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Alt 24.02.2008, 10:10   #1   Druckbare Version zeigen
Chemiefan1989  
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Themenersteller
Beiträge: 40
Fragen zu Elektrolyse und Korrosion

Hallo,
ich habe von meinem Lehrer 2 Aufgaben, einmal zur Elektrolyse und einmal zur Korrosion zur Übung für eine KLausur bekommen. Zu einigen habe ich mir schon Lösungen überlegt, wär nett, wenn ihr mal draufschauen könntet und mich verbessern könntet bzw. mir sagen würdet, wenn etwas richtig ist.
1.) Bei der Elektrolyse von Natronlauge, Kalilauge und Schwefelsäure (jeweils 1 mol/l) misst man jeweils eine Zersetzungsspannung von etwa 1,7 V.
1.1. Ermitteln sie die in den Lösungen vorliegenden Teilchensorten. Das sind doch dann in allen OH- und H3O+, und dann einmal Na+, K+ und SO42- oder?
1.2.Berechnen Sie jeweils die theoretisch zu erwartenden Zersetzungsspannungen der gelösten Stoffe. Ich hab da 0,40 V für alle raus, da nach den Redoxpotentialen eigentlich OH- und H3O+ reagieren müssten oder?
1.3. Vergleichen Sie die berechneten Zersetzungssprannungen mit der experimentell ermittelten und erklären Sie das Ergebnis. Welche Zersetzungsspannung würden Sie danach erwarte? Ich denke, dass das experimentelle Ergebnis so hoch ist, da Überspannungen auftreten. Zersetzungsspannung dann entsprechend mit Überspannung draufgerechnet.
3.4. Auch von diesem Wert weicht der experimentell ermittelte ab. Geben Sie eine Erklärung. Ich denke mal, dass es daran liegt, dass vllt. keine Platinelektrode eingesetzt wurde oder dass durch die Änderung der Konzentration im Laufe der Elektrolyse keine Standardbedingungen mehr vorliegen und es daher zu Abweichungen kommt.
3.5. Welche Zersetzungsspannung erwarten Sie für die Elektrolyse einer wässrigen Lösung von Zinkchlorid und Calciumchlorid? Begründen Sie. Diskutieren Sie Alternativen. Teilchen in der Lösung müssten Zn2+, Cl-, Ca2+, H3O+ und OH- sein. Aufgrund der Potentiale erscheint mir zunächst die Reaktion von Oxonium- und Hydroxid-Ionen am wahrscheinlichsten. Durch die Überspannung könnte ich mir aber auhc vorstellen, dass Chloridionen anstelle von OH- oxidiert werden. Zersetzungsspannung wäre dann 1,36 V, wobei ich noch die Überspannungen einrechnen müsste, dafür hab ich aber jetzt keine Angabe, ist auch nicht so wichtig, in der KLausur würd mein Lehrer die angeben.

2) In fünf Bechergläsern sind Eisennägel mit anderen Metallen verbunden und stehen zusammen mit diesen in Lösungen.
A: Eisen und Kupfer in destilliertem Wasser
B: Eisen und Kupfer in 0,05%iger Natriumchloridlösung
C: Eisen und Magnesium in 0,05%iger Natriumchloridlösung
D: Eisen und Zink in destilliertem Wasser
E: Eisen und Kupfer in 1%ier Natronlauge, an den Metallen liegt eine Spannung von 5 V an.
2.1. In welchem Becherglas korrodiert der Eisennagel am schnellsten?
2.2. In welchem Becherglas (welchen Bechergläsern korrodiert der Eisennagel nicht? Begründen Sie jeweils ihre Antworten.
Also in C+D korrodiert er nicht, da Magnesium bzw. Zink unedler als Eisen sind und daher oxidiert werden.
Mit Glas E hab ich Probleme. Muss ich mir das so vorstellen, dass da erst Eisen in Lösung geht und zu Fe2+-Ionen wird und dann durch die Elektrolyse wieder zurück zu Eisen reduziert wird, währen Kupfer oxidiert wird? Die Zersetzungsspannung ist mit 0,57 V ja nicht viel höher als die von Oxonium- und Hydroxid-Ionen und da dort eine größere Überspannung auftritt, würde dann die Elektrolyse von Eisen und Kupfer einsetzen? Somit würde das Eisen nicht korrodieren.
Daher kommt für Frage 1 nur Glas A oder B in Frage. Da in B eine salzhaltige Lösung vorliegt, wird die Korrosion in B am schnellsten stattfinden, da Salze den Korrosionsvorgang beschleunigen.

Jetzt hab ich noch eine generelle Frage zur Elektrolyse. Wie ist das, wenn ich eine genügend hohe Spannung anlege und zum Beispiel NAtronlauge elektrolysiere. Zuerst findet die Zersetzung von Wasser statt. Würden dann nach einiger Zeit auch Natriumionen zu Natrium reduziert werden oder bleibt es nur bei der Zersetzung von Wasser?

Würde mich über Hilfe freuen
Chemiefan
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