Elektrochemie, Redoxgleichgewichte

Vorlesung Allg. Chemie 1 Universität Bern Nach "Chemie"; Charles E. Mortimer, Ulrich Müller, 10. Auflage, Thieme Verlag

Vorlesung Allg. Chemie 1 Universität Bern Nach "Chemie"; Charles E. Mortimer, Ulrich Müller, 10. Auflage, Thieme Verlag

Charlotte Müller
Lernen

Charlotte Müller
Diese Lernkarten behandeln grundlegende Konzepte der Elektrochemie und Redoxgleichgewichte auf Universitätsniveau. Sie decken Themen wie Korrosionsschutz, galvanische Elemente, Redoxreaktionen, Nernst-Gleichung und die Berechnung von Redoxpotentialen ab. Die Karteikarten sind besonders nützlich für Studierende der Chemie, die ein tieferes Verständnis der elektrochemischen Prozesse und ihrer Anwendungen erlangen möchten.
Karten
19
Lernende
3
Sprache
Deutsch
Kategorie
Chemie
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
27.11.2013 / 12.05.2021

Lernkarten

Elektrochemie

Spontan oder extern induzierte Veränderung von Oxidationszuständen.

Oxidationszustand, Oxidationszahl

OZ beschreiben Ladungszustände, wenn zwei Elemente unterschiedlicher EN eine Reaktion unter Ladungstransfer e- eingehen.

höhere EN --> Akzeptor --> OZ < 0

niedrigere EN --> Donor --> OZ > 0

OZ(O) und OZ(F)

OZ(O) = - ll

OZ(F) = - l

Reduktive Elementgewinnung

Es wird von natürlich vorliegenden Verbindungen ausgegangen, bei Metallen v.a. Oxide (hart), Sulfide (weich)

Reduktion von M mit C

MO(s) + C(s) --> M(s) + CO(g) 

dS°R > 0

dGR unter dem Einfluss des äusseren Potentials

dGR(T) = dG°R(T) - n F dE(T)

n: Anzahl übertragene Elektronen

dE: U[V] = [J/C] angelegte Potentialdifferenz

Faradaykonstante

F = 96.4853383(83) [kC/mol]

Potential dE mit dGR = 0

dE(T) = dG°R(T) / n F

dE = dE° - RT/nF ln Q

Nernst'sche Gleichung

dE(T) = dE° - ( R T / F n ) ln Q

dE = dE° - (2.303 RT / n F) lg Q

dE = dE° + (RT / Fn ) ln[Ox]/[Red]

Gleichgewichtskonstante

ln K = n F dE° / R T 

Oxidation

Elektronenabgabe

Ein Stoff wird oxidiert, wenn er ein oder mehrere e- abgibt.

Reduktion

Elektronenaufnahme

Ein Stoff wird reduziert, wenn er ein oder mehrere e- aufnimmt.

Faraday-Gesetz

m = M / z * L / F

m: abgeschiedene Masse

M / z: molare Äquivalenzmasse

L = Elektrizitätsmenge

Freie Reaktionsenthalpie

dG = - n F dE

dG = dG° + R T lnQ = dG° + R T ln ax(X) * az(Z) / aa(A) * ae(E)

Aktivität

a(reiner Feststoff) = 1

a(Gas) = p(Gas) / 101,3 kPa

a(Flüssigkeit) = c(Flüssigkeit)

Gute Spender / Fresser

F2 + 2e- --> 2 F- E° = +2.87 V (Superfresser)

Li- + e- --> Li E° = -3.05 V (Superspender; Lithiumbatterien)

Aufbau galvanische Zelle

Chemisch passive oder aktive Elektroden

Lösung oder Paste einer gewissen Ionenstärke

Die Teilzellen sind durch einen Ionenleiter (flüssig oder fest) verbunden

Gelöste oder eingeleitete Stoffe die reduziert (Kathode), resp. oxidiert (Anode) werden

Notation galvanisches Element

AnodeILösung Anode(Konzentration)IILösung Kathode(Konzentration)IKathode

Korrisionsschutz

Passivierung: Reaktive Oberflächenbehandlung, welche eine kinetische Hemmschwele für den Fortgang einer Korrisionsreakiton darstellt. (Bsp. Aluminiumoxidschicht)

Aktivschutz: Durch Galvanisierung, d.h. Oberflächenschicht, welche keiner Korrision unterliegt (Bsp. verzinken von Eisen).

Opferelektrode: Ein geeignetes Metall wird mit dem zu schützenden Metall galvanisch verbunden, so dass sich mit der Zeit die Opferelektrode auflöst anstatt des anderens Metalls (Bsp. Verlegung Mg Draht entlang Ölleitung)

Étudier