Welche Ionen wandern durch eine Salzbrücke?
Hallo!
Auf unserem AB ist diese Abbildung: http://www.pci.tu-bs.de/aggericke/PC1/Kap_VI/Galv_Abb3.jpg
Allerdings hat unser Lehrer aus Na^+ mit etwas Tippex Zn^2+ gemacht.
Das macht aber beides für mich überhaupt keinen Sinn. Sollte nicht nur SO4^2- über die Brücke gehen?
Wofür habe ich denn noch zwei Halbzellen, wenn alle Ionen wandern können? Dann kann ich doch gleich alles in einen Topf tun, oder nicht?
Vielen Dank
1 Antwort
Man will ein galvanisches Element haben, deshalb kann man nicht "alles in einen Topf geben".
Die beiden Redoxsysteme Cu//Cu²⁺ und Zn//Zn²⁺ müssen durch ein Diaphragma getrennt sein. Das Diaphragma (in der Skizze eine Salzbrücke) dient dazu die Durchmischung der beiden Halbzellen zu verhindern und dennoch einen Ladungsausgleich zu verhindern.
Dein Lehrer hat nun als Diaphragma (Salzbrücke) ein mit Natriumnitrat gefülltes Glasrohr gezeichnet, das an beiden Enden offenbar mit Wattebäuschen verschlossen ist. Viel einfacher wäre es gewesen, er hätte ein Filtrierpapier mit Natriumnitrat getränkt und jeweils ein Papierende in eine der beiden Halbzellen getaucht. Dadurch ist der gesamte Stromkreis geschlossen.
Da keine Sulfationen vorhanden sind, können diese auch nicht wandern.
Da auf der linken Halbzelle positive Zinkionen in Lösung gehen und sich auf der anderen Seite Kupferionen ablagern, muss ein Ladungsausgleich stattfinden; dies geschieht über die Salzbrücke.
Kommst Du jetzt von selbst auf die Lösung wie der Ladungsausgleich abläuft?
In der Salzbrücke befindet sich also nach Deiner Korrektur eine Natriumsulfatlösung.
Die Sulfationen stehen somit in der ganzen Salzbrücke zur Verfügung und diese können im linken Gefäß der Skizze die entstehenden Zinkionen "neutralisieren".
Dass Dein Lehrer die Natriumionen in der Salzbrücke in Zinkionen umgewandelt hat, das finde ich schlecht. Die Salzbrücke soll Ionen enthalten, die mit den beiden Redoxvorgängen im linken und rechten Gefäß der Skizze nichts zu tun haben sollen.
Die Natriumionen aus der Salzbrücke ersetzen die im Reduktionsprozess verschwundenen Kupferionen.
Also eigentlich hat er überhaupt nicht gesagt, dass in der Salzbrücke andere Ionen sind oder so. Er hat nur gesagt, dass die Zink-Ionen, die von der Zinkelektrode kommen, über die Salzbrücke in die Zelle mit den Kupfer-Ionen gehen. Und dass sie sich nicht an der Kupfer-Elektrode anlagern, weil Kupfer edler ist.
Das mit der gefüllten Salzbrücke ergibt jetzt für mich auch viel mehr Sinn. Vor allem, wenn die Ionen aus der Salzbrücke nicht am Prozess beteiligt sind, sondern nur den Ladungsaustausch herstellen.
Wie ist das dann, wenn da eine poröse Wand ist? Dann sind ja auf keinen Fall andere Ionen beteiligt. Können sich dann Anionen und Kationen frei bewegen? (laut unserem Lehrer ja, aber im Internet habe ich etwas von selektiver Trennung gelesen).
Vielen Dank für deine Hilfe
Ich kann mir vielleicht einen längeren Kommentar auf Deine Fragen ersparen, wenn Du die den folgenden Link ab Textmitte einmal ansiehst.
http://www.pci.tu-bs.de/aggericke/PC1/Kap_VI/Elektrodenreak_Galvanische_Ketten.htm
Hier wird auch auf Deine weitere Frage, welche eine posöse Wand betrifft, angespochen.
Vielleicht hast Du trotz angegebenem Link zu der porösen Wand doch noch eine Frage, und dieser will ich mit meinem Kommentar zuvorkommen.
Wenn man eine poröse Wand hat, dann bestehen die beiden getrennten Gefäße (s. Skizze oben) aus einem U-Rohr, das die beiden Halbzellen enthält und durch die Trennwand diese Lösungen trennt.
Beide Lösungen sollen elektrisch neutral sein.
Wenn nun in der einen Halbzelle Zink oxidiert wird, dann bilden sich Zinkionen, und es fehlen die entsprechenden Anionen (Sulfationen nach Angaben Deines Lehrers).
In der anderen Halbzelle werden Kupferionen zu Kupfer reduziert. Hier wäre dann ein Überschuss an negativen Ladungen vorhanden.
Du siehst, ein Ladungsausgleich findet dadurch statt, indem allein Sulfationen aus der Kupferhalbzelle in die Zinkhalbzelle wandern.
Entschuldigung, ich habe mich vertan und nicht gut ausgedrückt. Der Lehrer hat die Zeichnung verändert. Das Na+ hat er zu Zn2+ gemacht und aus NO3- hat er SO42- gemacht (das hatte ich gar nicht gemerkt). Damit das Bild zu unserer Aufgabe passt. Er hat dann erklärt, dass die negativen SO42- -Ionen und die Metall-Ionen über die Brücke wandern. Also die Anionen von rechts nach links und die Kationen von links nach rechts. Aber das verstehe ich nicht.
Meiner Idee nach dürften nur die SO42- wandern