Elektrolyse, Chemie-Übungen

Die bei der Elektrolyse von Salzlösungen bzw. Salzschmelzen ablaufenden Vorgänge werden untersucht, um die Herstellung von Metallen und Nichtmetallen zu erklären. - Lehrplan HG, SG, MuG, WWG, SWG

Hilfe
  • Hilfe speziell zu diesem Zwischenschritt
    Beim Schmelzen zerfällt das Salz in seine Ionen.
  • Der Aufbau einer Elektrolyseapparatur

    Eine Elektrolyseapparat besteht aus
    • einer Wanne, die eine Schmelze oder eine Lösung eines Salzes enthält.
    • einer Anode, d.h. einer Elektrode, die mit dem Pluspol einer Spannungsquelle verbunden ist.
    • einer Kathode, d.h. einer Elektrode, die mit dem Minuspol einer Spannungsquelle verbunden ist.

Diese Aufgabenstellung entspricht einer Schulaufgabenfrage.

  • Zur Herstellung von Natrium-Metall wird Natriumchlorid (Kochsalz) einer Schmelzflusselektrolyse unterzogen.
    1. Fertige eine vollständig beschriftete Skizze der Elektrolyseapparatur an.
    2. Für das Schmelzen des Kochsalzes muss eine große Menge Energie aufgewendet werden.
      Begründe, weshalb die Elektrolyse nicht mit festem Kochsalz durchgeführt werden kann.
    3. Begründe, weshalb experimentell darauf geachtet werden muss, dass sich die entstehenden Produkte nicht vermischen.

    Löse die Aufgabe zunächst komplett auf einem Blatt Papier und gib dann zur Kontrolle Schritt für Schritt deine Antworten am Computer ein.
    Wenn du Schwierigkeiten hast, kannst du dich natürlich auch sofort Schritt für Schritt durch die Aufgabe führen lassen.

    Schritt 1/5
    Formuliere die Reaktionsgleichung für das Schmelzen des Salzes:
     
    →
     
    +
    Hinweise:
    • Koeffizienten und Indizes werden als normale Zahlen geschrieben, z.B. 2 H2O für 2 H2O
    • Ladungen müssen mit ^ hochgestellt werden, z.B. Fe^3+ für Fe3+
    Notizfeld
    Notizfeld
keine Berechtigung
Der Aufbau eines festen Salzes

Salze bestehen aus positiv geladenen Kationen und negativ geladenen Anionen.
Diese bilden im Feststoff ein regelmäßiges Ionengitter aus. Die Ionen schwingen um ihre Gitterplätze.
Zwischen den Ionen herrschen starke Anziehungskräfte, die sog. Ionenbindungen.
Aufgrund der starken Anziehungskräfte haben Salze sehr hohe Schmelztemperaturen.
Elektrolyse einer Salzschmelze

Die Kationen (positiv geladen) wandern zur Kathode (Minuspol).
Dort nehmen sie Elektronen auf und werden reduziert.
Dabei entsteht das elementare Metall.

Die Anionen (negativ geladen) wandern zur Anode (Pluspol).
Dort geben sie Elektronen ab und werden oxidiert.
Dabei entsteht das elementare Nichtmetall.

Als Merkregel gilt:
Anode und Oxidation beginnen mit einen Vokal.
Kathode und Reduktion beginnen mit einem Konsonanten.
Der Aufbau einer Elektrolyseapparatur

Eine Elektrolyseapparat besteht aus
  • einer Wanne, die eine Schmelze oder eine Lösung eines Salzes enthält.
  • einer Anode, d.h. einer Elektrode, die mit dem Pluspol einer Spannungsquelle verbunden ist.
  • einer Kathode, d.h. einer Elektrode, die mit dem Minuspol einer Spannungsquelle verbunden ist.