43 Die Grundlagen chemischer Reaktionen Wie können wir die Elektrolyse verwenden? Bei der Metallgewinnung nehmen die Metall-Ionen an der Kathode (Minuspol) Elektronen auf. Sie werden zu Metall-Atomen reduziert. Viele Metalle werden durch Elektrolyse aus gelösten oder geschmolzenen Salzen gewonnen, zB Aluminium, Magnesium, Silber, Gold, Nickel … Ein Silberbäumchen (Abb. 43.1) Gefahr Achtung Achtung Eine ringförmige Eisenelektrode (Anode) sitzt in einer runden Schale und wird mit ammoniakalischer Silbernitrat-Lösung bedeckt. Die Kathode aus Eisendraht berührt die Oberfläche der Lösung. Beim Anlegen von etwa 15V Gleichspannung wächst an der Oberfläche der Lösung ein verzweigter Silberkristall. Bei der elektrolytischen Raffination werden Metalle (zB Kupfer, Nickel) gereinigt, indem man sie an die Anode schließt und löst (oxidiert). Das reine Metall entsteht an der Kathode. Die Metall-Ionen werden dort reduziert. Verunreinigungen bleiben im „Anodenschlamm“ der Elektrolysewanne und im Elektrolyten zurück. Raffiniertes Kupfer (Abb. 43.2) Schließe ein verunreinigtes Centstück (1, 2 oder 5 Cent) an eine Anode und ein Stück Kupferdraht an eine Kathode. Führe bei etwa 9 V Gleichspannung in Kupfersulfat-Lösung eine Elektrolyse durch. Der Anodenschlamm gilt als wertvoller Rohstoff. Recherchiere und notiere die Gründe dafür. Beim Galvanisieren werden leitende Gegenstände an eine Kathode geschlossen und mit einer Metallschicht überzogen. So werden zB Schlüssel vernickelt und Schmuckgegenstände vergoldet oder versilbert (Abb. 43.4 und 43.5). Einige Metallüberzüge sind hart und schützen vor Rosten, zB beim Verchromen von Wasserhähnen (Abb. 43.6). Verzinkt! (Abb. 43.3) Gefahr Achtung Achtung Schließe ein Stück Zinkblech an die Anode und einen gesäuberten Eisennagel an die Kathode. Führe bei etwa 3 bis 5 V Gleichspannung in ZinksulfatLösung eine Elektrolyse durch. Suche zu Hause Beispiele für galvanisierte Gegenstände und fotografiere sie. Gestaltet mit den Bildern ein gemeinsames Poster in der Klasse. 43.1 Ein Silberbäumchen Kathode (–) Anode (+) Infobox: Anode bedeutet „Weg nach oben“, Kathode „Weg nach unten“. Somit sind Anionen „Hinaufwanderer“, Kationen „Hinunterwanderer“. LV2 43.2 Raffiniertes Kupfer Kathode (–) Anode (+) V3 A3 43.3 Verzinkt verzinkt Kathode Fe-Nagel Anode Zn-Blech V4 A4 Die Elektrolyse wird zB verwendet: • zur Gewinnung von Metallen (Aluminium, Kupfer) • zur Reinigung von Rohmetallen (elektrolytische Raffination) • zum Überziehen von Gegenständen mit Metallen (Galvanisieren) M 43.4 Bei diesen Schlüsseln kannst du die Metallschichten erkennen. 43.5 Ein vernickelter Schlüssel wird galvanisch vergoldet. Anode (+) Kathode (–) Vergoldung Gold-Elektrolyt 43.6 Wasserhähne sind oft verchromt. Film w9cw5j GefBU wx73jm Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
RkJQdWJsaXNoZXIy MTA2NTcyMQ==