Aufgaben: Galvanisches Element

1. Beschreiben Sie das Zustandekommen des elektrochemischen Potenzials einer Halbzelle mit dem Modell der elektrochemischen Doppelschicht.

 

2. Beschreiben Sie den Aufbau einer galvanischen Zelle (galvanisches Element).

 

3. Formulieren Sie die Elektrodenreaktionen und geben Sie die Zellspannung ΔE an!

a) K/K+//Cr3+/Cr
b) Mn/Mn2+//Pb2+/Pb
c) Zn/Zn2+//2I-/I2
d) I2/2I-//2Cl-/Cl2
e) I2/2I-// Ag+/Ag
f) Zn/Zn2+//2Cl-/Cl2
 
4. Berechnen Sie die Zellspannung der folgenden galvanischen Elemente.

a) Zn/Zn2+(0,0001 mol(l)//Cu2+(0,0001 mol/l)/Cu

b) Zn/Zn2+(2 mol(l)//Cu2+(0,0001 mol/l)/Cu

c) Zn/Zn2+(0,0001 mol/l)//Cu2+(2 mol/l)/Cu

d) Cu/Cu2+(0,0001 mol/l)//Cu2+(2 mol/l)/Cu

 

e) I2/2I-(2 mol/l)//2Cl-(0,0001 mol/l)/Cl2

f) Zn/Zn2+(0,0001 mol/l)// 2Cl-(0,0001 mol/l)/Cl2

 

5. Eine galvanisches Element A ist wie folgt aufgebaut:

Sn/Sn2+(0,001 mol/l)//Pb2+(0,1mol/l)/Pb. Ein zweites Element B hat folgenden Aufbau:

 Sn/Sn2+(0,1 mol/l)//Pb2+(0,001mol/l)/Pb Diskutieren Sie die ermittelten Spannungen.

Überprüfen Sie rechnerisch, ob dieser Effekt bei den Elementen: Co/Co2+(0,00001 mol/l)//Ni2+(1mol/l)/Ni und Co/Co2+(1 mol/l)//Ni2+(0,00001mol/l)/Ni ebenfalls auftritt.

 

6. a) Eine galvanische Zelle aus den Halbzellen Zn/Zn2+  und Pd/Pd2+  mit jeweils 1-molaren

     Salzlösungen zeigt eine Spannung von 1,75V.

     Berechnen Sie das Normalpotenzial von Pd/Pd2+, wenn das Normalpotenzial von Zn/Zn2+

     -0,76V beträgt und der Pluspol beim Palladium liegt.

b) Ein galvanisches Element Cu/Cu2+(0,2 mol/l)//Ag+(x mol/l)/Ag liefert eine Spannung von 0,35 V.  
   Wie groß ist die Konzentration der Ag+ -Ionen in der Elektrolytlösung?
 
 
7. Gegeben sind folgende Halbzellen: Ag/Ag+   und Cu/Cu2+.

a) Formulieren Sie die Teilreaktionen und die Gesamtreaktion für den Reaktionsablauf!

b) Wie groß ist die Zellspannung im Standardzustand?

 

8. Ein galvanisches Element besteht aus folgenden Halbzellen: Cl2/2Cl-;  = + 1,36 V, und Cd/Cd2+; E° = -0,4 V.

a) Formulieren Sie die chemischen Reaktionen in den Halbzellen!

b) Geben Sie die Gesamtreaktion an!

c)Welche Ladungensind den Elektroden zuzuordnen?

d) Berechnen Sie die Normalspannung des Elementes!
 

9. Gegeben sind folgende korrespondierende Redoxpaare: I2/2I-;  = + 0,54 V, und Fe3+/Fe2+, E° = +0,77V.

a) Formulieren Sie die Redox-Teilgleichungen und die Gesamtgleichung!

b) Berechnen Sie die Spannung des Elementes!

 

10. Entscheiden und begründen Sie, welche Redoxreaktionen ablaufen, wenn man zu den Metallen eine Salzlösung gibt. Formulieren Sie die Reaktionsgleichungen für die freiwillig ablaufenden Reaktionen.

 
 
Fe
Pb
Sn
Mg
FeCl2
 
 
 
 
PbCl2
 
 
 
 
SnCl2
 
 
 
 
MgCl2
 
 
 
 
 

11. Aus einer Kupfer(II)-salzlösung soll Kupfer ausgefällt werden. Geben Sie zwei Metalle an mit denen das möglich ist. Begründen Sie die Entscheidung.