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Aufgabensammlung für das Fach Chemie in der Schule

Aufgaben mit Lösung: Elektrochemie

Alle Aufgaben mit LösungElektrochemie Organische Chemie

Übersicht - Elektrochemie Elektrolyse einer O,1mol/l Kupfersulfat-lösung an Kupfer- und an Platinelektroden Elektrochemische Bestimmung des Löslichkeitsproduktes von Silberchlorid AgClVergleich der Elektrolyse von 1 mol/l Salzsäure und von 0,001 mol/l Salzsäure an PlatinelektrodenPotentiometrische Titration einer Lösung mit versch. Halogenidionen mit 0,1 mol/l Silbernitratlösung. Elektrochemische Bestimmung des Löslichkeitsproduktes von Silberbromid AgBr Vergleich der Messung des Energieumsatzes der Reaktion von Ag+ - Ionen mit metallischem Eisenpulver in einem Kalorimeter und in einem galvanischen Element Reaktion von Silberionen mit metallischem Zink in wäßriger Lösung Elektrochemische Bestimmung des Löslichkeitsprodukts von Silberiodid Elektrolyse einer Kupferchloridlösung an Platin- und an Kupferelektroden Verhalten von Zink in der Lösung seines Salzes

Abstufung des Redoxpotentials der Halogene

Elektrolyse einer Kupferchloridlösung an Platin- und an Kupferelektroden

Eine 0,1 mol/l CuCl2 Lösung wird an zwei Platinelektroden elektrolysiert. Man stellt an der negativen Elektrode die Abscheidung eines rötlichen Metalls, am positiven Pol die Entwicklung von Chlorgas fest.

(Versuch a)

In einem zweiten Versuch tauscht man die Platinelektroden gegen Kupferelektroden aus. man stellt fest, daß jetzt die Gasentwicklung ausbleibt. (Versuch b)

Zur genauen Untersuchung nimmt man die Strom/Spannungskurve der beiden Elektrolysen auf und erhält folgendes Diagramm:

Elektrolyse einer Kupferchloridlösung an Kupfer- (B) und an Platinelektroden

Aufgaben

a)Zeichnen Sie den Aufbau der oben benutzten Elektrolyseapparatur und beschriften Sie die Zeichnung.

b)Berechnen Sie die Potentiale der bei der Elektrolyse an Platinelektoden möglichen Elektrodenvorgänge und begründen Sie daraus, warum die beschriebenen Reaktionen abalufen.

c)Beschreiben Sie den Verlauf der Strom/Spannungskurve für den Versuch a) und begründen Sie ihn, indem Sie die Vorgänge im atomaren Bereich darstellen, die bei dem Versuch an den Elektroden abalufen.

d) Analysieren Sie den Verlauf der Strom/Spannungskurve bei Versuch b, wobei Sie insbesondere die abgelaufenen Elektrodenvorgänge begründen sollten.

Normalpotentiale


reduzierte Form H2O Cu 4 OH- 2 Cl -	oxidierte Form 2 H3O+ + 2e- (pH = 0) Cu2+ + 2e- O2 + 2 H2O + 4e- (pH = 14) Cl2 + 2e-	Eo (V) 0 0,35 0,4 1,36

Überspannungen an Platinelektroden in V

Wasserstoff - 0,07

Sauerstoff + 0,7

Chlor + 0,08

Lösung

a)Zeichnung des Versuchsaufbaus der Elektrolyse

b)Berechnung der Potentiale von Wasserstoff ( - 0,427 V), Sauerstoff (+ 1,52 V), Chlor (1,418) und Kupfer (+ 0,35 V) aus der Nernst'schen Gleichung und den gegebenen Verhältnissen. (pH = 7, angegebene Überspannungen), daraus Festlegung, welcher Stoff am - Pol reduziert (Kupfer) bzw. am + Pol oxiert wird (Chlor). Bestimmung der Zersetzungsspannung der Elektrolyse

c) Anwendung und Erläuterung der Begriffe Lösungsdruck und Abscheidungsdruck auf die hier gegebenen Redoxpaare, daraus abgeleitet Bildung eines galvanischen Elementes, dessen elektrische "Wirkung" (EMK) der der Spannungsquelle entgegengesetzt ist.

d) Der Vorgang am - Pol ist die Umkehrung des Vorganges am + Pol, damit ist Zersetzungsspannung gleich Null: am + Pol wird Kupfer oxidert, am - Pol reduziert.