Erläutern Sie die Vorgänge an der Phasengrenzfläche (Chemie)?
Hello, wir haben die obere Aufgabenstellung als Hausaufgabe und müssen es um 20 Uhr abgeben (haben es heute bekommen). Das ist eine Aufgabe von 2 Seiten, daher wir lassen und hier nicht einfvsh die Aufgaben beantworten. Könnte uns jemand vlt helfen? Vielen Dank
Bescheriebung:
,, eine Kombination aus metallstab/metallsatzlösung wird als halbelement oder elektrochemische Elektrode bezeichnet. Die Elektrode besteht aus der metallischen Phase und der Elektrolyt-Lösung-Phase.
Thema: elektrodenpotenzial mit galvanische zellen
Thema : elektrodenpotenzial von galvanische zellen
1 Antwort
Moin,
danke, das Bild brauche ich nicht. Der Hinweis mit dem Halbelement genügt schon...
Was passiert an der Phasengrenze zwischen dem Metallstab und der Metallsalzlösung?!
Okay. Da passiert folgendes: Wenn es sich um gleiche Metalle handelt (also zum Beispiel ein Kupferstab in einer Kupfer-II-sulfatlösung, dann kommen die zweifach positiv geladenen Kupferkationen aus der Lösung an den Stab und erhalten dort von einem ungeladene Kupferatom zwei Elektronen. Dadurch wird das Kupferkation wieder zu einem Kupferatom, während das Kupferatom zu einem Kupferkation wird.
Cu^2+ + Cu ---> Cu + Cu^2+
Du wirst leicht einsehen, dass dies unter dem Strich keinen Unterschied macht, weil im Grunde links und rechts vom Reaktionspfeil das gleiche steht.
Das kann man auch mit einem Zinkstab in einer Zinksulfatlösung machen:
Zn^2+ + Zn ---> Zn + Zn^2+
Was soll das, wirst du vielleicht denken!? Nun, interessant wird das erst, wenn du die beiden Halbzellen zusammenschließt (also die Metallstäbe über Kabel und die Salzlösungen über eine Salzbrücke miteinander verbindest).
Denn dann wirst du feststellen, dass jetzt nur noch die Kupferkationen Elektronen erhalten und sich als Atome auf dem Kupferstab absetzen. Plötzlich gehen aber in dieser Halbzelle keine Kupferatome mehr als Kationen in Lösung, weil die Elektronen für die Kupferkationen nicht mehr von den Kupferatomen kommen, sondern von den Zinkatomen der anderen Halbzelle. Die Zinkatome liefern über die Kabelverbindung Elektronen im Kupferstab ab, die dazu genutzt werden, aus den Kupferkationen Kupferatome zu machen.
Auf der anderen Seite gehen dafür immer mehr Zinkatome in Zinkkationen über und als solche in Lösung.
Du wirst dann über die Zeit feststellen, dass der Kupferstab dicker wird, während sich der Zinkstab immer mehr auflöst.
Die Kupferkationen aus der Kupfersulfatlösung werden immer weniger, während die Menge an Zinkkationen in der Zinksulfatlösung zunimmt.
Damit sinkt die Menge an positiven Ladungsträgern in der Kupfersulfatlösung, während die Menge an positiven Ladungsträgern in der Zinksulfatlösung steigt. Zum Ausgleich dafür, wandern über die Salzbrücke Sulfatanionen aus der Kupfersulfatlösung (wo sie ja nicht mehr als Gegenionen gebraucht werden) in die Zinksulfatlösung (um hier als Gegenionen für die hinzu kommenden Zinkkationen zu wirken).
Insgesamt erhältst du auf diese Weise eine Wanderbewegung geladener Teilchen. Und das nennt man elektrischen Stromfluss.
Wenn dagegen von Anfang an verschiedene Metalle benutzt wurden (zum Beispiel ein Zinkstab in einer Kupfer-II-sulfatlösung), dann passiert diese Elektronenübergabe direkt vor Ort.
Dann wechseln an der Phasengrenze vom metallischen Zinkstab und der Kupfersulfatlösung zwei Elektronen direkt von einem Zinkatom zu einem Kupferkation. Das Kupferkation wird dadurch zu einem Kupferatom, das sich auf dem Zinkstab ablagert, während das Zinkatom zu einem Zinkkation wird, das dafür in Lösung geht:
Cu^2+ + Zn ---> Zn^2+ + Cu
Im ersten Fall kannst du die Bewegung der Ladungsträger nutzen, um elektrisch betriebene Dinge anzutreiben, indem du sie zwischen die Elektroden schaltest.
Im zweiten Fall geht das nicht, weil du nichts zwischen die Elektronen abgebenden und aufnehmenden Teilchen schalten kannst.
Alles klar?
LG von der Waterkant