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[Chemie] Bakterium in Halbzelle eines galvanischen Elements?

Guten Abend,

ich benötige noch ein bisschen Hilfe, um die folgende Aufgabe zu verstehen. Ich freue mich sehr auf eure hilfreichen Antworten.

Ein Bakterium in einer Halbzelle eines galvanischen Elements soll Elektronen aus Stoffwechselreationen auf einen metallischen Leiter übertragen, die in der anderen Halbzelle auf Sauerstoff übertragen werden. Was ist Voraussetzung dafür?
A: Das Bakterium muss beweglich sein
B: Das Bakterium muss aeroben Stoffwechsel betreiben können
C: In der Halbzelle des Bakteriums darf kein Sauerstoff vorhanden sein
D: Das Bakterium muss Photosynthese betreiben können
E: Das Bakterium muss ein positives Redoxpotential haben
  • Ich habe Antwortmöglichkeit C gewählt, da die Elektronen ja sonst nicht den Umweg in die andere Halbzelle gehen würden, wenn bereits in der eigenen Halbzelle Sauerstoff vorhanden ist.
  • Jedoch würde ich gerne die anderen Antwortmöglichkeiten verstehen, was diese bedeuten und wieso diese falsch sind.
  • A: Sind Bakterien nicht immer beweglich? Wieso muss das Bakterium hier nicht beweglich sein?
  • B: Wann betreiben Bakterien aeroben Stoffwechsel und wann anaeroben Stoffwechsel? Und wieso muss das Bakterium hier nicht aeroben Stoffwechsel betreiben können?
  • D: Inwiefern können Bakterien Photosynthese betreiben? Und wieso muss das Bakterium hier nicht Photosynthese betreiben können?
  • E: Wieso haben Bakterien ein Redoxpotential? Und was ist das Redoxpotential? Ich kenne bisher nur das Standardpotential, das man berechnet mit: das positivere - (das negativere) bzw. mit: Kathodenpotenzial - Anodenpotenzial.
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Was liegt hier vor (Chemie, Formel)?

Stimmt folgende Lösung oder ist das falsch (ich dachte ein Atom kann max. 8 Elektronen binden)?:

In dem Bild scheint eine Lewis-Struktur eines Moleküls dargestellt zu sein, das ein zentrales Phosphoratom (P) enthält, das an vier Sauerstoffatome (O) gebunden ist. Zwei dieser Sauerstoffatome sind wiederum an Wasserstoffatome (H) gebunden, wodurch Hydroxylgruppen (-OH) entstehen.

Um zu überprüfen, ob die Oktettregel gilt:

1. **Phosphor (P)**: Phosphor kann aufgrund seiner Position in der dritten Periode des Periodensystems die Oktettregel überschreiten. Es kann mehr als 8 Elektronen aufnehmen. In dieser Struktur hat Phosphor mehr als 8 Elektronen um sich (4 Bindungen zu Sauerstoff).

2. **Sauerstoff (O)**: Jeder Sauerstoff sollte die Oktettregel einhalten. Die gezeigten freien Elektronenpaare deuten darauf hin, dass jeder Sauerstoff 8 Elektronen hat (einschließlich der gemeinsam genutzten Elektronen in den Bindungen).

3. **Wasserstoff (H)**: Wasserstoff benötigt nur 2 Elektronen, was in der Struktur durch die Bindung an Sauerstoff erreicht wird.

### Fazit:

- Phosphor darf mehr als 8 Elektronen haben (erweitertes Oktett).

- Sauerstoff und Wasserstoff erfüllen die Anforderungen ihrer Elektronenkonfiguration.

Daher ist das Bild korrekt, und die Oktettregel wird für Sauerstoff und Wasserstoff eingehalten. Phosphor überschreitet die Oktettregel, was für Elemente ab der dritten Periode typisch ist.

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