Elemente und Moleküle, Maturatraining

59 Nun zur Korrosion: 7. Was versteht man unter diesem Begriff? Erkläre mit Hilfe der Werte in der nebenstehenden Tabelle die folgenden Fragen: 8. Welche Metalle in der Tabelle lösen sich in einer HCl-Lösung (c = 1 mol·L –1 )? 9. Wieso löst sich Kupfer nicht in der Salzsäure, jedoch in einer Salpetersäurelösung derselben Konzentration (H + + NO 3 – )? 10. Sind Gold und Platin in Salpetersäure löslich? 11. Blei ist ein unedles Metall, dennoch wurde es (irgendwo viel- leicht auch heute noch) für Wasserleitungsrohre verwendet. Wieso ist das möglich? 12. Wie könnte man Eisen vor Korrosion schützen? E o in V Oxidierte Form Reduzierte Form +1,50 Au 3+ Au +1,20 Pt 2+ Pt +0,82 (pH=7) O 2 + 4H + 2 H 2 O +0,96 NO 3 – + 4H + NO + 2 H 2 O +80 Ag + Ag +0,35 Cu 2+ Cu 0,00 (pH=0) 2 H + H 2 –0,13 Pb 2+ Pb –0,23 Ni 2+ Ni –0,41 (pH=7) 2 H + H 2 –0,42 Fe 2+ Fe –0,76 Zn 2+ Zn –2,36 Mg 2+ Mg –0,91 Cr 3+ Cr Redoxpotentiale bei Standardbedingungen REP TRA TRA TRA REF REF Bücher: „Elemente“ – Seiten 78–83, 86, 87 „ELMO“ – Seiten 64–71 Wichtige Begriffe: Reduktion, Oxidation, Oxidationszahl, Elektronenübertragung, Verbrennung, Korrosion, Photosynthese, Spannungsreihe 1. el–S–78 bis 80; elmo–S–64 bis 66 2. c) 3. Die Sauerstoff-Atome haben im H 2 O 2 die Oxidationszahl –1. Sie sind nicht stabil. Besser (stabiler) Oxidationszah- len: –2 und 0. 4. individuelle Beantwortung 5. MnO 4 – + 5 Fe 2+ + 8 H + Mn 2+ + 5 Fe 3+ + 4 H 2 O 6. m = 10 . V(MnO 4 – ) . c(MnO 4 – ) . 5 . 392 mg 7. el–S–86 und 87; elmo–S–70 und 71 8. alle Metalle mit E° < 0 9. E°(NO 3 – /NO) > E°(Cu 2+ /Cu) > E°(2 H + /H 2 ) 10. nein: E° > +0,96 V 11. E°(2 H + /H 2 ) bei pH = 7 < E°(Pb 2+ /Pb) 12. mit einem Opfermetall (E° < –0,42 v) oder mit edlerem Überzug Lösungen der Fragen und Aufgaben: el: Elemente, mo: Moleküle, elmo: Aufgabe 33 Michael und die Elektrolyse Fragestellung: Kein anderer Name der Geschichte der Naturwissenschaften ist so mit dem Thema Elektrizität verknüpft wie Michael Fara - day (1791-1867). Dieser geniale Engländer ist nicht nur Namenspate des Faraday´schen Käfigs, sondern auch der Entdecker des Induktionsgesetzes sowie der Namensgeber aller Begriffe zum Thema Elektrolyse und der Entdecker des Faraday- Gesetzes der Elektrolyse. Nutze die Abbildungen und das Faraday´sche Gesetz um die geforderten Inhalte zu präsentieren. 1. Erkläre die Begriffe Elektrolyse, Elektroden, Kathode, Anode, Elektrolyt. 2. Erkläre die Größen im Faraday-Gesetz. Beim galvanischen Vernickeln eines Eisenbleches, das 1,0 m lang und 50 cm breit ist, wird dieses in eine Lösung von Ni 2+ getaucht. Man legt zwischen dem Eisenblech und einer Gegenelektrode eine Spannung an, die zu einem Strom- fluss von 3,5 A führt. Es soll sich eine Nickelschicht mit d = 50 μm auf dem gesamten Eisenblech (zwei Seiten) bilden. 3. Wie lange dauert die Elektrolyse für die geforderte Ni-Schicht? Verwende: F = 96485 A·s·mol –1 ; M (Ni) = 58,7 g·mol –1 ; ρ (Ni) =8,9 g·cm –3 ; η = 1; m = I ⋅ t ⋅ M ⋅ η z ⋅ F REF REP REP Fragen und Aufgaben: Faraday-Gesetz Info-Box Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv