Donator-Akzeptor- Prinzip

Aufgabe 1 Aufgabe 2

Aufgabe 3

Aufgabe 4

Aufgabe 4

Aufgabe 11

Redoxreihe + 1) ++ 2) + 3) 1) Cu2+(aq) + Zn(s) Zn2+(aq) + Cu(s) + 1) ++ 2) + 3) 1) Cu2+(aq) + Zn(s) Zn2+(aq) + Cu(s) unedler edler 2) 2Ag+(aq) + Zn(s) Zn2+(aq) + 2 Ag(s) unedler edler 3) 2 Ag+(aq) + Cu(s) Cu2+(aq) + 2 Ag(s) unedler edler

Redoxreihe Zn Zn2+ Cu Cu2+ Ag Ag+ Reduktions- mittel Oxidations- mittel Zn Zn2+ Cu Cu2+ Ag Ag+ reduzierende Wirkung nimmt ab oxidierende Wirkung nimmt ab Reaktion freiwillig, Gleichgewicht rechts Reaktion nicht freiwillig, Gleichgewicht links

Standard- potenziale

Aufgabe 5 Aufgabe 7 a) 2 Au3+ + 3 Zn 3 Zn2+ + 2 Au b) keine Reaktion c) keine Reaktion d) 2 Ag+ + Mg Mg2+ + 2 Ag Aufgabe 7 Zwischen Br-, Cl2, Ag+ und Zn können folgende Reaktionen freiwillig ablaufen. Zn + 2Ag+ Zn2+ + 2Ag Zn + Cl2 Zn2+ + 2Cl- 2Br- + Cl2 Br2 + 2Cl-

Galvanisches Element - Spannung Zn Zn2+ + 2e- Cu Cu2+ + 2e-

Galvanisches Element - Stromfluss Zn Zn2+ Cu Cu2+ SO42- Cu2+ SO42- SO42- SO42- Zn2+ Zn Zn2+ + 2e- Cu2+ + 2e- Cu Anode Oxidation Reduktion Kathode

Bezugselektrode – Standardwasserstoff-Halbzelle

Galvanisches Element - Stromfluss Zn Pt Zn2+ H+ SO42- H+ H+ SO42- H+ SO42- SO42- Zn2+ Zn Zn2+ + 2e- 2H+ + 2e- H2 Anode Oxidation Reduktion Kathode

Galvanisches Element - Stromfluss Zn H2 H+ Pt Cu H+ Cu2+ SO42- SO42- H+ Cu2+ SO42- SO42- H+ H2 2 H+ + 2e- Cu2+ + 2e- Cu Anode Oxidation Reduktion Kathode

Aufgabe 6 Cu Cu2+ + 2e- Hg2+ + 2e- Hg S2- S + 2e- I2 + 2e- 2 I- a) Cu/Cu2+//Hg2+/Hg o + 0.34 + 0.85  D = 0.51 V -Pol +Pol Cu Cu2+ + 2e- Hg2+ + 2e- Hg b) S / S2- // I- / I2 o - 0.51 + 0.54  D = 1.05 V -Pol +Pol S2- S + 2e- I2 + 2e- 2 I-

Konzentrationszelle Zn(s) Zn2+(aq) + 2e- Zn2+ + - -

Konzentrationszelle Zn Zn2+ + 2e- Zn Zn2+ + 2e- c(Zn2+) klein: Gleichgewicht verschiebt sich nach rechts c(Zn2+) gross: Gleichgewicht verschiebt sich nach links

Aufgabe 9

Aufgabe 9

Aufgabe 9 Ni/Ni2+ (0.1 mol . l-1) Co/Co2+ (0.001 mol . l-1) a) Potenzial j (V)

Aufgabe 13

Aufgabe 13 a) b) Potenzial j (V)

Konzentrationsabhängigkeit des Potenzials -Pol +Pol

Elektrolyse einer CuCl2-Lösung Pt Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cu2+ Cu2+ Cu2+ + 2e- Cu 2 Cl- Cl2 + 2e- Reduktion Kathode Anode Oxidation

