganoxid kallas även på grund av brunsten samt denna typ från batterier kallas brunstensbatterier. Idag existerar en slags brunstensbatteri, detta alkaliska batteriet, den helt vanligaste batteritypen. dem går ej för att ladda upp samt kallas AA alternativt AAA-batterier. dem äger enstaka spänning vid 1,5 volt.

En dyrare batterityp liksom även räcker längre existerar litiumbatterier.

dem sitter inom mobiltelefoner, bärbara datorer samt ytterligare modern specialiserad utrustning. en litiumbatterie ger dubbelt sålunda upphöjd spänning såsom en brunstensbatteri samt går för att ladda upp.

Alla batterier bör lämnas in vid enstaka miljöstation då dem tagit slut dock några existerar extra miljöfarliga:

• Knappscellsbatterier innehåller kvicksilver såsom existerar många giftigt.

Bild: Alexei_other / Pixabay License

• Gamla laddningsbara batterier innehåller även giftiga grundämnen likt kadmium.

Bild: jpj2000nl / Pixabay License

• Bilbatterier innehåller stora mängder bly.

Batterier vilket går för att ladda upp kallas ackumulatorer.

då dem laddas upp används elektricitet på grund av för att erhålla den kemiska processen inom batteriet för att vandra baklänges.

Fördjupning: 

• Film – Batterier (Mona Sohlman, svenska, 2.35)
• Film – Batteriet (Naturlikt.se, svenska, 4.42)
• Film – How batteries work (Ted-Ed, 4.20, Engelska)
• Film – The world´s biggest battery (Ted-Ed, 5.16, Engelska)
• Film – 4 incredible tricks with batteries (Jlaservideo, engelska, 10.03)

Uppgifter: 

———————————————————————————————–