Skript 2. MAR 2012/13

5 Ionenbindung und metallische Bindung Seite 20
Wenn die Anzahl der von einem Ion gebundenen Wassermoleküle nicht genau bekannt ist, schreibt man
z.B. Na + (aq) oder Cl – (aq).
Salzhydrate: Bei vielen Salzen sind die Anziehungskräfte zwischen Ionen und Wassermolekülen so
stark, dass die Kationen beim Verdunsten des Wassers ihre Hydrathülle behalten. Es kristallisiert ein
Salz aus, das hydratisierte Ionen als Gitterbausteine enthält.In der Formel eines solchen Salzes
werden die pro Formeleinheit gebundenen Wassermoleküle ebenfalls angegeben:
z.B. CaCl 2 . 6 H 2 O oder [Ca(H 2 O) 6 ]Cl 2
Durch Erhitzen lassen sich solche Salze vom Hydratwasser befreien.
17. Berechne die Lösungsenthalpie für NaCl. Die Gitterenthalpie beträgt 781 kJ . mol . l -1 , die
Hydrationsenthalpie -780 kJ . mol . l -1 .
18. Beurteile die Löslichkeit von Natriumchlorid, Calciumbromid und Aluminiumoxid.
19. Wieso wird CaCl 2 als Trocknungsmittel eingesetzt.
20. CaCl 2 löst sich exotherm, CaCl 2
. 6 H2 O dagegen endotherm. Worauf beruht die unterschiedliche
Lösungsenthalpie?
21. Welche der folgenden Stoffsysteme leiten den elektrischen Strom: Ethanol/Wasser, NaCl/Wasser,
Ether/Pentan, BaCl 2 /H 2 O, Al 2 O 3 /H 2 O.
5.1.9 Elektrolyse
Elektrolyse einer wässrigen Kupferchloridlösung: In eine Kupferchloridlösung tauchen zwei
Elektroden, die mit den Polen einer Gleichspannungsquelle leitend verbunden sind. An der Elektrode,
die mit dem Minuspol verbunden und deshalb negativ geladen ist, wird Kupfer abgeschieden. Diese
Elektrode, die Kathode, besitzt einen Elektronenüberschuss und zieht positiv geladene Ionen,
Kationen, an. Ein an der Kathode ankommendes Kupferion bekommt aus ihr zwei Elektronen und es
entsteht daraus ein Kupfer-Atom.
Kathodenreaktion: Cu 2+ + 2 e – Cu
An der Elektrode, die mit dem Pluspol verbunden und deshalb positiv geladen ist, beobachtet man die
Entwicklung von Chlor. An dieser Elektrode, der Anode, herrscht Elektronenmangel, sie zieht negativ
geladene Ionen, Anionen, an. Die Chlorid-Ionen geben jeweils ein Elektron an die Anode ab, die
entstehenden Chlor-Atome vereinigen sich zu Chlor-Molekülen.
Anodenreaktion: 2 Cl - 2 Cl + 2 e –
2 Cl Cl 2
Durch die Elektrolyse wird das Kupferchlorid in die Elemente Kupfer und Chlorgas zerlegt. An der
Kathode werden dabei so viele Elektronen abgegeben, wie an der Anode aufgenommen werden. Die
Gleichspannungsquelle muss der Kathode ständig so viele Elektronen nachliefern, wie sie der Anode
entzieht. Die Gleichspannungsquelle hat demnach die Funktion einer Elektronenpumpe.
Bei der Elektrolyse werden positiv geladene Ionen von der Kathode (Minuspol) angezogen und
nehmen dort Elektronen auf (Reduktion). Negativ geladene Ionen geben an der Anode (Pluspol)
Elektronen ab (Oxidation).