abiweb
online lernen

Die perfekte Abiturvorbereitung
in Chemie

Im Kurspaket Chemie erwarten Dich:
  • 42 Lernvideos
  • 208 Lerntexte
  • 747 interaktive Übungen
  • original Abituraufgaben
gratis testen

Redoxreaktionen: Elektrochemie

Die Elektrochemie beruht auf technisch angewandten Redoxprozessen. Dabei werden oft Redoxprozesse verwendet, die vollkommen freiwillig ablaufen. Freiwillig bedeutet in diesem Fall ohne Zufuhr von Energie, z.B. in Form von Strom. Andere technisch genutzte Redoxvorgänge benötigen Strom, um ablaufen zu können, z.B. eine Elektrolyse.

Bevor wir tiefer in die technische Anwendung einsteigen, schauen wir uns ein paar Beispiele für freiwillig ablaufende Redoxprozesse an. Das bekannteste Beispiel ist das Rosten von Eisen (siehe Abb. 15), das später ausführlich behandelt wird.

image
Abbildung 15: Rost an einer Eisenstange

Einer der beliebtesten Versuche in der Schule ist der Eisennagel in einer Kupfersulfat-Lösung (CuSO4) (siehe dazu Abb. 16).

image
Abbildung 16: Eisennagel in Kupfersulfat-Lösung

Eine wässrige Kupfersulfat-Lösung (Cu2+, SO42-) hat eine durchsichtig blaue Farbe. Stellt man einen handelsüblichen Eisennagel (Fe) in diese Lösung, beobachtet man, dass die Farbe der Lösung nach einiger Zeit blasser wird und dass sich auf dem Eisennagel ein rotbrauner Belag bildet.  Das Faszinierende daran ist, dass man nichts weiter tun muss, außer zu beobachten. Der ganze Prozess läuft vollkommen freiwillig ab. Das Verblassen der Lösung ist darauf zurückzuführen, dass die farbgebenden Kupferionen (Cu2+) in der Lösung weniger werden, weil sie sich als elementares Kupfer (Cu) auf dem Eisennagel absetzten (siehe dazu Abb. 17).

image
Abbildung 17: Reduktion von Kupferionen zu elementarem Kupfer

Der einzige Lieferant der Elektronen kann nur der Eisennagel sein. Somit muss eine Oxidation von Eisenatomen aus dem Nagel zu Eisenionen (Fe2+) stattfinden, die in die Lösung diffundieren (siehe dazu Abb. 18). Einerseits liefert dieser Oxidationsschritt die Elektronen für die Reduktion von Kupferionen und andererseits bewirkt er, dass sich die Lösung durch das Verschwinden der positiv geladenen Kupferionen nicht negativ auflädt. Die noch darin gelösten Sulfationen tragen nämlich zwei negative Ladungen (SO42-), die durch die Eisenionen (Fe2+) aufgehoben werden.

image
Abbildung 18: Oxidation von elementarem Eisen zu Eisenionen

Der Versuch in Abb. 16 lässt ganz klar den Elektronenfluss durch das Verblassen der Lösung erkennen und durch die rotbraune Schicht auf dem Eisennagel erkennen. Ein anderer Reaktionsaufbau ermöglicht, den Elektronenfluss in Form von Strom nachzuweisen. Dieser Reaktionsaufbau wird als DANIELL-ELEMENT bezeichnet und stellt eine galvanische Zelle dar, somit eine Batterie.

Multiple-Choice
Welcher der folgenden Prozesse ist eine Redoxprezess?
0/0
Lösen

Hinweis:

Bitte kreuzen Sie die richtigen Aussagen an. Es können auch mehrere Aussagen richtig oder alle falsch sein. Nur wenn alle richtigen Aussagen angekreuzt und alle falschen Aussagen nicht angekreuzt wurden, ist die Aufgabe erfolgreich gelöst.

Vorstellung des Online-Kurses Anorganische ChemieAnorganische Chemie
Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Anorganische Chemie

abiweb - Abitur-Vorbereitung online (abiweb.de)
Diese Themen werden im Kurs behandelt:

[Bitte auf Kapitelüberschriften klicken, um Unterthemen anzuzeigen]

