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Redoxreaktion Beispiele & Galvanische Zelle Aufbau - Übungen und Lösungen für Klasse 10

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1.3.2021

Chemie

Redoxreaktionen und Galvanische Zellen (Klausurthemen LK)

Redoxreaktion Beispiele & Galvanische Zelle Aufbau - Übungen und Lösungen für Klasse 10

Redoxreaktionen und Metallgewinnung sind grundlegende Konzepte in der Chemie. Redoxreaktionen beinhalten den Austausch von Elektronen zwischen Reaktionspartnern, während die Metallgewinnung verschiedene Verfahren zur Extraktion von Metallen aus Erzen umfasst. Galvanische Zellen nutzen Redoxreaktionen zur Erzeugung elektrischer Energie.

Redoxreaktionen umfassen gleichzeitig ablaufende Oxidations- und Reduktionsprozesse.
• Die Metallgewinnung aus Erzen erfolgt durch Verfahren wie Rösten, Schmelzen und Treiben.
Galvanische Zellen erzeugen elektrischen Strom durch kontrollierte Redoxreaktionen.

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1.3.2021

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REDOXREAKTIONEN
Redox reaktionen sind Elektronenübertragungsreaktionen, bei denen die Teilreaktionen Oxidation und
Reduktion gleichzeitig ab

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Metallgewinnung und Röstreaktionen

Die Metallgewinnung aus Erzen ist ein komplexer Prozess, der verschiedene chemische und physikalische Verfahren umfasst. Ein wichtiges Beispiel ist die Silbergewinnung aus dem Mineral Bleiglanz PbSPbS.

Definition: Röstreaktionsverfahren sind thermische Prozesse, bei denen sulfidische Erze erhitzt werden, um Schwefeloxide und elementare Metalle oder Metalloxide zu gewinnen.

Der erste Schritt bei der Verarbeitung von Bleiglanz ist das Rösten. Hierbei wird das zerkleinerte Erz unter seinem Schmelzpunkt erhitzt, um unerwünschte Gase wie Schwefel zu entfernen.

Example: Die Röstreaktion von Bleiglanz: 2 PbS + 3O₂ → 2 PbO + 2 SO₂

Nach dem Rösten folgt der Schmelzprozess, bei dem das entstandene Bleioxid mit Hilfe von Koks zu metallischem Blei reduziert wird. Dieser Vorgang findet bei Temperaturen über 1000°C statt.

Highlight: Die Röstreduktion Kupfer folgt ähnlichen Prinzipien wie die Bleigewinnung, ist aber spezifisch für Kupfererze angepasst.

Der letzte Schritt, das Treiben, dient der Trennung von Blei, Kupfer, Silber und Gold. Durch Luftzufuhr werden die unedleren Metalle oxidiert, während Silber und Gold in ihrer elementaren Form verbleiben.

Vocabulary: Metallgewinnung aus Erzen umfasst die Gesamtheit der Verfahren zur Extraktion und Reinigung von Metallen aus ihren natürlichen Vorkommen.

Diese Prozesse sind von großer Bedeutung für die industrielle Metallproduktion und haben eine lange Geschichte in der Entwicklung der Metallurgie.

REDOXREAKTIONEN
Redox reaktionen sind Elektronenübertragungsreaktionen, bei denen die Teilreaktionen Oxidation und
Reduktion gleichzeitig ab

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Galvanische Zellen und elektrochemische Spannungsreihe

Galvanische Zellen, auch als Voltasche Zellen bekannt, sind elektrochemische Vorrichtungen, die chemische Energie in elektrische Energie umwandeln. Sie nutzen Redoxreaktionen, um einen Elektronenfluss und damit elektrischen Strom zu erzeugen.

Definition: Eine galvanische Zelle ist ein System, das aus zwei Halbzellen besteht, die durch einen Elektrolyten und einen externen Stromkreis verbunden sind.

