Aufgabe 1
Elektrolyse
einer 1N Schwefelsäure an verschiedenen Elektroden
Bei dem
Ihnen demonstrierten Experiment werden folgende Chemikalien verwendet:
1N
Schwefelsäure, Pt- Elektroden, Cu - Elektroden
Aufgaben
a)Fertigen
Sie eine Zeichnung des Versuchsausbaus an und beschriften Sie die Zeichnung.
Beschreiben Sie die Durchführung der Versuche und ihre Beobachtungen.
b)Zeichnen
Sie die Strom/Spannungskurve für die durchgeführten Elektrolysen.
c)Erläutern
Sie die Aussage der Strom/Spannungskurve und begründen Sie deren Verlauf für
Versuch 1, indem sie genau die Vorgänge analysieren, die bei der Elektrolyse
der Schwefelsäure an den Platinelektroden ablaufen.
d)Analysieren
und interpretieren Sie Ergebnis und Verlauf der Strom/Spannungskurve für
Versuch 2. Begründen Sie so die ablaufenden Elektrodenvorgänge.
Aufgabe 2
Chlor-Alkalielektrolyse
a)Skizzieren
Sie die beiden für die Chlor-Alkalielektrolyse gängigen Verfahren und stellen
Sie diese in ihren Vor- und Nachteilen dar.
Wozu benutzt man die Produkte, die bei diesen Elektrolysen gewonnen
werden?
b)Diskutieren
Sie für beide Verfahren die in Frage kommenden Elektrodenvorgänge und begründen
Sie, welche tatsächlcih ablaufen.
Aufgabe 3
Faraday'sche Gesetze
a)1. Welche
Ladung hat das Bleeion, wenn ein Strom von 0,5 A in 15 min aus einer
Bleisalzlösung 0,4827g Blei abscheidet? (Pb 207,19 u)
b). Eine 1
mol/l CuCl2 Lösung wird 30 min bei einem Strom von 15 A elektrolysiert.
Wieviel g Kupfer und wieviel g Chlor werden abgescheiden? (Cu
63,5 u, Cl 35,5 u)
Aufgabe 4
Bleiakkumulator
a)Beschreiben Sie den Aufbau des Bleiakkus.
b)Erläutern Sie die potentialbildenden Vorgänge in dieser
Spannungsquelle und begründen Sie so die Vorgänge bei Laden und Entladen des
Akkumulators.
c)Berechnen Sie die Spannung des Bleiakkus aus folgenden
Daten: Lp(PbSO4) 0 10 -8
Eo (Pb/Pb2+) -0,13 V,
Eo (Pb2+/PbO2) +1,47 V
d)Begründen Sie die gute Spannungskonstanz des Bleiakkus und
erklären Sie, wie man erkennen kann, ob der Akku geladen ist oder nicht.
Aufgabe 5
galvanische Elemente
Ein galvanisches Element ist aufgebaut aus einer
Kupferhalbzelle (Standardbedingungen) und einer Sauerstoffhalbzelle, die den
positiven Pol bildet. Die Zelle zeigt eine Spannung von 0,4 V.
a)Beschreiben und begründen Sie die Vorgänge, die zur Bildung
des elektrochemischen Potentials führen. Welche Reaktionen laufen in dem
Element ab?
b)Berechnen Sie den pH - Wert der Sauerstoffhalbzelle.
Aufgabe 6
Redoxsysteme
Berechnen und begründen Sie kurz:
a)Wie groß darf der pH - Wert einer Lösung höchsten sein,
damit Blei aus ihr Wasserstoff erzeugen kann? (C Pb2+ = 0,0001)
b)Wie groß muß der pH - Wert einer 0,1 mol/l
Kaliumpermanganatlösung mit einem Anteil von 0,00001 mol/l Mn2+ sein, damit sie
aus einer 0,5 mol/l NaCl - Lösung Chlor erzeugt?
Aufgabe 7
Potentiometrie
Zur Bestimmung der SO42- - Ionen einer Lösung baut man
folgende Apparatur auf:
Lösung A besteht aus einer gesättigten Lösung von
Silberchlorid (AgCl, Lp = 10 -10), in die eine Silberelektrode taucht.
Lösung B besteht aus 20 ml einer Sulfationenlösung unbekannter
Konzentration, die hier bestimmt werden soll. In diese Lösung taucht eine
Bleieelektrode. Das Löslichkeitsprodukt von PbSO4 beträgt 10 -8. Beide Lösungen
sind durch einen Stromschlüssel miteinander verbunden. Man mißt die Spannung
zwischen beiden Elektroden.
Zu Lösung B wird jetzt schrittweise 0,015 mol/l Pb(NO3)2 -
Lösung gegeben. Man mißt die Spannung und trägt sie gegen die ml der
zugegegebenen Bleinitratlösung auf.
Man erhält folgendes Diagramm:
a)Zeichnen Sie den Versuchsaufbau.
b)Beschreiben Sie die Aussage des Diagramms.
c)Erläutern Sie an dem hier vorgestellten Verfahren die
Prinzipien der Potentiometrie und ihre besonderen Vorteile.
d)Begründen Sie den Verlauf des Graphen auch unter Bezugnahme
Ihrer Erläuterungen in b) und c).
e)Bestimmen Sie die Konzentration der Sulfationen der Lösung.
Matthias Rinschen (C) 2006 - 2009, Mail: deinchemielehrer [at] gmx [dot] de, Impressum