Unterbruch der Elektrolyse  Bildung eines galvanischen Elements -Pol +Pol Cl2 Cu Cu2+ Cu2+ Cl- Pt Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cl- Cu2+ Cu2+ Cu Cu2+ + 2e- Cl2 + 2e- 2 Cl- Anode Oxidation Reduktion Kathode

Elektrolyse und galvanisches Element Cu Cu2+ + 2e- Cl2 + 2e- 2 Cl- -Pol: Cu2+ + 2e- Cu +Pol: 2 Cl- Cl2 + 2e- +Pol: H2O 2H+ + ½ O2 + e- Erwartet, aber gehemmt

Aufgabe 10

Aufgabe 12

Rohstoff für die Aluminiumherstellung Bauxit (enthält Al2O3) Les Baux (in der Nähe von Avignon)

Aluminiumherstellung

Elektrolyse von Rohkupfer

Elektrolyse einer NaCl-Lösung H2 Cl2 Natronlauge Wasser Phenol-phtalein NaCl

Elektrolyse einer NaCl-Lösung

Taschenlampenbatterie – Leclanché-Element +

Blei-Akku -Pol +Pol PbO2 Trennmembran Blei

Blei-Akku - Stromerzeugung

Blei-Akku - Aufladen e-

Grosse Stromstärke und Spannung +Pol -Pol PbO2 Pb -Pol grosse Stromstärke: - grosse Elektrodenfläche - mehrere Platten parallel geschaltet grosse Spannung: - mehrere Zellen in Serie geschaltet

Blei-Akku- Temperaturabhängigkeit

Brennstoffzelle Proton Exchange Membrane Leiterplatte Leiterplatte H2O H2 (nicht verbraucht) H+ H2 2 H+ + 2e- ½ O2 + 2e- O2- O2- + 2H+ H2O O2 (Luft) H2 (Brennstoff)

Brennstoffzelle – Proton Exchange Membrane

Batterien, Akkus Brennstoffzellen

Nickel-Metallhydrid-Akku Stromerzeugung Aufladen -Pol: 2 Metall-H + 2 OH− 2 Metall + 2 H2O + 2 e− −0.83 V +Pol: 2 NiOOH + 2 H2O + 2 e− 2 Ni(OH)2 + 2 OH− +0,49 V Lochfolie mit Metallhydrid-pulver Separator NiOOH

Säurekorrosion Kathode: 2 H+ + 2e- H2 Cu H2 Zn Zn2+ Anode: Zn Zn2+ + 2e-

Lokalelement Lokalelement Eisen/Messing  Beschleunigung der Korrosion

Sauerstoffkorrosion Kupfer (edler als Fe) beschleunigt Korrosion stark.

Sauerstoffkorrosion edler Kathode: ½ O2 + 2e- O2- O2- + H2O 2 OH- Phenolphtalein pink: OH- vorhanden unedler Anode: Fe Fe2+ + 2e- Berlinerblau: Fe2+ vorhanden

Sauerstoffkorrosion Kathode: ½ O2 + 2e- O2- O2- + H2O 2 OH- Fe H2O OH- edlerer Bereich O2- + H2O 2 OH- Fe H2O OH- Fe Fe2+ Anode: Fe Fe2+ + 2e- unedlerer Bereich Folgereaktion im Grenzbereich: Fe2+(aq) + 2OH-(aq) Fe(OH)2(s) Rostbildung: 4 Fe(OH)2 + O2 2 Fe2O3. H2O + 2H2O

Sauerstoffkorrosion Kathode: ½ O2 + 2e- O2- O2- + H2O 2 OH- H2O Fe Fe edlerer Bereich O2- + H2O 2 OH- Fe H2O Fe Anode: Fe Fe2+ + 2e- unedlerer Bereich Folgereaktion im Grenzbereich: Fe2+(aq) + 2OH-(aq) Fe(OH)2(s) Rostbildung: 4 Fe(OH)2 + O2 2 Fe2O3. H2O + 2H2O

Korrosionsschutz vorderer Teil in der Bunsenbrennerflamme oxidiert. Eisen mit unedlerem Zink leitend verbunden