Der Aufbau einer galvanischen Zelle umfasst typischerweise:

  1. Eine Anode negativgeladennegativ geladen, an der Oxidation stattfindet
  2. Eine Kathode positivgeladenpositiv geladen, an der Reduktion stattfindet
  3. Eine Salzbrücke oder ein Diaphragma zur Ionenleitung
  4. Einen externen Stromkreis für den Elektronenfluss

Example: In einer Daniell-Zelle fungiert Zink als Anode und Kupfer als Kathode: Zn/Zn²⁺ // Cu²⁺/Cu

Die Spannung einer galvanischen Zelle hängt von verschiedenen Faktoren ab:

  • Elektrodenmaterial
  • Konzentration und Art der Elektrolytlösung
  • Temperatur
  • Gasdruck

Highlight: Die elektrochemische Spannungsreihe ordnet Metalle nach ihrem Standardpotential und ermöglicht Vorhersagen über den Verlauf von Redoxreaktionen.

Das Standardpotential wird durch Messung gegen eine Wasserstoffelektrode bestimmt, deren Potential als Nullpunkt 0V0V festgelegt ist. Für Elemente, die keine stabile Elektrode bilden, wird oft eine Platin/Wasserstoff-Elektrode als Standardelektrode verwendet.

Vocabulary: Das Zelldiagramm einer galvanischen Zelle ist eine schematische Darstellung der Zelle, die Informationen über Elektroden, Elektrolyte und die Richtung des Elektronenflusses liefert.

Galvanische Zellen finden vielfältige Anwendungen, von Batterien in Alltagsgeräten bis hin zu industriellen Prozessen zur Energiespeicherung und -umwandlung.

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Chemie

859

1. März 2021

3 Seiten

Redoxreaktion Beispiele & Galvanische Zelle Aufbau - Übungen und Lösungen für Klasse 10

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@ebr

Redoxreaktionen und Metallgewinnung sind grundlegende Konzepte in der Chemie. Redoxreaktionen beinhalten den Austausch von Elektronen zwischen Reaktionspartnern, während die Metallgewinnung verschiedene Verfahren zur Extraktion von Metallen aus Erzen umfasst. Galvanische Zellen nutzen Redoxreaktionen zur Erzeugung elektrischer Energie.

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Metallgewinnung und Röstreaktionen

Die Metallgewinnung aus Erzen ist ein komplexer Prozess, der verschiedene chemische und physikalische Verfahren umfasst. Ein wichtiges Beispiel ist die Silbergewinnung aus dem Mineral Bleiglanz PbSPbS.

Definition: Röstreaktionsverfahren sind thermische Prozesse, bei denen sulfidische Erze erhitzt werden, um Schwefeloxide und elementare Metalle oder Metalloxide zu gewinnen.

Der erste Schritt bei der Verarbeitung von Bleiglanz ist das Rösten. Hierbei wird das zerkleinerte Erz unter seinem Schmelzpunkt erhitzt, um unerwünschte Gase wie Schwefel zu entfernen.

Example: Die Röstreaktion von Bleiglanz: 2 PbS + 3O₂ → 2 PbO + 2 SO₂

Nach dem Rösten folgt der Schmelzprozess, bei dem das entstandene Bleioxid mit Hilfe von Koks zu metallischem Blei reduziert wird. Dieser Vorgang findet bei Temperaturen über 1000°C statt.

Highlight: Die Röstreduktion Kupfer folgt ähnlichen Prinzipien wie die Bleigewinnung, ist aber spezifisch für Kupfererze angepasst.

Der letzte Schritt, das Treiben, dient der Trennung von Blei, Kupfer, Silber und Gold. Durch Luftzufuhr werden die unedleren Metalle oxidiert, während Silber und Gold in ihrer elementaren Form verbleiben.

Vocabulary: Metallgewinnung aus Erzen umfasst die Gesamtheit der Verfahren zur Extraktion und Reinigung von Metallen aus ihren natürlichen Vorkommen.

Diese Prozesse sind von großer Bedeutung für die industrielle Metallproduktion und haben eine lange Geschichte in der Entwicklung der Metallurgie.

