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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
Chemiefan1989 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.02.2008, 11:07   #2   Druckbare Version zeigen
Chemiefan1989  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 40
AW: Fragen zu Elektrolyse und Korrosion

Hey,
Dankeschön. Das hieße dann, dass ich bei den ersten beiden H3O+ nicht berücksichtigen dürfte. Das heißt die Reaktion würde ausgehend von H2O und OH- ablaufen und bei der 3. Reaktion dann H3O+ und H2O. Stimmt das? Und wie sieht es so mit den anderen Nummern aus?
Vielen Dank
Chemiefan
Chemiefan1989 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.02.2008, 16:27   #3   Druckbare Version zeigen
Chemiefan1989  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 40
Bitte um Hilfe bei der Korrosion

Dankeschön nochmals. Aufgabe 1 ist mir jetzt klar.
Bei Nummer 2 brauche ich aber bitte noch Hilfe bezüglich der Reaktion in Glas E. Ist meine Idee richtig?
Nochmal meine Idee: Erst geht Eisen in Lösung und wird zu Fe2+-Ionen, dann wird es durch die Elektrolyse wieder zurück zu Eisen reduziert, während 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. Ist das so richtig?

Und dann bräucht ich noch die Antwort auf die Frage, wie das ist, 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 Antworten freuen, da ich morgen meine KLausur schreibe.
Chemiefan
Chemiefan1989 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.02.2008, 17:07   #4   Druckbare Version zeigen
123jo123  
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Beiträge: 36
AW: Bitte um Hilfe bei der Korrosion

Zitat:
Zitat von Chemiefan1989 Beitrag anzeigen
würde dann die Elektrolyse von Eisen und Kupfer einsetzen? Somit würde das Eisen nicht korrodieren. Ist das so richtig?
Ja es wäre eine Elektrolyse. Es könnte keine Korrosion mehr stattfinden.

Zitat:
Zitat von Chemiefan1989 Beitrag anzeigen
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?
Natronlauge wird zersetzt zu: Na+; OH-und H2O

Wenn du eine genügend hohe Spannung anlegst werden die Natriumionen zu Natrium ionen reduziert und das OH-wird oxidiert zu, da bin ich mir nicht sicher aber ich denke zu H2O oder H3O+

Dabei muss man sagen, dass die Spannung die dafür notwendig wäre 3,11V betragen würde, was schonr recht hoch ist.
Aber du hast recht, wenn du sagst das Wasser zuerst zerlegt wird

aber lass dir lieber alles von FSK absegnen

Geändert von 123jo123 (24.02.2008 um 17:15 Uhr)
123jo123 ist offline   Mit Zitat antworten
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