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Phasengrenzfläche:
Metallstab in Lösg.® Metallionen an Staboberfläche in Lösg. Und werden hydratisiert, Elektronen bleiben im Stab ® Lösg. positiv/ Stab negativ ® Ladungstrennung ® elektrische Potentialdifferenz ® elektr. chem. Doppelschicht ® elektr. chem. Gleichgewicht
Me(s)Û Me2+ (aq) + 2e-
Standardwasserstoffelektrode:
um Ablauf von Redoxreaktionen in wässrigen Lösg. vorher zusagen, um Zellspannung zu messen ® Anordnung der Metallelektroden nach Spannungsreihe
E°pot zw. Metallen und Elektrolytlösg. nicht einzeln messbar ® Kombination einer Metallelektrode mit einer Bezugselektrode wie Wasserstoffelektrode
aus Platinblech( von Wasserstoff umspült) & Säurelösg. Als Elektrolyt, Platinblech mit Zuführungsdraht als elektr. Kontakt H2(g) + 2H2O(l) Û 2H3O(aq) + 2e-
Daniellelement:
Oxi.: Zn(s) ® Zn2+(aq) + 2e- Red.: Cu2+(aq) + 2e- ® Cu
Zinkkohleelement:
Oxi.: Zn(s) ® Zn2+(aq) + 2e- Red.: 2H3O+(aq) + 2e- ® H2(g) + 2H2O(l)
Bleiakkumulator:
entladen: freiwillige R., chem. Energie in elektr. Energie
Pb + SO42- ® PbSO4 + 2e- (Minus) PbO2 + 4H3O + SO42- + 2e- ® PbSO4 + 6H2O (Plus)
laden: erzwungene R.
PbSO4 + 6H2O ® PbO2 + 4H3O+ + SO42- + 2e- (Minus) PbSO4 + 2e- ® Pb + SO42- (Plus)
Gesammtreak.: PbO2 + Pb + 4H3O + 2SO42- Û 2PbSO4 + 6H2O
Elektrolyse:
Redoxreaktion, elektr. in chem. Energie, erzwungene Reaktion mit Gleichspannung
Gegensatz zu galv. Zelle Stromkreis ® Cu+ zur Kathode und Cl+ zur Anode
Oxi.: 2Cl- ® Cl2 + 2e- Red.: Cu2+ + 2e- ® Cu
Gesammtreak.: Cu2+ + 2Cl- ® Cu + Cl2
Lokalelement:
Zn in verd. Schwefelsäure Zn + H2SO4 ® ZnSO4 + H2 Kupferstab in Lösg. auf Zn
Oxi.: Zn(s) ® Zn2+(aq) + 2e- Red.: 2H+ +2e- ® H2 Reaktion wird verstärkt, da 2 unter. Metalle
unedleres Metall löst sich auf Korrosion
Korrosion am verzinnten Stahlblech:
Sn = hohes Standardpotential / Fe kl. Standardpotential ® Fe geht in Lösg.
Oxi.: Fe ® Fe2+ +2e- Red.: 2H3O+ + 2e- ® H2 + 2H2O
Korrosion am verzinkten Stahlblech:
O2 & H2O ® schützende Oxidschicht auf Zinkoberfläche, Korrosion nur langsam, da Fe Katode ist Oxi.: Zn(s) ® Zn2+(aq) + 2e- Red.: 2H3O+ + 2e- ® H2 + 2H2O
Rosten von Eisen:
Oxi.: Fe ® Fe2+ +2e- Red.: ½ O2 + H2O + 2e- ® 2OH- Fe ® Fe2+ +2e-
Chioralkalielektrolyse:
Natriumchloridlösg. Gleichspannung über Kohleelektrode
Anode: Cl- ® Cl + e- Katode: H2O + e- ® H + OH- Wasser wird reduziert ® Konzentration an OH- ↑ ® Natronlauge, Chlor, Wasserstoff
Diaphragmaverfahren:
Vermischen der Stoffe kaum möglich wegen Diaphragma, Anode aus Titan / Katode aus Stahldraht Anode: 2Cl- ® Cl2 + 2e- Katode: 2H2O + 2e- ® H2 + 2OH-
durch eindampfen ® 50% Lauge
+ Natursole, geringer Energieverbrauch
- schlechte Qualität von H2, Cl, Aspest ® Umweltprobleme
Amalganverfahren:
Anode Titanschichtelektrode / Katode Quecksilberschicht auf Eisenplatte
Anode:2Cl- ® Cl +2e- Katode: Na+ + e- ® Na
Abscheidung von Na ® Na in Quecksilber gelöst ® Natriumamalgan zu Zersetzerzelle ® reagiert mit Wasser Graphit in Zersetzerzelle bewirkt Überwindung der Wasserstoffabscheidung am Quecksilber
+ 50% Lauge direkt, H2 & Cl sehr rein
- Quecksilber, Energieaufwendig, Umweltkosten↑
Membranverfahren:
Aufwand höher aber besser für Umwelt
+ kaum Umweltbelastung, einfacher Zellbetrieb, wenig Energie, 50% Lauge
- schlechte Qualität der Gase, Weiterentwicklung um großtechnisch zu produzieren
Aluminiumherstellung:
Bauxit, Al2O3 und NaOH ® unter Druck auf 240C ® Natriumtetrahydroxoaluminat ®
abkühlen, trennen v. Rotschlamm ® Ausrühren, Filtrieren ® Aluminiumhydroxid ®
Erhitzen, Wasser abspalten ® Aluminiumoxid ® Elektrolyse ® Gießen ® Aluminium
Anode: 3O2- + 2C ® CO + CO2 + 6 e- Katode: 2Al3+ + 6e- ® 2Al
Gesammtreak.: Al2O3 + 2C ® 2Al + CO + CO2
Fahrzeug/ Schiff / Flugzeugbau, Legierungen, Haushaltselektrogeräte
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