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Galvanische Zellen und elektrochemische Spannungsreihe

Galvanische Zellen, auch als Voltasche Zellen bekannt, sind elektrochemische Vorrichtungen, die chemische Energie in elektrische Energie umwandeln. Sie nutzen Redoxreaktionen, um einen Elektronenfluss und damit elektrischen Strom zu erzeugen.

Definition: Eine galvanische Zelle ist ein System, das aus zwei Halbzellen besteht, die durch einen Elektrolyten und einen externen Stromkreis verbunden sind.

Der Aufbau einer galvanischen Zelle umfasst typischerweise:

  1. Eine Anode negativgeladennegativ geladen, an der Oxidation stattfindet
  2. Eine Kathode positivgeladenpositiv geladen, an der Reduktion stattfindet
  3. Eine Salzbrücke oder ein Diaphragma zur Ionenleitung
  4. Einen externen Stromkreis für den Elektronenfluss

Example: In einer Daniell-Zelle fungiert Zink als Anode und Kupfer als Kathode: Zn/Zn²⁺ // Cu²⁺/Cu

Die Spannung einer galvanischen Zelle hängt von verschiedenen Faktoren ab:

  • Elektrodenmaterial
  • Konzentration und Art der Elektrolytlösung
  • Temperatur
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Highlight: Die elektrochemische Spannungsreihe ordnet Metalle nach ihrem Standardpotential und ermöglicht Vorhersagen über den Verlauf von Redoxreaktionen.

Das Standardpotential wird durch Messung gegen eine Wasserstoffelektrode bestimmt, deren Potential als Nullpunkt 0V0V festgelegt ist. Für Elemente, die keine stabile Elektrode bilden, wird oft eine Platin/Wasserstoff-Elektrode als Standardelektrode verwendet.

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Redoxreaktionen und Oxidationszahlen

Redoxreaktionen sind komplexe chemische Prozesse, bei denen Elektronen zwischen Reaktionspartnern übertragen werden. Diese Reaktionen bestehen aus zwei Teilreaktionen: der Oxidation und der Reduktion, die simultan ablaufen.

Definition: Eine Redoxreaktion ist eine Elektronenübertragungsreaktion, bei der Oxidation und Reduktion gleichzeitig stattfinden.

Bei der Oxidation werden Elektronen abgegeben, während bei der Reduktion Elektronen aufgenommen werden. Die Substanz, die Elektronen abgibt, wird als Reduktionsmittel bezeichnet, während die Substanz, die Elektronen aufnimmt, als Oxidationsmittel fungiert.

Highlight: Die Merkhilfe "OIL RIG" OxidationIsLoss,ReductionIsGainOxidation Is Loss, Reduction Is Gain hilft, sich die Vorgänge bei Redoxreaktionen zu merken.

Oxidationszahlen spielen eine wichtige Rolle bei der Analyse von Redoxreaktionen. Sie folgen bestimmten Regeln:

  1. Die Summe der Oxidationszahlen in einem Molekül entspricht der Molekülladung.
  2. Elementmoleküle haben die Oxidationszahl 0.
  3. Bei einatomigen Ionen entspricht die Oxidationszahl der Ladung.
  4. Wasserstoff hat in Verbindungen mit Nichtmetallen die Oxidationszahl +1, mit Metallen -1.
  5. Fluor hat immer die Oxidationszahl -1.
  6. Sauerstoff hat meist die Oxidationszahl -2, mit Ausnahmen wie in Peroxiden.

Example: In der Verbindung H₂O hat Wasserstoff die Oxidationszahl +1 und Sauerstoff -2.

Um Redoxreaktionen auszugleichen, müssen sowohl die Oxidationszahlen als auch die echten Ladungen berücksichtigt werden. Dies geschieht oft durch Hinzufügen von H₂O oder OH⁻-Ionen.

Vocabulary: Redoxreaktion Aufstellen bezeichnet den Prozess des Ausgleichens und Formulierens einer vollständigen Redoxreaktionsgleichung.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

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Anna

iOS user

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

iOS user

Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

Android user

Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

Android user

Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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