Lernzettel 6 zu Redoxreaktionen, OC - guennet.de
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CHEM Lernzettel zu Redoxrekationen, OC Elektronen, werden also Oxidiert und die Elektrode in der geringeren Konzentration wird somit zur Anode - Die Elektrode in der höheren Konzentration wird zur Kathode, da an dieser reduziert wird Anwendung in der Technik (galvanische Zellen) a) Brennstoffzelle Entladung Oxidation: 2H 2 + 4H 2 0 → H 3 O + + 4e − Reduktion: O 2 + 4H 3 O + + 4e − → 6H 2 0 Redoxreaktion: : 2H 2 + O 2 Vorteile: - Leicht - Effizient - Zuverlässig - Leise - Gute Luftqualität Nachteile: Entladung → ← 2 H 2 O Aufladung - Hohe Kosten - Geringe Reichweite bei Autos mit Brennstoffzellenmotor Anwendungsgebiet: - Raumfahrt - Autos - Stationärer Betrieb - Häufig mit Photovoltaik-Zellen gekoppelt b) Zink-Luft-Batterie Entladung Oxidation: Zn → Zn 2+ + 2e − Reduktion: : O 2 + 2 H 2 O + 4e − → 4OH − Redoxreaktion: Zn + O 2 + 2 H 2 O Vorteile: - Preiswert - Umweltfreundlich - Geringe Selbstentladung - Gute Lagerbarkeit Nachteile: Entladung → 2 Zn(OH) 2 - Zink ist selten in der Natur relativ teuer ©Stefan Pielsticker und Hendrik-Jörn Günther 6
CHEM Anwendungsgebiet: Lernzettel zu Redoxrekationen, OC - Hörgeräte - Taschenrechner - Digitaluhren - Weidezäune - Baustellenbeleuchtungen c) Alkali-Mangan-Batterie Entladung Oxidation: Zn → Zn 2+ + 2e − Reduktion: 2MnO 2 + 2H + + 2e − → 2MnOOH Redoxreaktion: : Zn + 2MnO 2 + 2H + Entladung → Zn 2+ + 2MnOOH Vorteile: - Spannungsrehabilisierung nach gewisser Ruhephase Nachteile: - großer Spannungsabfall innerhalb von kurzer Zeit - Es kann zur Tiefenentladung kommen Anwendungsgebiete: - MP3-Player - Digitalkameras - Fernbedienung - Taschenrechner Was versteht man unter einem Akkumulator? Ein Akkumulator ist ein elektrochemisches System, welches das Prinzip der galvanischen Zelle zur Energiegewinnung und das der Elektrolyse zum Wiederaufladen verwendet. Die chemischen Reaktionen sind also reversibel. 1. Welche Vorgänge spielen sich beim Ladevorgang, welche beim Entladevorgang des Blei- Akkumulators ab? Im geladenen Zustand besteht der positive Pol aus Blei(IV) Oxid PbO 2 und der negative Pol aus Blei Pb. Als Elektrolyt-Lösung wird eine 20-40%ige, Schwefelsäure (H 2 SO 4 ) verwendet. Bei der Entladung läuft folgende Reaktion ab: Pluspol: PbO 2 + SO 4 2− + 4H 3 O + + 2e − → PbSO 4 + 6H 2 O Minuspol: Pb + SO 4 2− → PbSO 4 + 2e − Gesamtreaktion: Pb + PbO 2 + 2H 2 SO 4 → 2PbSO 4 + 2H 2 O ©Stefan Pielsticker und Hendrik-Jörn Günther 7
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CHEM<br />
<strong>Lernzettel</strong> <strong>zu</strong> Redoxrekationen, <strong>OC</strong><br />
Elektronen, wer<strong>de</strong>n also Oxidiert und die Elektro<strong>de</strong> in <strong>de</strong>r geringeren Konzentration wird<br />
somit <strong>zu</strong>r Ano<strong>de</strong><br />
- Die Elektro<strong>de</strong> in <strong>de</strong>r höheren Konzentration wird <strong>zu</strong>r Katho<strong>de</strong>, da an dieser reduziert wird<br />
Anwendung in <strong>de</strong>r Technik (galvanische Zellen)<br />
a) Brennstoffzelle<br />
Entladung<br />
Oxidation: 2H 2 + 4H 2 0 → H 3 O + + 4e −<br />
Reduktion: O 2 + 4H 3 O + + 4e − → 6H 2 0<br />
Redoxreaktion: : 2H 2 + O 2<br />
Vorteile:<br />
- Leicht<br />
- Effizient<br />
- Zuverlässig<br />
- Leise<br />
- Gute Luftqualität<br />
Nachteile:<br />
Entladung<br />
→<br />
← 2 H 2 O<br />
Aufladung<br />
- Hohe Kosten<br />
- Geringe Reichweite bei Autos mit Brennstoffzellenmotor<br />
Anwendungsgebiet:<br />
- Raumfahrt<br />
- Autos<br />
- Stationärer Betrieb<br />
- Häufig mit Photovoltaik-Zellen gekoppelt<br />
b) Zink-Luft-Batterie<br />
Entladung<br />
Oxidation: Zn → Zn 2+ + 2e −<br />
Reduktion: : O 2 + 2 H 2 O + 4e − → 4OH −<br />
Redoxreaktion: Zn + O 2 + 2 H 2 O<br />
Vorteile:<br />
- Preiswert<br />
- Umweltfreundlich<br />
- Geringe Selbstentladung<br />
- Gute Lagerbarkeit<br />
Nachteile:<br />
Entladung<br />
→ 2 Zn(OH) 2<br />
- Zink ist selten in <strong>de</strong>r Natur relativ teuer<br />
©Stefan Pielsticker und Hendrik-Jörn Günther<br />
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