Chemie Allgemeine Chemie – Elektrochemie
Karteikarten zum Thema „Naturwissenschaften“ · 16 Karten · von atrio. Beispiele: Was definieren Oxidation und Reduktion im Elektronenkonzept? · Welche Regeln…
Karten
16 KartenWas definieren Oxidation und Reduktion im Elektronenkonzept?
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Oxidation ist Elektronenabgabe (Erhöhung der Oxidationszahl), Reduktion ist Elektronenaufnahme (Erniedrigung der Oxidationszahl).
Welche Regeln gelten für die Vergabe von Oxidationszahlen?
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Elemente: 0; einatomige Ionen: Ionenladung; H meist +1, O meist -2; Summe der Oxidationszahlen entspricht Teilchenladung.
Wie ist eine galvanische Zelle aufgebaut?
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Zwei Halbzellen (Elektrode in Elektrolyt), verbunden durch Salzbrücke oder Membran; Elektronen fließen äußerlich von Anode zu Kathode.
Was ist die Standardwasserstoffelektrode (SHE) und welchen Wert hat sie?
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Referenzelektrode mit Pt|H₂ (1 bar)|H⁺ (1 mol/L); definiert als 0,00 V bei 25 °C – Basis der elektrochemischen Spannungsreihe.
Was besagt die Nernst-Gleichung für eine Halbzelle?
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E = E° + (RT/zF) ln(a_Ox/a_Red); beschreibt Potentialabhängigkeit von Konzentration, Temperatur und Stoffmengenverhältnis.
Wie berechnet man die Zellspannung einer galvanischen Zelle?
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ΔE = E(Kathode) - E(Anode) oder ΔE = E°(Kathode) - E°(Anode) + (RT/zF) ln(Q); Q = Reaktionsquotient.
Was zeigt die elektrochemische Spannungsreihe an?
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Standardreduktionspotenziale relativ zur SHE; je positiver E°, desto stärker das Oxidationsmittel, desto edler das Metall.
Wie entsteht Korrosion (Rosten) von Eisen elektrochemisch?
Rückseite
Lokalelemente bilden sich: Anode Fe → Fe²⁺ + 2e⁻, Kathode O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻; Fe²⁺ oxidiert weiter zu Fe₂O₃·H₂O (Rost).
Worin unterscheidet sich Elektrolyse von einer galvanischen Zelle?
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Galvanische Zelle: chemische Energie → elektrische Energie (spontan); Elektrolyse: elektrische Energie → chemische Energie (erzwungene Redoxreaktion).
Was besagen die Faraday-Gesetze der Elektrolyse?
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1. Gesetz: Umsatz proportional zur Ladung (m = k·Q). 2. Gesetz: Äquivalente verschiedener Stoffe verlangen gleiche Ladung (F = 96485 C/mol e⁻).
Was ist eine Konzentrationszelle und wann liefert sie Spannung?
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Gleiche Elektroden in verschieden konzentrierten Lösungen; Spannung entsteht durch Konzentrationsunterschied (ΔE = (RT/zF) ln(c₁/c₂)).
Welche Referenzelektroden sind neben der SHE praxisrelevant?
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Kalomelelektrode (Hg/Hg₂Cl₂/KCl, +0,268 V gg. SHE) und Silber/Silberchlorid-Elektrode (Ag/AgCl/KCl, +0,197 V gg. SHE).
Was versteht man unter Überpotenzial (Überspannung) bei der Elektrolyse?
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Zusätzliche Spannung über dem thermodynamischen Zersetzungspotenzial, nötig um kinetische Hemmungen (z. B. Wasserstoffentwicklung) zu überwinden.
Worin liegt der Unterschied zwischen Primärbatterie und Akkumulator?
Rückseite
Primärbatterie: nicht wiederaufladbar (irreversibel); Akkumulator: wiederaufladbar durch Umkehr der Zellreaktion (reversibel, z. B. Li-Ionen, Blei-Säure).
Nach welchem Prinzip arbeitet eine Brennstoffzelle (z. B. H₂/O₂)?
Rückseite
Kontinuierliche Umwandlung chemischer Energie in elektrische Energie: Anode H₂ → 2H⁺ + 2e⁻, Kathode ½O₂ + 2H⁺ + 2e⁻ → H₂O; kein thermischer Carnot-Prozess.
Wie funktioniert kathodischer Korrosionsschutz mit Opferanoden?
Rückseite
Unedleres Metall (Zn, Mg, Al) wird als Anode geopfert (oxidiert), das zu schützende Metall (Fe) wird Kathode und bleibt intakt.