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Aufgabensammlung für das Fach Chemie in der Schule

Analyse der Vorgänge in galvanischen Elementen aus den gemessenen Zellspannungen

In einer Versuchsreihe untersucht man drei Redoxsysteme in drei Versuchen, indem man die Redoxsysteme jeweils zu einem galvanischen Element zusammenstellt und danndie Spannung mißt:

	1. Halbzelle	2. Halbzelle	Spannung (V)
Versuch 1	Au/Au3+	Ag/Ag+	0,57
Versuch 2	Ag/Ag+	Cu/Cu2+	0,46
Versuch 3	Au/Au3+	Cu/Cu2+	1,03

Dabei bildet jeweils die erste Halbzelle den + Pol.

a) Zeichnen Sie das galvanische Element von Versuch 1 und beschriften Sie die Zeichnung. Welche Lösungen verwendet man dabei?

b) Erläutern und begründen Sie, welche Reaktionen ablaufen, wenn eine Metall in die wäßrige Lösung seines Salzes taucht.

c) Welche Reaktionen laufen ab, wenn man beide Elektroden durch einen Draht verbindet? Begründen Sie!

d) Erläutere die Funktion des Diaphragmas.

e) Interpretieren Sie die gemessenen Spannungen zwischen den galvanischen Elementen.

Normalpotentiale

reduzierte Form oxidierte Form

Li Li+ +e- -3,03

Ca Ca2+ + 2e- -2,76

Na Na+ + e- -2,71

Al Al3+ +3e- -1,69

Zn Zn2+ + 2 e- -0.76

Fe Fe2+ + 2 e- -0,44

Pb Pb2+ + 2 e- -0,13

H2 + 2 H2O 2 H3O+ + 2 e- 0,00

Cu Cu2+ + 2e- +0,35

4 OH- O2 + 2 H2O + 4 e- +0,40

Fe2+ Fe3+ + e- +0,75

Ag Ag+ + e- +0,81

2 Cl - Cl2 + 2e- +1,36

Au Au3+ + 3e- +1,38

12 H2O + Mn2+ MnO4- + 8H3O+ + 5e- +1,50

Pb2+ + 6H2O PbO2 +4H3O+ + 2e- +1,46

2 SO42- S2O82- + 2e- +2,05

2 F- F2 + 2e- +2,85

ungefähre Überspannungen an Platinelektroden (in V)

Wasserstoff - 0,03

Sauerstoff +0,4

Chlor +0,008