███ Lithiumbatterij
Lithiumbatterijen worden gebruikt in pacemakers. Een pacemaker wordt
gebruikt om het hart te ondersteunen. De pacemaker wordt vlak onder de huid van een patiënt geplaatst. De batterij moet zo klein en licht mogelijk zijn. Om twee redenen valt de keuze voor het elektrodemateriaal bij dit soort batterijen op lithium en niet op kalium voor één van de elektroden. De eerste reden is dat de energiedichtheid met lithium groter is dan met kalium.
De energiedichtheid van een batterij wordt gegeven in Coulomb per gram metaal.
1 Leg uit waarom lithium zorgt voor een hogere energiedichtheid dan kalium.
De volgende stap bij het ontwerpen van zo’n batterij is het kiezen van het elektrolyt. Hiervoor kun je geen waterige vloeistof gebruiken.
2 Geef de vergelijking van de reactie die kan optreden bij het gebruik van een waterige vloeistof als elektrolyt.
Het oplosmiddel moet wel polair zijn zodat de Li+ ionen die worden gevormd bij de lithiumelektrode kunnen worden doorgegeven naar de andere elektrode.
In het oplosmiddel wordt een lithiumzout opgelost.
3 Leg aan de hand van de halfreactie uit of de lithiumelektrode de positieve of de negatieve elektrode is.
Door de keuze van het materiaal voor de andere elektrode wordt de batterij compleet. Aan deze elektrode wordt FeS2(s) omgezet tot Fe(s). De
lading van het ijzer ion is 2+. De onvolledige vergelijking van de halfreactie die optreedt is:
FeS2(s) + Li+ → Fe(s) + Li2S(s)
4 Beredeneer welk negatief ion aanwezig is in FeS2(s).
5 Geef de volledige vergelijking van de halfreactie.
6 Maak een schematische tekening van deze batterij.Geef de elektronenstroom en de beweging van de Li-ionen aan.
