10.Teil Redoxreaktionen

Transkript

1 Definitionen für Oxidationen und Reduktionen Oxidationszahl, Redoxgleichungen Galvanische Zellen, Redoxpotentiale Standard-Elektrodenpotentiale, Redoxreihe Nernst-Gleichung Leclanché-Batterie, andere Batterien Redoxreaktionen in Lösung Potentiometische Titration Potential und Gleichgewicht K aus ΔE o Elektrolyse und Faraday-Gesetze Korrosion und Korrosionsschutz

2 Das Donator-Akzeptor Prinzip

3 Ermittlung von Oxidationszahlen

4 Aufstellen von Redoxgleichungen Nachweis von Aldehyden mit Tollens-Reagenz (Silberspiegelprobe) Ag + -Ionen werden zu Ag reduziert; Ein Aldehyd wird zu einer Carbonsäure oxidiert Vgl. auch Tafelanschrieb zur Darstellung der fünf Schritte aus dem Kasten in einem Schritt

5 Das Daniell-Element Prototyp einer Galvanischen Zelle vgl. auch [1], S

6 Das Daniell-Element Prototyp einer Galvanischen Zelle

7 Spannungsreihe mit Standardpotentialen E o Messvorrichtung mit Wasserstoff-Halbzelle

8 Standardpotentiale E o von Redoxparen

9 Konzentrationsabhängigkeit von Redoxpotentialen und Nernst-Gleichung

10 Nernst-Gleichung für verschiedene Rexospaare

11 Potentiometrische Konzentrationsbestimmung

12 ph-elektrode potentiometrische Messung der H + -Ionenkonzentration

13 Galvanische Spannungsquellen Leclanché-Element Alkali-Mangan Batterie Silberoxid-Zink Knopfzelle

14 Galvanische Spannungsquellen Der Bleiakkumulator

15 Galvanische Spannungsquellen Nickel-Metallhydrid Akkumulator Lithium-Ion Akkumulator

16 Elektrolyse und Faraday-Gesetze I.t = n(x).z.f I: Stromstärke in A t: Zeit in s n(x): Stoffmenge in mol Z: Anzahl der übertragegen e - F = C.mol -1 vgl. auch [1], S

17 Chloralkalielektrolyse - Membranverfahren M. W. Tausch Zersetzungs- und Überspannung bei derelektrolyse bei der Elektrolyse von Salzsäure an Platin an Graphit

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19 Aluminium wird großtechnisch durch Elektrolyse hergestellt Die Elektrolytschmelze aus 80% Kryolith Na 3 [AlF 6 ] und 20% Aluminiumoxid hat eine Temperatur von ca. 950 o C (Al l2 O 3 schmikzt bei 2045 o C) Durch Umschmelzen von Aluminiumschrott werden Rohstoffe und bis zu 95% Energie eingespart Prozesse an den Elektroden (stark vereinfacht)

20 Kupferraffination Elektrolytische Raffination von Kupfer Die Elektrolysespannung beträgt 0,2 bis 0,3 V Reaktionen (+): Cu(s) Cu 2+ (aq) + 2 e - E o = 0,35 V (-): Cu 2+ (aq) + 2 e - Cu(s) E o = 0,35 V

21 Elektrochemische Korrosion und Lokalelemente Lokalelement Sauerstoffkorrosion Säurekorrosion

22 Korrosionsschutz Pipelineschutz mit Opferanoden Katodischer Korrosionsschutz Eloxal Verfahren vgl. auch [1], S

23 Mini-Klausur 12.1 Beschriften Sie die Galvanische Zelle mit + (Pluspol), - (Minuspol), D (Donator-Halbzelle), A (Akzeptor-Halbzelle) und Elektrolytbrücke 12.2 Formulieren Sie die Elektrodenprozesse in den beiden Halbzellen: A:... D: Wie verändert sich die Spannung U, wenn: Die Zinksulfat-Lösung verdünnt wird? U steigt/fällt Die Kupfersulfat-Lösung verdünnt wird? U steigt/fällt 12.4 Was geschieht, wenn man die beiden Elektroden in die Lösungen tiefer eintaucht? Die Spannung der Zelle U: steigt / fällt / bleibt gleich (bitte zwei Begriffe streichen) Die Stromstärke der Zelle I: steigt / fällt / bleibt gleich (bitte zwei Begriffe streichen) 12.5 Zeichnen Sie in die obige Skizze Pfeile ein, die den Stromfluss in der Zelle und außerhalb der Zelle verdeutlichen. Schreiben Sie auf die Pfeile die Symbole bzw. Formeln der Teilchen, die elektrische Ladung transportieren.