Chemie EU14
Elektrochemie
Elektrochemie
Fichier Détails
| Cartes-fiches | 27 |
|---|---|
| Langue | Deutsch |
| Catégorie | Chimie |
| Niveau | Université |
| Crée / Actualisé | 03.06.2016 / 20.09.2017 |
| Lien de web |
https://card2brain.ch/box/chemie_eu141
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| Intégrer |
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Wie entstehen Potentialdifferenzen?
Zinkatom verlässt den Kristallverband und lässt ein Aussenelektron im Elektronengas zurück. Nur ein Ion findet im Wasser genügend Stabilität. (Oxidation)
Mit dem Zn2+-IOn das in die Lösung geht lädt sich das Zinkblech negativ auf. DIe Lösung wird immer positiver. => Potentialdifferenz zwischen Blech und Lösung.
Was ist ein Halbzelle?
Ein System (Metall in Lösung) das nach einiger Zeit ein Gleichgewicht zw.Reduktion und Oxidation einstellt. System im GLeichgewicht => Halbzelle.
WElche Reaktion entspricht eine Halbzelle?
Einer Halbreaktion in einem Redoxprozess. Kann unabhängig betrachtet werden.
Was ist das elektrische Potenzial E?
E bestimmt die Tendenz des Metalls, sich im Elektrolyt aufzulösen.
E ist nicht absolut messbar, nur Differenzen mit zweiter Halbzelle messbar.
dE hängt mit dG zusammen.
Wie sieht die Form einer Halbzellengleichung aus?
Oxn+ + ne- ⇔ Red
Oxidierte Form nimmt ne- auf und wird zur reduzierten Form, (von links nach rechts) oder
die reduzierte Form gibt ne- ab und wird zu oxidiereten Form (von rechts nach links)
Wieso fliesst dabei Strom?
Da Elektronen ausgetauscht werden.
Wie ist eine Batterei aufgebaut?
Besteht aus zwei Halbzellen die miteinander verbunden sind, z.B über Messgeräte => Stromfluss messbar.
Was passiert in der Halbzelle mit Zinkelektroden ?
Beim Eintauchen der Zinkelektrode in die Lösung gehen einige Zinkatome der Elektroden in Lösung, die Elektroden, ie bei diesem Vorgang abgegeben werden, bleiben auf der Zinkelektrode zurück. Dadurch wird die Elektrode negativ geladen.
Was passiert in der Halbzelle mit Kupfer?
Vergelichbarer Vorgang jedoch gehen weniger Kupferatome in Lösung. Da Kupfer kleine Reduktionsfähigkeit hat. Negative Ladung geringer als bei der Zinkelektrode.
Was ist ein elektrochemisches Gleichgewicht?
Gehen gleich viele Metallatome durch Abgabe von Elektronen in den Ionenzustand über, wie Ionen durch Aufnahme von Elektronen in den Metallzustand gehen.
Wo liegt das Gleichgewicht?
Hängt von der Reduktionsfähigekiet des Metalles ab.
-hohe Reduktionsfähigkeit: Seite der Ionen
-niedrige Reduktionsfähigkeit: Seite der Atome
Was ist der Unterschied zw. gutem/schlechtem Reduktionsmittel?
gute Reduktionsmittel werden leichter oxidiert => unedel
schlechte Reduktionsmittel sind schwer oxidiert => edel.
Was ist das dynamische Gleichgewicht?
spezifischen elektrochemischen Potential.
bei Potentialdifferenz => Spannung messbar.
Wie entsteht der ELktronenfluss in der Batterie?
Ausgleich der Potentiale:
ELektronen fliessen über den Draht von der Zinkelektrode zur Kupferelektrode => Überschuss an ELektroden. Überschuss in der Kupferelektrode wird durch die Reduktion von Kupferionen ausgeglichen => Lösung wird negativer.
Wie entsteht ein Überschuss an positiver Ladung on der Zinkhalbzelle?
Da die negative Ladung der Elektroden nicht mehr besteht werden die pos. geladenen Zink-Ionen nicht mehr an der Elektrode festgehalten, dadurch gehen immer wieder Zinkatome unter Abgabe von Elektronen in Lösung.
Wie kann der pos. Überschuss ausgegelichen werden?
Durch DIffundiereung von Zn2+ und SO42+ durch den Memebran. Cu2+-Ionen gehen nicht durch Memebran => sinst Batterie Tod, da Kupfer auf der Zn-Elektrode ablagern.
Was kann man mit der elektrochemischen Spannungsreihe berechnen?
Theoretische Spannung einer galanischen Zelle
=> Elektromotorische Kraft EMK dE
Wie wird EMK berechnet?
EMK = dE = Ered-Eox
In welcher Richtung laufen Redox-Reaktionen ab?
Schauen welcher Zelle oxidation und welcher Zelle Reduktion abspielt. Zellspannung differnz beiden nominal Zellspannung.
Wann wird eine Reaktion ablaufen ?
Nur wenn dE positiv => das Oxidationsmittel stark genug, das Reduktionsmittel zu oxidieren bzw. umgekehrt. Reduktionsmittel stark genug Oxidationsmittel reduzieren,
Wo ist die Anode und Kathode ?Bei Galvanischen Zellen?
Anode ( MInuspol) stellt die Elektrode dar, an der die Oxidation stattfindet. (Anox) (Donator-Halbzelle)
Kathode (Pluspol) stellt die Elektrode dar an der die Reduktion stattfindet (Katred) (Akzeptor-Halbzelle)
Was ist Elektrolyse?
Umkehrung des Redox-Prozess, die in einer galvanischen Zelle ablaufen.
Wie lauft die ELektrolyse ab?
Anstelle eines Verbrauchers wird eine Stromquelle angeschlossen => Elektroden entgegen ihrer freiwilligen Stromrichtung von Kupfer zum Zink pumpen.
Stromquelle muss min. Spannung aufwenden, die bei einer freiwilligen Reaktion der beiden Redoxpartner frei würde.
Was passiert mit den Elektronen ?
Wenn eine Spannung Angelget wird:
Am Minuspol ( Kathode) erhalten die Zn2+-Ionen der Lösung zwei Elektronen und lagern sich als elementares Zink an der Elektrode an.
An der Anode (Pluspol) gibt jedes BR-Ion ein Elektron ab dabei entsteht Elementares Brom.
Wie wird die Spannung für die Elektrolyse genannt?
Zersetzungsspannung
Was ist die Polarisationsspannung?
Zink und Brom bilden eien galvanische Zelle, durch dieses Entgegenwirkende Element der Elektrolyse werden die beiden Elektronen polarisiert. => Spannung entsteht. Differenz der Redoxpotential an der ELketronen abgeschiedenen Stoffe.
Was ist die Überspannung?
Während der Elektrolyse setzen dich Abschiedungsprodukte auf der Elektrode ab und behindern einen Elektronen-Austausch.
-Gase haben eine hohe Überspannung
-Metalle haben eien geringe Überspanung, vernachlässigbar.
