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Schule > Chemie > Salze, Ionen und Komplexe > Elektrochemie (Kurzzusammenfassung für Klausur)

Zusammenfassung Elektrochemie

Phasengrenzfläche:
Metallstab in Lösg.( Metallionen an Staboberfläche in Lösg. Und werden hydratisiert, Elektronen bleiben im Stab ( Lösg. positiv/ Stab negativ ( Ladungstrennung ( elektrische Potentialdifferenz ( elektr. chem. Doppelschicht ( elektr. chem. Gleichgewicht
Me(s)( Me2+ (aq) + 2e-

Standardwasserstoffelektrode:
um Ablauf von Redoxreaktionen in wässrigen Lösg. vorher zusagen, um Zellspannung zu messen ( Anordnung der Metallelektroden nach Spannungsreihe
E°pot zw. Metallen und Elektrolytlösg. nicht einzeln messbar ( Kombination einer Metallelektrode mit einer Bezugselektrode wie Wasserstoffelektrode
aus Platinblech( von Wasserstoff umspült) & Säurelösg. Als Elektrolyt, Platinblech mit Zuführungsdraht als elektr. Kontakt H2(g) + 2H2O(l) ( 2H3O(aq) + 2e-

Daniellelement:
Oxi.: Zn(s) ( Zn2+(aq) + 2e- Red.: Cu2+(aq) + 2e- ( Cu

Zinkkohleelement:
Oxi.: Zn(s) ( Zn2+(aq) + 2e- Red.: 2H3O+(aq) + 2e- ( H2(g) + 2H2O(l)

Bleiakkumulator:
entladen: freiwillige R., chem. Energie in elektr. Energie
Pb + SO42- ( PbSO4 + 2e- (Minus) PbO2 + 4H3O + SO42- + 2e- ( PbSO4 + 6H2O (Plus)
laden: erzwungene R.
PbSO4 + 6H2O ( PbO2 + 4H3O+ + SO42- + 2e- (Minus) PbSO4 + 2e- ( Pb + SO42- (Plus)
Gesammtreak.: PbO2 + Pb + 4H3O + 2SO42- ( 2PbSO4 + 6H2O

Elektrolyse:
Redoxreaktion, elektr. in chem. Energie, erzwungene Reaktion mit Gleichspannung
Gegensatz zu galv. Zelle Stromkreis ( Cu+ zur Kathode und Cl+ zur Anode
Oxi.: 2Cl- ( Cl2 + 2e- Red.: Cu2+ + 2e- ( Cu
Gesammtreak.: Cu2+ + 2Cl- ( Cu + Cl2

Lokalelement:
Zn in verd. Schwefelsäure Zn + H2SO4 ( ZnSO4 + H2 Kupferstab in Lösg. auf Zn
Oxi.: Zn(s) ( Zn2+(aq) + 2e- Red.: 2H+ +2e- ( H2 Reaktion wird verstärkt, da 2 unter. Metalle
unedleres Metall löst sich auf Korrosion

Korrosion am verzinnten Stahlblech:
Sn = hohes Standardpotential / Fe kl. Standardpotential ( Fe geht in Lösg.
Oxi.: Fe ( Fe2+ +2e- Red.: 2H3O+ + 2e- ( H2 + 2H2O

Korrosion am verzinkten Stahlblech:
O2 & H2O ( schützende Oxidschicht auf Zinkoberfläche, Korrosion nur langsam, da Fe Katode ist Oxi.: Zn(s) ( Zn2+(aq) + 2e- Red.: 2H3O+ + 2e- ( H2 + 2H2O

Rosten von Eisen:
Oxi.: Fe ( Fe2+ +2e- Red.: ½ O2 + H2O + 2e- ( 2OH- Fe ( Fe2+ +2e-

Chioralkalielektrolyse:
Natriumchloridlösg. Gleichspannung über Kohleelektrode
Anode: Cl- ( Cl + e- Katode: H2O + e- ( H + OH- Wasser wird reduziert ( Konzentration an OH- ( Natronlauge, Chlor, Wasserstoff

Diaphragmaverfahren:
Vermischen der Stoffe kaum möglich wegen Diaphragma, Anode aus Titan / Katode aus Stahldraht Anode: 2Cl- ( Cl2 + 2e- Katode: 2H2O + 2e- ( H2 + 2OH-
durch eindampfen ( 50% Lauge
+ Natursole, geringer Energieverbrauch
- schlechte Qualität von H2, Cl, Aspest ( Umweltprobleme

Amalganverfahren:
Anode Titanschichtelektrode / Katode Quecksilberschicht auf Eisenplatte
Anode:2Cl- ( Cl +2e- Katode: Na+ + e- ( Na
Abscheidung von Na ( Na in Quecksilber gelöst ( Natriumamalgan zu Zersetzerzelle ( reagiert mit Wasser Graphit in Zersetzerzelle bewirkt Überwindung der Wasserstoffabscheidung am Quecksilber
+ 50% Lauge direkt, H2 & Cl sehr rein
- Quecksilber, Energieaufwendig, Umweltkosten

Membranverfahren:
Aufwand höher aber besser für Umwelt
+ kaum Umweltbelastung, einfacher Zellbetrieb, wenig Energie, 50% Lauge
- schlechte Qualität der Gase, Weiterentwicklung um großtechnisch zu produzieren

Aluminiumherstellung:
Bauxit, Al2O3 und NaOH ( unter Druck auf 240C ( Natriumtetrahydroxoaluminat (
abkühlen, trennen v. Rotschlamm ( Ausrühren, Filtrieren ( Aluminiumhydroxid (
Erhitzen, Wasser abspalten ( Aluminiumoxid ( Elektrolyse ( Gießen ( Aluminium
Anode: 3O2- + 2C ( CO + CO2 + 6 e- Katode: 2Al3+ + 6e- ( 2Al
Gesammtreak.: Al2O3 + 2C ( 2Al + CO + CO2
Fahrzeug/ Schiff / Flugzeugbau, Legierungen, Haushaltselektrogeräte

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