Erklärung für einen Versuch aus dem Chemie Unterricht zum Thema edle und unedle Metalle und Stromleitung?

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2 Antworten


Mein Deutungsansatz ist jetzt, dass Magnesium ein unedleres Metall ist als Zink und deshalb leichter Elektronen abgibt.



Bis hierhin ist es richtig. Dann wird es etwas eigenartig.

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Das Magnesium "teilt" sich in Mg(2+) und Elektronen:

Oxidation: Mg => Mg(2+) + 2e(-)

Die Magnesiumplatte ist Anode. Die Magnesiumionen Mg(2+) schwimmen dann in der Lösung rum.
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Die Elektronen wandern dann durch das Kabel, durch das Strommessgerät, durch das andere Kabel und auf die Zinkplatte.

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Dort treffen die Elektronen auf dissoziierte Wasserteilchen [H+][OH-]. Dabei werden die Protonen [H+] zu Wasserstoff (H2) reduziert, die Hydroxidionen [OH-] machen nichts. Sie bleiben einfach in Lösung und bilden das Gegenion zu dem Mg(2+) auf der anderen Seite. Man könnte sie in der folgenden RG auch weglassen.

Reduktion: 2e(-) + 2[H+] + 2[OH-] => H2 + 2[OH-]

Die Zinkplatte ist Kathode.
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Die selbst Zinkplatte macht aber eigentlich nichts. Sie ist eine unbeteiligte Elektrode (Inert-Elektrode). Aber sie wird durch die Elektronen, die das Mg via Kabel an sie abgibt, vor Oxidation geschützt. Das Magnesium ist also eine "Opferanode", die Zinkplatte hat einen "kathodischen Korrosionsschutz". Vielleicht hast du diese Begriffe in deinem Unterricht schon einmal gehört. Andernfalls kommen sie noch. Google sie bei Interesse einfach. :)

Hast du bei dem Experiment eigentlich eine Gasentwicklung gesehen? ____________________________________________________________

LG
MCX


Rica13 31.10.2017, 16:24

Vielen Dank für die schnelle Antwort. Das hilft mir wirklich weiter und klärt auch meine Fragen, weil ich die Erklärung mit der Salzlösung als Leiter selbst nicht so ganz eindeutig fand :) Jetzt wird es mir deutlich klarer. Danke! Eine Gasentwicklung habe ich nicht beobachtet, aber mein Fokus lag eher auf dem Strommessgerät. Sollte ich denn eigentlich eine beobachten?

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Miraculix84 31.10.2017, 16:35
@Rica13

Ja, ein bisschen H2 entsteht schon. Aber wenn keine Säure zugegeben wurde, kann es gut sein, dass du die paar Bläschen an der Metall-Oberfläche nicht bemerkt hast.

LG
MCX

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Ich nehme einmal an, dass die Versuchsanordnung im Unterricht so aufgebaut war wie Du es hier dargestellt hast.

Zuerst einmal ein ganz großes Lob, dass Du hier selbst einen Deutungsversuch gibst, den wir diskutieren sollen.

Dazu hätte ich das Folgende zu sagen:

a) Für diesen Versuch ein Strommessgerät zu nehmen ist ausgesprochen schlecht. Zwischen den Elektroden Mg und Zn muss ein sehr großer Widerstand sein, der einen stärkeren Stromfluss verhindert. Deshalb nimmt man einen Spannungsmesser, der einen großen Innenwiderstand hat. Du erhältst dann eine einigermaßen konstante Spannung. Aufgrund der Spannung kann ein Strom fließen. Aber bei einem sehr kleinen Widerstand bricht die Spannung sofort zusammen und es fließt so gut wie kein Strom mehr.

b) Wie kommst Du eigentlich durch den Versuch zu der Annahme, dass Mg unedler ist als Zn? Deine Annahme stimmt sogar, aber wie stellt man das durch diesen Versuch fest?

c) In einer Flüssigkeit bewegen sich keine Elektronen sondern Ionen. Das Mg gibt Elektronen ab, und die Ionen gelangen in die Flüssigkeit. Was passiert aber mit den Elektronen?

d) Das Zink kann zwar Elektronen leiten, aber es kann keine aufnehmen, sonst würde es zu negativ geladenen Zinkionen, und die gibt es nicht. Es muss also in der Lösung einen Stoff geben, der Elektronen abgibt. Diese werden dann vom Zn aufgenommen und weitergeleitet.

e) Diejenige Elektrode, an der die Elektronenabgabe (= Oxidation) abläuft ist die Anode und zugleich der Minuspol. Die andere ist dann die Kathode.

Der Versuch, den ihr hier bezüglich seiner Ergebnisse hier durchgeführt habt, gehört zu den grundlegenden Versuchen zur Einführung in die Elektrochemie. Nicht nur Verwendung von Natriumchloridlösung,sondern den ganzen Versuchsaufbau finde ich äußerst schlecht.

vach77 31.10.2017, 17:02

Entschuldigung, ich habe mich bei d) verschrieben:

.....Es muss also in der Lösung einen Stoff geben, der Elektronen aufnimmt. Diese werden vom Zn an diesen abgegeben. Das Zn selbst wird nicht oxidiert.

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Rica13 31.10.2017, 17:59
@vach77

Danke für deine Antwort. Es kann gut sein, dass das Experiment in manchen Teilen nicht ganz sinnvoll ist, denn wir hatten nur die Aufgabe mit den vorhandenen Materialien rumzuprobieren und einen Versuchsaufbau aufzubauen, in dem Strom fließt. Erst nachher haben wir erfahren, dass wir auch erklären müssen, warum genau es so funktioniert. 

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vach77 31.10.2017, 18:04
@Rica13

Ist bei diesem Versuch tatsächlich ein Stromfluss zu beobachten gewesen? Meiner Meinung nach bricht doch bei dieser Anordnung sofort die Spannung zusammen.

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Rica13 31.10.2017, 22:15
@vach77

Ja, wir hatten eine Stromstärke von 1.6 Volt bei einem Becherglas mit Versuchsaufbau und 3,2 Volt bei zwei hintereinander geschalteten. Zwar ist der Stromfluss nicht besonders stark, aber trotzdem hat ein Summer darauf reagiert.

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vach77 01.11.2017, 09:55
@Rica13

Ihr hattet also doch einen Spannungsmesser verwendet, denn es wurden U = 1,6 V gemessen. Die Spannung (nicht die Stromstärke!) sei nicht besonders groß, sagst Du, aber mehr ist hier nicht zu erwarten. Das Ergebnis ist ok.

Bei der Hintereinanderschaltung der beiden Bechergläser habt ihr die richtige Polung (durch Zufall?) gewählt. Bei falscher Polung wäre U = 0 V erhalten worden.

Aber meine Frage: Wie hast Du festgestellt, das Mg unedler ist als Zn?

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Rica13 01.11.2017, 12:09
@vach77

Oh, tut mir leid, das habe ich vertauscht. Ich wusste es nur, weil wir es schon vorher im Unterricht besprochen haben und habe mich dann darauf bezogen. 

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