Chemie für Hanna

• Das Grundprinzip basiert auf dem Ionenfluss zwischen der

• Anode, wo eine Oxidation stattfindet

• und der Kathode, wo die Reduktion stattfindet

• Beide Elektroden sind von einer Elektrolytlösung umgeben, damit Ionen frei fließen können

• Eine Oxidation ist ein Prozess, bei dem ein Stoff Elektronen abgibt

• Dabei erhöht sich die Oxidationszahl

• Reduktion ist der Prozess, bei dem ein Stoff Elektronen aufnimmt

• Die Oxidationszahl bei dem betroffenen Stoff verringert sich

• Eine chemische Reaktion, bei der sowohl Oxidation, als auch Reduktion stattfinden

• Elektronen, die bei der Oxidation abgegeben werden, werden direkt bei der Reduktion wieder aufgenommen

• Ist eine Liste von Metallen, die nach ihrer Tendenz Elektronen abzugeben geordnet sind

• Sie basiert auf dem Standard Redoxpotentialen der Metalle

• Je höher das Potential, desto leichter kann das Metall Elektronen abgeben, also oxidieren

  
  

• Metalle, die oben in der Reihe stehen haben ein hohes Redoxpotential, neigen also eher zur Elektronenabgabe

• Metalle, die weiter unten stehen neigen weniger zur Oxidation, sind also weniger reaktiv

• Die Maßeinheit für Redoxpotential ist Volt(V)

• Laut der Spannungsreihe der Metalle sind die oben am oxidationsfreudigsten. Sie haben eine hohes Redoxpotential und geben gerne Elektronen ab.

• (Anmerkung: Ich weiß, dass es etwas komisch ist, dass die kleinste Zahl, also -3,04V das höchste Potential haben soll, man muss es sich einfach merken.)

Lösung:

1. Spannungsreihe:

   • Zink hat ein negatives Redoxpotential (ca. -0,76 V), was bedeutet, dass Zink Elektronen leicht abgibt (starkes Reduktionsmittel).

   • Kupfer hat ein positives Redoxpotential (ca. +0,34 V), was bedeutet, dass Kupfer schwerer Elektronen abgibt und ein gutes Oxidationsmittel ist.

2. Funktionsweise eines galvanischen Elements:

   • In einem galvanischen Element ist Zink die Anode (da es oxidiert wird) und Kupfer die Kathode (da es reduziert wird).

• Der Elektronenfluss vom Zink zur Kupfer-Kathode durch den externen Stromkreis erzeugt eine elektrische Spannung.

1. Erklärung:

   • Zink steht in der Spannungsreihe höher als Kupfer und gibt daher Elektronen ab.

   • Die Differenz der Redoxpotentiale (zwischen Zink und Kupfer) führt zur Bildung einer Spannung, die als elektrische Energie genutzt werden kann.

• Beschreibt eine Art der Wechselwirkung zwischen Molekülen

• Der Donator gibt Elektronen ab und der Akzeptor nimmt sie auf

  
  

1. Eine Batterie wandelt chemische Energie in elektrische Energie um.

2. An der Anode gibt das Material Elektronen ab (Oxidation).

3. Diese Elektronen fließen durch den Draht zur Kathode, wo sie von einem anderen Stoff aufgenommen werden (Reduktion).

4. Die Ionen im Elektrolyten sorgen dafür, dass der Stromkreis geschlossen bleibt.

5. Der Elektronenfluss erzeugt den Strom, der Geräte wie Taschenlampen oder Handys mit Energie versorgt.

1. Eine Fällungsreaktion ist eine Reaktion, bei der sich ein festes Produkt (Niederschlag) bildet, wenn zwei Lösungen miteinander gemischt werden.

2. Das Produkt fällt aus, wenn es unlöslich in der Lösung ist.

3. Ein Beispiel ist die Reaktion zwischen Silbernitrat und Natriumchlorid, die Silberchlorid (AgCl) als weißen Niederschlag bildet.

Eine Elektrolyse ist ein Prozess, bei dem elektrischer Strom verwendet wird um eine chemische Reaktion zu erzwingen, die sonst nicht spontan ablaufen würde

• Bsp: Elektrolyse des Wassers:

  Zerlegung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff durch elektrischen Strom.

• Es findet eine Redoxreaktion statt:

• An der Anode findet die Oxidation statt, Elektronen werden abgegeben

• An der Kathode findet die Reduktion, also Elektronenaufnahme statt

• Ein Akkumulator ist ein wiederaufladbarer Stromspeicher

• Er speichert elektrische Energie und kann sie bei Bedarf wieder abgeben

• Beruht auf der Funktionsweise der Redoxreaktion

• Bsp:

Ein bekannter Akkumulator ist der Bleiakkumulator, der in vielen Autos verwendet wird:

• Beim Laden des Akkumulators findet eine chemische Reaktion zwischen Blei (Pb) und Bleioxid (PbO₂) statt, bei der Schwefelsäure (H₂SO₄) im Elektrolyt als Medium dient.

• Beim Entladen des Akkumulators wird die chemische Reaktion umgekehrt, und es entsteht elektrische Energie.

• Eine Brennstoffzelle ist ein Gerät, das chemische Energie in elektrische Energie umwandeln kann.

• Als Brennstoff wird meist Wasserstoff verwendet, was an die Anode der Brennstoffzelle geführt wird.

• Der Wasserstoff wird in Protonen und Elektronen aufgespalten

• Die Protonen wandern durch die elektrolytische Membran zur Kathode, während die Elektronen über einen Draht zur Kathode fließen und so elektrische Energie erzeigen.

• An der Kathode treffen die Protonen und Elektronen auf Sauerstoff aus der Luft und reagieren zu Wasser

  
  

• Da nur Wasser als Emission entsteht ist es deutlich umweltfreundlichere Energiequelle

• Sie werden zum Beispiel bei der Raumfahrt wegen ihrer Energieeffizienz verwendet

• Eine galvanische Zelle ist eine Zelle, die chemische Energie in elektrische Energie umwandeln kann

• Bsp. Batterie