Eine Zusammenfassung des vierten Halbjahres in Chemie an einem Gymnasium in Baden-Württemberg auf Leistungskursniveau. Die Zusammenfassung wurde von meinem Lehrer auf Vollständigkeit und Richtigkeit überprüft. Folgende Themenblöcke sind vertreten:
- Elektrochemie: galvanische Zelle, Elektroch...
Unterschiedliche Teilchen haben unterschiedlich starke Möglichkeiten
Elektronen abzugeben. Umso edler ein Teilchen ist, umso mehr will es
in seiner reduzierten Form vorliegen (dient also als Oxidationsmittel)
Deshalb setzen sich beim Eintauchen von Zinkblech in eine
Kupferlösung Kupferatome auf dem Zinkblech ab. Die oxidierten
Zinkatome gehen als Zink-Ionen in Lösung.
Taucht man allerdings Kupferblech in eine Zinklösung setzen sich keine
Zinkatome ab, da das Kupfer edler ist und in seiner reduzierten Form
vorliegen möchte.
Trennt man den Vorgang der Oxidation von der Reduktion entsteht
eine galvanische Zelle
Die Salzbrücke sorgt für einen Ladungsausgleich zwischen den
beiden Halbzellen.
Eine galvanische Zelle besteht aus 2 Halbzellen, in welcher ein
Metallstück in die Lösung des entsprechenden Metalls eintaucht.
Diese beiden Halbzellen sind räumlich getrennt voneinander, wobei
2 Fälle möglich sind:
- getrennte Gefäße mit einer Salzbrücke
- ein Gefäß, wobei die Halbzellen durch ein sogenanntes
Diaphragma, also eine semipermeable Membran getrennt sind
Kurzschreibweise für galvanische Zellen (Zelldiagramm)
Merkhilfe Reihenfolge: Es müssen zuerst Elektronen abgegeben werden, bevor
sie aufgenommen werden können.
Die Metallstücke der Halbzellen werden Elektroden genannt, die Lösungen als
Elektrolyte bezeichnet.
Elektrochemische Doppelschicht
Jedes Metall bildet mit Wasser eine elektrochemische Doppelschicht aus.
Dabei geben einige Metallatome Elektronen ab und gehen als hydratisierte
Kationen in Lösung. Aufgrund der negativen Ladung im Metallstück, verbleiben
die positiv geladenen Ionen jedoch in der Nähe. Das elektrische Potential was
durch diese Ladungstrennung erreicht wird, wird Elektrodenpotential E
genannt und ist bei jedem Metall verschieden.
Es ist jedoch nicht direkt messbar, sondern nur dessen Differenz. Aus dieser
Differenz lässt sich die Zellspannung U berechnen.
Der Vergleichspunkt der Elektrodenpotentiale bildet hierbei die
Standardwasserstoffhalbzelle:
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