  • Stoffe und Stoffeigenschaften
    • Einleitung zu Stoffe und Stoffeigenschaften
    • Aggregatzustände
    • Gemische und Reinstoffe
    • Elemente und Atomaufbau
    • Periodensystem der Elemente (Aufbau)
      • Einleitung zu Periodensystem der Elemente (Aufbau)
      • Metalle und Nichtmetalle
    • Elektronegativität (EN)
    • Ionisierungsenergie (IE) und Elektronenaffinität (EA)
    • Chemisches Rechnen
  • Chemische Reaktionen
    • Einleitung zu Chemische Reaktionen
    • Chemisches Gleichgewicht und Kinetik
    • Beeinflussung des chemischen Gleichgewichts
    • Anwendungen des MWG in der chemischen Großindustrie
      • Einleitung zu Anwendungen des MWG in der chemischen Großindustrie
      • Haber-Bosch-Verfahren
      • Ostwald-Verfahren
      • Kontaktverfahren
  • Bindungsarten
    • Einleitung zu Bindungsarten
    • Lewis-Schreibweise
    • Starke Bindungen
      • Einleitung zu Starke Bindungen
      • Ionenbindung
      • Atombindung
      • Koordinative Bindung
      • Metallbindung
    • Schwache Bindungen
      • Einleitung zu Schwache Bindungen
      • Wasserstoffbrückenbindungen
      • Van-der-Waals-Bindungen
  • Fällungsreaktionen
    • Einleitung zu Fällungsreaktionen
  • Donator-Akzeptor-Prinzip
    • Einleitung zu Donator-Akzeptor-Prinzip
    • Säure-Base-Chemie
      • Einleitung zu Säure-Base-Chemie
      • Definition: Säuren und Basen
      • Protolyse von Säuren und Basen
        • Einleitung zu Protolyse von Säuren und Basen
        • Protolyse einer Säure
        • Protolyse einer Base
      • Konjugierte Säure-Base-Paare
      • Mehrprotonige Säuren
      • Ampholyte
      • Autoprotolyse des Wassers
      • Ionenprodukt des Wassers
      • pH-Wert
      • Neutralisation
      • Säure- & Basenstärke
      • Starke Säuren und Basen
      • Puffer
      • Indikatoren
      • Säure-Base-Titration
    • Redox-Chemie
      • Einleitung zu Redox-Chemie
      • Oxidation und Reduktion
      • Oxidationszahlen/ Oxidationsstufen
      • Aufstellen von Redoxgleichungen
      • Dis- und Komproportionierung
      • Redoxreaktionen: Elektrochemie
        • Einleitung zu Redoxreaktionen: Elektrochemie
        • DANIELL-Element/ galvanische Zelle
        • Elektrochemische Spannungsreihe
        • Konzentrationsabhängigkeit der Elektrodenpotentiale
        • Nernst-Gleichung
        • Korrosion
        • Elektrolyse (allgemein)
          • Einleitung zu Elektrolyse (allgemein)
          • Technisch interessante Elektrolysen
            • Einleitung zu Technisch interessante Elektrolysen
            • Chloralkali-Elektrolyse
            • Kupfer-Raffination
            • Wasserstoffgewinnung/Wasserelektrolyse
  • Komplexe
    • Einleitung zu Komplexe
    • Zähnigkeit der Liganden
    • Nomenklatur-Regeln
      • Einleitung zu Nomenklatur-Regeln
      • Anwendung der Nomenklatur-Regeln
  • Donator-Akzeptor
    • Einleitung zu Donator-Akzeptor
    • Redox-Reaktionen-Konzept
      • Einleitung zu Redox-Reaktionen-Konzept
      • Oxidations-Reduktionsmittel und Oxidationszahlen
      • Galvanisches Element und Nernstgleichung
      • Elektrolyse
      • Energiequellen der Elektrochemie
      • Technische Elektrolysen
    • Säure-Base-Konzept
      • Einleitung zu Säure-Base-Konzept
      • Herleitung der Parameter - Massenwirkungsgesetz
      • Stärke von Säuren und Basen
      • pH-Konzept
      • Puffersysteme
      • Titrationsverfahren
  • Vergleich: Protolyse und Elektrolyse (Akzeptor-Donator-Konzept)
    • Einleitung zu Vergleich: Protolyse und Elektrolyse (Akzeptor-Donator-Konzept)
  • 78
  • 15
  • 224
  • 132

Unsere Nutzer sagen:

  • Miriam

    Miriam

    "Ich finde abiweb.de sehr hilfreich und die Themen sehr gut erklärt!! Vielen Dank!!"
  • Jens

    Jens

    "Endlich habe ich es verstanden :) Ich schreibe morgen meine Klausur und denke, dass ich es nun kann :)"
  • Michaela

    Michaela

    "Vielen Dank:) Wäre schön wenn sich meine Lehrerin so viel Zeit für alles nehmen könnte."

NEU! Sichere dir jetzt die perfekte Prüfungsvorbereitung und spare 20% bei deiner Kursbuchung!

20% Coupon: abitur20

Zu den Online-Kursen