Elektrochemie bestudeert de relatie tussen chemische reacties en elektrische energie. De basis wordt gevormd door redoxreacties.
Oxidatie is het afstaan van elektronen. Het oxidatiegetal stijgt.
De stof die oxideert is de reductor (geeft elektronen af).
Reductie is het opnemen van elektronen. Het oxidatiegetal daalt.
De stof die reduceert is de oxidator (neemt elektronen op).
Oxidatie = Leveren = Oxidatiegetal omhoog
Reductie = Opnemen = Reductie oxidatiegetal omlaag
Regels voor het bepalen van oxidatiegetallen:
De spanningsreeks ordent halfreacties op basis van hun standaard reductiepotentiaal (E°). Hoe positiever E°, hoe sterker de oxidator.
| Halfreactie (reductie) | E° (V) |
|---|---|
| F2 + 2e- → 2F- | +2.87 |
| Au3+ + 3e- → Au | +1.50 |
| Cl2 + 2e- → 2Cl- | +1.36 |
| Ag+ + e- → Ag | +0.80 |
| Cu2+ + 2e- → Cu | +0.34 |
| 2H+ + 2e- → H2 | 0.00 |
| Pb2+ + 2e- → Pb | -0.13 |
| Ni2+ + 2e- → Ni | -0.26 |
| Fe2+ + 2e- → Fe | -0.44 |
| Zn2+ + 2e- → Zn | -0.76 |
| Al3+ + 3e- → Al | -1.66 |
| Mg2+ + 2e- → Mg | -2.37 |
| Na+ + e- → Na | -2.71 |
| Li+ + e- → Li | -3.04 |
Oefen met het opstellen en balanceren van redoxreacties. Stel de halfreacties op en combineer ze tot een totaalreactie.
Een galvanische cel zet chemische energie om in elektrische energie. Kies twee metalen om een cel samen te stellen.
De dubbele verticale streep (||) stelt de ionenbrug voor. Links staat de anode, rechts de kathode.
Bij elektrolyse wordt elektrische energie gebruikt om een niet-spontane chemische reactie te laten plaatsvinden.
Een voorwerp bedekken met een laagje metaal (bijv. verchromen, vernikkelen).
Elektrolyse van pekel voor productie van chloor, waterstof en natriumhydroxide.
Hall-Heroult proces: elektrolyse van gesmolten aluminiumoxide (Al2O3).
Zuivering van ruw koper tot 99.99% puur koper via elektrolyse.