Lernstraße Elektrochemie V1.9 (pdf) - Chik.die-sinis.de

3 Die Standard-Wasserstoff-Elektrode als Bezugselektrode 11
V 1.2 Spannungsreihe der Metalle
Welche Spannungen misst man bei der Kombination verschiedener Redoxpaare mit Metall-Atomen
als Elektronen-Donatoren? Um die Spannung unterschiedlicher Redoxpaare zu bestimmen kombiniert
man je zwei Halbzellen aus verschiedenen Metallen und den entsprechenden Salz-Lösungen
zu galvanischen Zellen und misst die Spannung zwischen den Metall-Elektroden. Unter Standardbedigungen
beträgt die Konzentration des Metall-Ions in Lösung 1 mol·L -1 .
Versuchsanleitung
Geräte
4 100 mL Bechergläser
Elektroden aus Eisen, Kupfer, Silber und Zink
Kabel
Spannungsmessgerät
Filterpapier
Chemikalien Eisen(II)sulfat-Lösung, c = 0,1 mol·L -1 R: 22 – 41 S: 46
Kupfer(II)sulfat-Lösung, c = 0,1 mol·L -1 R: 22 S: 22
Silbernitrat-Lösung, c = 0,1 mol·L -1 R: 34 S: (1/2) – 26 – 45
Zinksulfat-Lösung, c = 0,1 mol·L -1 R: 36/38 S: 22 – 25
Kaliumnitrat-Lösung, konzentriert R: 8 S: 16 – 41
Durchführung
Entsorgung
In 4 Bechergläsern werden 4 Halbzellen jeweils aus Metall und zugehöriger
Metallsalz-Lösung hergestellt.
Jeweils zwei Halbzellen werden zu galvanischen Zellen verbunden, indem
die Lösungen mit einem in konzentrierte Kaliumnitrat-Lösung getauchtes
Filterpapier verbunden werden, hierzu wird das fünfte BG verwendet.
Die Spannung zwischen den Elektroden bei allen Halbzellen-
Kombinationen wird gemessen.
Die Salzlösungen werden in die Vorratsgefäße zurückgegeben, da sie für
weitere Versuche verwendet werden können.
Aufgaben
A 1.6 Legen Sie eine Wertetabelle an und tragen Sie die gemessenen Spannungen für alle Halbzellen-Kombinationen
ein. Markieren Sie, welche der Halbzellen den Plus- bzw. Minus-Pol
bildet!
A 1.7 Vergleichen Sie die gemessenen Spannungen zwischen verschiedenen Halbzellen mit der
Lage der Metalle in der Redoxreihe.
A 1.8 Formulieren Sie für die hergestellten galvanischen Zellen die entsprechenden Zellendiagramme
(Info: s.u.)!
A 1.9 Formulieren Sie für jede dieser galvanischen Zellen die Reaktion, die bei Betrieb der Zellen
abläuft, d.h. wenn zwischen beiden Halbzellen Strom fließt.
Info Zelldiagramme
Zelldiagramme sind eine knappe Darstellungsmöglichkeit für galvanische Elemente. Ein Diagramm
der beiden Metalle Me1 und Me2 wird folgendermaßen geschrieben: Me1/Me1 z+ // Me2 x+ /Me2. Die
Donator-Halbzelle wird links, die Akzeptor-Halbzelle wird rechts vom Doppelschrägstrich geschrieben.
Der Doppelschrägstrich deutet die poröse Trennwand zwischen den Halbzellen bzw. die Elektrolytbrücke
an.