42 3 Arbeitsheftseite 22 Wenn Ionen wandern – die Elektrolyse Wie funktioniert die Elektrolyse? Gabor findet in seinem Chemie-Experimentierkasten ein blaues Salz – Kupfersulfat (Abb. 42.3). Er liest die Summenformel nach – Cu2+SO 4 2–. „Wenn ich ein wenig Kupfersulfat in Wasser löse, dann kann ich damit feststellen, welche meiner AA-Batterien noch genug Spannung haben.“ Er legt die Batterien mit einer Zange in die Kupfersulfat-Lösung (Abb. 42.1). Nach kurzer Zeit kann er am Minuspol der funktionierenden Batterien metallisches Kupfer erkennen (Abb. 42.2). „Bei meinem chemischen Batterietester werden Kupfer-Ionen zu Kupfer reduziert“, stellt Gabor seiner Klasse im Chemieunterricht vor. Anselm hat Gabors Erklärung nicht verstanden. Erkläre ihm, was Gabor gemeint hat. Hanna glaubt, dass dieser Test der Batterie schaden könnte. Wie kommt sie zu dieser Überlegung? Befrage einen Chatbot ( Seite 24). Viele salzartige Verbindungen lassen sich in gelöster oder geschmolzener Form durch Elektrolyse zerlegen (Abb. 42.4). Dabei werden zwei Elektroden aus stromleitenden Material in eine elektrisch leitende Flüssigkeit (Elektrolyt) getaucht. Diese enthält in Wasser gelöste Ionen. Eine Elektrode ist die Anode (Pluspol). Sie nimmt Elektronen auf und wirkt oxidierend. Die zweite Elektrode – die Kathode (Minuspol) – gibt Elektronen ab und wirkt reduzierend. Die beweglichen Ionen im Elektrolyten „wandern“ zu den Elektroden. Die zur Anode wandernden Anionen sind negativ geladene, die zur Kathode wandernden Kationen positiv geladene Ionen. Die Zerlegung von Kupferchlorid (Abb. 42.5) Gefahr Achtung Achtung Ein U-Rohr mit seitlichen Ansätzen wird mit Kupferchlorid-Lösung gefüllt. Es werden zwei Stopfen mit Kohleelektroden aufgesetzt. Beim Anlegen von 15V Gleichspannung bilden sich an der Anode (Pluspol) Bläschen (Chlorgas). An der Kathode (Minuspol) entsteht ein Kupferbelag. Chlorgas-Nachweis: Ein mit Kaliumiodid-Lösung getränktes Wattestäbchen färbt sich braun. Es bildet sich Iod. Erkläre, weshalb sich Metalle bei der Elektrolyse nur an der Kathode ablagern. 42.1 Gabors chemischer Batterietester besteht aus Kupfersulfat-Lösung. 42.2 Am Minuspol der funktionierenden Batterie ist ein Kupferbelag entstanden. A1a A1b Infobox: Ionen entstehen, wenn Atome Elektronen aufnehmen (reduziert werden) oder abgeben (oxidiert werden). 42.3 Das Salz Kupfersulfat (Cu2+SO 4 2−) und metallisches Kupfer LV1 A2 Funktion der Elektrolyse: Negativ geladene Ionen (Anionen) wandern zur Anode (Pluspol) und geben dort Elektronen ab. Sie werden oxidiert. Positiv geladene Ionen (Kationen) wandern zur Kathode (Minuspol) und nehmen dort Elektronen auf. Sie werden reduziert. M Cl Cl Cl Cl Cu2+ Cl− Cl− Cl− Cl− Cu2+ Cu2+ Cu2+ Anode (+) Kathode (–) Cl2-Gas Cu2+-Kation Elektrolyt Cl–-Anion 42.4 Elektrolyse von Kupferchlorid Chlorgas (Cl2) 42.5 Die Zerlegung von Kupferchlorid: Cu2+Cl– 2 Cu + Cl2 Anode Kathode Kupfer Zusatzmaterial wg3u4e Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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