Physikalische Chemie
Buchtipp
Grenzflächen und kolloid-disperse Systeme. Physik und Chemie
H.-D. Dörfler
89.95 €

Buchcover

Anzeige
Stichwortwolke
forum

Zurück   ChemieOnline Forum > Naturwissenschaften > Chemie > Physikalische Chemie

Hinweise

Physikalische Chemie Ob Elektrochemie oder Quantenmechanik, das Feld der physikalischen Chemie ist weit! Hier könnt ihr Fragen von A wie Arrhenius-Gleichung bis Z wie Zeta-Potential stellen.

Anzeige

Antwort
 
Themen-Optionen Ansicht
Alt 30.12.2018, 15:11   #1   Druckbare Version zeigen
FlashPoint Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 11
Verdünnte Schwefelsäure im Bleiakku Reaktionsgleichung

Hallo zusammen,
das Elektrolyt einer geschlossenen Bleibatterie besteht aus verdünnte Schwefelsäure . Schwefelsäure liegt in einer wässrigen Lösung dissoziiert vor:
H2SO4 --> H(+)+HSO4(-)
HSO4(-) --> H(+)+SO4(2-)

Eigentlich reagiert ja das geladene Wasserstoff-Ion mit einem Wassermolekül zu einem Oxonium-Ion.
H+ + H2O --> H3O(+)

Aber in einem Bleiakku reagieren die Wasserstoff-Kationen zusammen mit dem Bleidioxid und zwei Elektronen zu Pb(2+) und Wasser:
PbO2 + 4H(+) + 2e(-) --> Pb(2+) + 2H2O
Pb2+ + SO4(2-) --> PbSO4

Gesamtreaktion an der positiven Elektrode:
PbO2 + 4H(+) + SO4(2-) + 2e(-) --> PbSO4 + 2H2O

Allerdings habe ich auch schon diese Schreibweise gesehen, bei der das Oxonium-Ion reagiert:
PbO2 + SO4(2-) + 4 H3O(+) + 2e(-) -> PbSO4 + 6H2O

Welche Schreibweise ist nun richtig, reagieren die Wasserstoff-Kationen zu Oxonium-Ionen oder mit dem Bleidioxid zu Wasser und Pb(2+)?

Vielen Dank schon mal für eure Hilfe.
FlashPoint ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 30.12.2018, 15:40   #2   Druckbare Version zeigen
Ryan21 Männlich
Mitglied
Beiträge: 3.095
AW: Verdünnte Schwefelsäure im Bleiakku Reaktionsgleichung

Hallo,


Zitat:
Zitat von FlashPoint Beitrag anzeigen
Welche Schreibweise ist nun richtig, reagieren die Wasserstoff-Kationen zu Oxonium-Ionen oder mit dem Bleidioxid zu Wasser und Pb(2+)?
"Nackte" Protonen gibt es nicht in Lösung, da die Ladunsgdichte viel zu hoch ist.

Die Darstellung mit dem Proton ist eine Vereinfachung, die Darstellung über das Oxonium-Ion H3O+ allerdings auch, ist aber etwas dichter an der Realität.


Zuerst wird die Schwefelsäure dissoziieren, die Protonen hängen sich ans Wasser, um die Ladungsdichte zu verringern. Danach ist eine Reaktion mit dem PbO2 wahrscheinlich. Eine Reaktion der "nackten" Protonen ist unwahrscheinlich.


LG Ryan
Ryan21 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 30.12.2018, 15:41   #3   Druckbare Version zeigen
chemiewolf Männlich
Mitglied
Beiträge: 22.655
AW: Verdünnte Schwefelsäure im Bleiakku Reaktionsgleichung

beide Schreibweisen sind richtig. Beide stellen aber nur ein Modell der Wirklichkeit dar. Wasserstoff-Kationen (Protonen) existieren in Lösung nicht frei und auch nicht definiert als H3O+ - Ionen, sondern als Cluster mit mehr oder weniger Wassermolekülen, als etwa so: (H x xH2O)+.
__________________
The State Senate of Illinois yesterday abandoned its Committee on Efficiency and Economy for reasons of 'efficiency and economy'.
De Moines Tribune, 6 February 1955
chemiewolf ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 30.12.2018, 16:08   #4   Druckbare Version zeigen
FlashPoint Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 11
Vielen Dank für eure schnellen Antworten.
Ich habe halt in der elektrochemischen Spannungsreihe auch nur diese Schreibweise gefunden:
PbO2 + 4H(+) + 2e(-) --> Pb(2+) + 2H2O
E0: 1.455 V

Wie die Reaktion zwischen Bleidioxid und den Oxonium-Ionen ablaufen wird, kann ich aber nicht nachvollziehen, wie das abläuft.

Wie reagiert Bleidioxid, wenn es in Berührung kommt mit Wasserstoff-Ionen (auch wenn das nur eine vereinfachte Annahme wäre)?
PbO2 --> Pb(4+) + O2 (Pb(4+) ist klar, aber wie tritt der Sauerstoff hier auf?)

Pb(4+) oxidiert zu Pb(2+):
Pb(4+) + 2e(-) --> Pb(2+)

Dieses reagiert mit dem Sulfat-Ion zu Bleisulfat:
Pb(2+) + SO4(2-) --> PbSO4

Wie reagiert aber dann das Sauerstoff-Ion zu Wasser?

EDIT: Danke auch für deine Antwort Chemiewolf, so ist es mir zumindest klar, dass beide Schreibweise möglich sind und dennoch beide nur Vereinfachungen darstellen. Erübrigt sich dann meine Frage oben, weil man das gar nicht darstellen kann wie genau das abläuft oder gibt es dennoch eine Schreibweise wie "genau" die Reaktion abläuft?

Gruß Philipp

Geändert von FlashPoint (30.12.2018 um 16:14 Uhr)
FlashPoint ist offline   Mit Zitat antworten
Anzeige
Alt 31.12.2018, 18:24   #5   Druckbare Version zeigen
Jonas__  
Mitglied
Beiträge: 375
AW: Verdünnte Schwefelsäure im Bleiakku Reaktionsgleichung

Hi,
der Sauerstoff liegt hier in der Oxidationsstufe 2- vor. Das kannst du dir bildhaft als O2- Ion vorstellen, dass wenn es 2x protoniert wurde zu Wasser reagiert.

Auch das ist nur ein vereinfachtes Model, dass einen Teil der Wirklichkeit beschreibt. Praktisch liegt dieses O2- nicht in der Lösung vor.
Jonas__ ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 01.01.2019, 12:52   #6   Druckbare Version zeigen
cg Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.491
AW: Verdünnte Schwefelsäure im Bleiakku Reaktionsgleichung

"Praktisch liegt dieses O2- nicht in der Lösung vor." Genau. Das sind mehrstufige Prozesse die an der Oberfläche der Elektrode und in der Grenzschicht ablaufen.
Mit dem Nernst-Kalkül kommt man nicht ohne Weiteres zu den richtigen Spannungen. Ein realer Bleiakku hat im voll geladenen Zustand bei 20 °C und 1 bar eine Gleichgewichtsspannung von 2,23 V. Ich habe in der physikalisch-chemischen Literatur noch keine befriedigende Erklärung für diese Spannung gefunden. Habe aber auch noch lange nicht alles Verfügbare durchgeforstet.
Jedenfalls muss die Aktivität der Wasserstoffionen in 39 m%iger H2SO4 und die Löslichkeit des PbSO4 darin berücksichtigt werden.

Freundliche Grüße und alles Gute im neuen Jahr
cg
cg ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.01.2019, 11:51   #7   Druckbare Version zeigen
FlashPoint Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 11
AW: Verdünnte Schwefelsäure im Bleiakku Reaktionsgleichung

vielen Dank nochmal für eure Antworten.
Wünsche auch allen auch ein frohes Neues

Viele Grüße
Philipp
FlashPoint ist offline   Mit Zitat antworten
Anzeige


Antwort

Stichworte
bleiakku, oxonium-ionen, reaktionsgleichung, verdünnte schwefelsäure

Themen-Optionen
Ansicht

Gehe zu

Ähnliche Themen
Thema Autor Forum Antworten Letzter Beitrag
Zink + verdünnte Schwefelsäure Juusi Allgemeine Chemie 3 20.03.2016 14:14
Verdünnte Schwefelsäure und Kupfer Chemienoob90 Allgemeine Chemie 5 28.05.2014 20:44
verdünnte Schwefelsäure + Zink Slaxx Allgemeine Chemie 13 07.09.2008 11:38
Wärmemenge verdünnte Schwefelsäure Quotenangsthase Physikalische Chemie 21 15.09.2007 16:15
reaktionsgleichung calcium-verdünnte schwefelsäure berlin143 Anorganische Chemie 3 28.08.2007 09:05


Alle Zeitangaben in WEZ +2. Es ist jetzt 05:25 Uhr.



Anzeige