Aufgabensammlung für das Fach Chemie in der Schule

 Nernst - Faraday`sche Gesetze, Konzentrationselement

 

Aufgabe 1

Demonstrationsversuch: Zink in der wäßrigen Lösung seines Salzes

 

Bei dem Ihnen demonstrierten Experiment werden folgende Chemikalien verwendet: Zink, Zinksulfat, Wasser

 

a)Beschreiben Sie den Versuch und Ihre Beobachtungen.

 

b)Beschreiben Sie  die Vorgänge, die im atomaren Bereich ablaufen, wenn Zink in

die wäßrige Lösung seines Salzes getaucht wird.

 

c)Erklären und begründen Sie die Versuchsbeobachtungen.

 

 

Aufgabe 2

Konzentrationsabhängigkeit des elektrochemischen Potentials

 

Ein galvanisches Element ist aus einer Normalwasserstoffelektrode und einer Silberhalbzelle aufgebaut. Die Konzentration der Silberionen Ag+ wird dabei variiert. Man mißt die jeweilige Spannung zwischen den Elektroden. Hierbei bildet die Silberelektrode immer den positiven Pol.

 

Folgende Tabelle wird aufgestellt:

 

                                         c(Ag+)   (mol/l)                              U (V)

 

 Versuch 1                               1                                              0,81

 Versuch 2                                0.1                                          0,751

 Versuch 3                                0,01                                        0,692

 Versuch 4                                0,001                                      0,633

 

 

a)Zeichnen Sie den Versuchsaufbau.

 

b)Erläutern Sie die  potentialbildenden Vorgänge in der Wasserstoffelektrode.

 

b)Formulieren und begründen Sie die in den beiden Halbzellen ablaufenden Reaktionen, wenn man beide Elektroden miteinander verbindet. Gehen Sie auch auf die Funktion des Diaphragmas ein.

 

c)Begründen Sie  die Veränderung der Spannung mit abnehmender Konzentration der Silberionen.

 

d) Formulieren Sie die Beziehung und erläutern Sie deren Aussage, die zwischen der Veränderung der Spannung und der Veränderung der Konzentration besteht?

 

                                                                        - 2 -

 

Aufgabe 3

galvanische Elemente

 

Ein galvanisches Element ist aus folgenden Redoxsystemen aufgebaut: Cu/Cu2+//2Cl-/Cl2.

 

a)Berechnen Sie die Spannung des galvanischen Elementes unter folgenden Bedingungen: c(Cu2+) = 0,5 mol/l,  c(Cl-) = 0,6 mol/l.

 

b)Erläutern Sie, welche Vorgänge ablaufen, wenn beide Elektroden durch einen Draht verbunden sind.

 

d)Diskutieren Sie die Frage, wie sich die Spannung verändert, wenn man

 

-  die Konzentration der Kupferionen erhöht.

 

-  den Druck erhöht.

Aufgabe 4

Redoxsysteme

 

Berechnen Sie Spannungen der galvanischen Elemente aus folgenden Redoxsystemen, und geben Sie an, wo der positiven und der negative Pol liegen und welche Reaktionen in den Halbzellen ablaufen.

 

 

O2 + 2H2O/4 OH-//Ag/Ag+  wobei c (OH-) = 0,08 mol/l und c(Ag+) = 0,03 mol/l

 

Zn/Zn2+//H2/2H+ wobei c(Zn2+) = 0,5 mol/l, in der Wasserstoffhalbzelle pH = 14.

                                                                       

Zn/Zn2+//H2/2H+ wobei c(Zn2+) = 0,5 mol/l, in der      Wasserstoffhalbzelle  c(H3O+ = 0,3 mol/l).

 

  Aufgabe 1

Faraday'sche Gesetze

 

a)Welche Ladung hat das Bleiion, 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)

 

 

Zinkhalbzelle: - 0,768 Wasserstoffhalbzelle: - 0,84, Spannung -0,072