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Galvanische Zelle Aufbau, Anode Kathode, Faradaysche Gesetze und Elektrochemie Aufgaben

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Emily

9.11.2021

Chemie

Lernzettel Elektrochemie

Galvanische Zelle Aufbau, Anode Kathode, Faradaysche Gesetze und Elektrochemie Aufgaben

Galvanische Zellen und Elektrolyse spielen eine zentrale Rolle in der Elektrochemie. Diese Prozesse ermöglichen die Umwandlung zwischen chemischer und elektrischer Energie.

  • Galvanische Zelle: Wandelt spontan chemische in elektrische Energie um
  • Elektrolyse: Zersetzt Elektrolytlösungen durch Anlegen einer Spannung
  • Faraday-Gesetze: Beschreiben quantitative Zusammenhänge bei der Elektrolyse
  • Elektrochemische Spannungsreihe: Hilft bei der Vorhersage von Redoxreaktionen
...

9.11.2021

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Chemie

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9. Nov. 2021

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Galvanische Zelle Aufbau, Anode Kathode, Faradaysche Gesetze und Elektrochemie Aufgaben

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Emily

@emilyy.678

Galvanische Zellen und Elektrolyse spielen eine zentrale Rolle in der Elektrochemie. Diese Prozesse ermöglichen die Umwandlung zwischen chemischer und elektrischer Energie.

  • Galvanische Zelle: Wandelt spontan chemische in elektrische Energie um
  • Elektrolyse: Zersetzt Elektrolytlösungen durch Anlegen einer Spannung
  • Faraday-Gesetze... Mehr anzeigen

-da
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Elektrolyse
Zersetzen der Elektrolyt lösung durch
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viele Kationen
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Galvanische Zellen und Elektrolyse

Die Galvanische Zelle und die Elektrolyse sind zwei grundlegende Konzepte der Elektrochemie, die sich mit der Umwandlung zwischen chemischer und elektrischer Energie befassen.

Eine galvanische Zelle, auch bekannt als Daniell-Element, wandelt chemische Energie spontan in elektrische Energie um. Der Aufbau einer galvanischen Zelle besteht aus zwei Halbzellen, die durch einen Salzbrücke verbunden sind. In jeder Halbzelle befindet sich eine Elektrode in einer Elektrolytlösung.

Beispiel: In einer Zink-Kupfer-Zelle taucht eine Zinkelektrode in eine Zinksulfatlösung und eine Kupferelektrode in eine Kupfersulfatlösung.

Die Funktion der galvanischen Zelle basiert auf dem Prinzip der Redoxreaktion. An der Anode findet die Oxidation statt, während an der Kathode die Reduktion erfolgt.

Reaktionsgleichung: Oxidation AnodeAnode: Zn → Zn²⁺ + 2e⁻ Reduktion KathodeKathode: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu Gesamtreaktion: Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu

Die Spannung einer galvanischen Zelle lässt sich mithilfe der Standardpotentiale berechnen:

Formel: U = E°KathodeKathode - E°AnodeAnode

Bei der Elektrolyse wird durch das Anlegen einer Gleichspannung eine Elektrolytlösung zersetzt. Dieser Prozess ist das Gegenteil der galvanischen Zelle und wandelt elektrische Energie in chemische Energie um.

Highlight: Bei der Elektrolyse werden an der Kathode Kationen reduziert und an der Anode Anionen oxidiert.

Die Faradayschen Gesetze beschreiben die quantitativen Zusammenhänge bei der Elektrolyse:

1. Faradaysches Gesetz: Die abgeschiedene Stoffmenge ist proportional zur geflossenen Ladungsmenge. Formel: n = ItI * t / zFz * F

2. Faradaysches Gesetz: Bei gleicher Ladungsmenge werden an verschiedenen Elektroden äquivalente Stoffmengen umgesetzt.

Vocabulary:

  • Faraday-Konstante FF: 96485 C/mol
  • z: Anzahl der übertragenen Elektronen
  • I: Stromstärke
  • t: Zeit

Diese Konzepte sind fundamental für das Verständnis der Elektrochemie und finden Anwendung in vielen Bereichen, von Batterien bis hin zu industriellen Prozessen.

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Stefan S

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Hans T

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