Galvanische Elemente

 

1. Zum Aufbau galvanischer Elemente stehen folgende Stoffe und Geräte zur Verfügung:

    Stoffe: Silberblech, Zinkblech, Silbernitratlösung, Zinknitratlösung, Kaliumnitrat, destilliertes Wasser

   Geräte: Bechergläser, U-Rohr, Wollfaden, Brenner

 1.1. Skizzieren Sie das galvanische Element, bei dem die beiden Metalle eingesetzt werden. Beschriften Sie die Skizze.

1.2. Erläutern Sie an diesem galvanischen Element wichtige Begriffe und die stattfindenden

Vorgänge.

1.3. Überlegen Sie, ob es möglich ist nur mit Silberblechen, Silbernitratlösung, destilliertem Wasser und den angegebenen Geräten weitere Spannungsquellen aufzubauen.

 

2. Beim Laden eines Bleisammlers findet eine elektrochemische Reaktion nsch folgender vereinfachter Gleichung statt:

2 PbSO4 + 6 H2O PbO2 + Pb + 4 H3O+ + 2 SO42-

 2.1. Entwickeln Sie für die Reaktionen an den Elektroden die Gleichungen! Charakterisieren Sie den Gesamtprozess hinsichtlich Reaktionsart und Energieumwandlung!

2.2. Schwefelsäure dient als Elektrolyt. Ihre Konzentration beträgt c = 4,5 mol/l und die Dichte 1,26 g/ml. An der Veränderung dieser Werte kann der Ladungszustand des Akkumulators ermittelt werden. Begründen Sie diese Aussage.

2.3. Eine Starterbatterie (Bleisammler) nimmt beim Laden eine elektrische Ladung von 36 Ah bei einer Ladespannung von 12 V auf.

       Berechnen Sie die Masse an Blei(IV)-oxid, die bei dem Ladevorgang abgeschieden wird.

       Hinweis: Der Wirkungsgrad wird nicht berücksichtigt.

 3. Die elektrochemische Spannungsreihe ist ein wichtiges Hilfsmittel zur Erklärung und Voraussage elektrochemischer Reaktionen. Die folgenden 4 Lösungen sollen unterschieden werden. Dafür stehen nur ein Zink- und ein Kupferdraht zur Verfügung.

    Lösung A: Zinksulfatlösung  (0,1 mol/l)        Lösung B: Salzsäure (0,1 mol/l)

    Lösung C: Silbernitratlösung (0,1 mol/l)        Lösung D: Kupfer(II)-sulfatlösung (0,1 mol/l)

3.1. Planen und Begründen Sie das Vorgehen!

3.2. Entwickeln Sie für die ablaufenden Vorgänge Reaktionsgleichungen in Ionenschreibweise!

 4. Folgende Versuche werden durchgeführt:

    Exp.  I: Chlor wird in Kaliumbromidlösung eingeleitet.

    Exp. II: Brom wird in Kaliumchloridlösung eingeleitet.

 4.1. Notieren Sie die zu erwartenden Beobachtungen. Entwickeln Sie die entsprechende Reaktionsgleichung!

4.2. Begründen Sie mit Hilfe der Standardpotenziale weshalb die Reaktionen stattfinden bzw. nicht stattfinden.

5. Beschreiben Sie die Korrosionsvorgänge, die bei Oberflächenbeschädigung an verzinktem Stahlblech auftreten können!

    Erläutern Sie die chemischen Reaktionen an Hand von Reaktionsgleichungen!