Elektrochemie
Übergreifend
Klasse 10
- Wie entsteht aus einer chemischen Reaktion elektrischer Strom?
- Was unterscheidet eine Batterie von einer Elektrolyse?
- Warum rostet Eisen, Gold aber nicht?
Themen in diesem Bereich
Schlau Fassung
Elektrochemie
- Alles beruht auf Redoxreaktionen. Bei ihnen wandern Elektronen von einem Stoff zum anderen. Zwingt man diese Elektronen über einen Draht statt direkt, fließt Strom – das ist der Kern der Elektrochemie.
- Zwei Richtungen: In einer galvanischen Zelle (Batterie) liefert eine freiwillige Reaktion elektrische Energie. Bei der Elektrolyse wird umgekehrt elektrische Energie eingesetzt, um eine Reaktion zu erzwingen, die von allein nicht abliefe.
- Die Spannungsreihe ordnet die Metalle danach, wie gern sie Elektronen abgeben. Unedle Metalle (Zink, Magnesium) geben leicht ab, edle (Silber, Gold) kaum. Der Abstand zweier Metalle in dieser Reihe ergibt die Spannung der Zelle.
- Korrosion ist derselbe Vorgang, nur ungewollt: Eisen gibt in Gegenwart von Wasser und Sauerstoff Elektronen ab und wird zu Rost. Gold steht ganz oben in der Reihe und tut das nicht – deshalb bleibt es blank.
- Merksatz für die Elektroden: An der Anode findet immer die Oxidation statt (beide beginnen mit einem Vokal), an der Kathode die Reduktion (beide mit einem Konsonanten).
Aufgaben
- Nenne den Unterschied zwischen galvanischer Zelle und Elektrolyse.
Lösung
Die galvanische Zelle liefert Strom aus einer freiwilligen Reaktion; die Elektrolyse verbraucht Strom, um eine erzwungene Reaktion ablaufen zu lassen. - Warum bleibt Gold blank, Eisen aber nicht?
Lösung
Gold ist edel und gibt kaum Elektronen ab; Eisen ist unedler und wird von Sauerstoff und Wasser oxidiert. - Wo findet die Oxidation statt?
Lösung
An der Anode.
Weiterführende Aufgaben
- Baut eine Zitronen- oder Kartoffelbatterie mit Zink- und Kupferelektroden, messt die Spannung und erklärt sie mit der Spannungsreihe.