B 1 Kupfer

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Chemie-Abitur 2014 U.Me

B 1 Kupfer

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Anode: Cu  Cu²⁺ + 2e^-und z.B. Fe  Fe³⁺ + 3e^- Ag  keine Reaktion

Kathode: Cu²⁺ + 2e^-  Cu

An der Anode (Rohkupfer-Elektrode) werden Cu- und Fe-Atome oxidiert (e-Abgabe) und gehen als Kationen in Lösung. Die Silberatome reagieren nicht, denn sie sind edler als Kupfer und Eisen. Die Anode nimmt ab.

An der Kathode (Reinstkupfer-Elektrode) werden die Cu-Ionen zu Cu-Atomen reduziert (e- Aufnahme). Das Kupfer scheidet sich an der Elektrode ab, diese nimmt zu. Die unedleren Eisen-Ionen werden nicht reduziert, bleiben also in Lösung. Silber-Ionen sind nicht in der Lösung.

10 BE 2

Skizze des „Gravity-Daniell-Elements“:

Zn|Zn²⁺ [Werte für E⁰ aus der Formelsammlung entnommen]

c(ZnSO4) = 0,05 mol/L

Nernst´sche Gleichung für Metallelektroden: E  E⁰ + 0,06 / n ∙ (lg c(M⁺)) E  - 0,76 + 0,06 / 2 ∙ (lg 0,05)

E  - 0,76 + 0,03 ∙ (- 1,30) E  - 0,80 V

Cu²⁺|Cu

c(CuSO4) = 1,7 mol/L

E  + 0,34 + 0,03 ∙ (lg 1,7) E  + 0,34 + 0,03 ∙ (+ 0,23) E  0,35 V

UL (Leerlaufspannung) = E (Cu²⁺| Cu) – E (Zn²⁺| Zn) = 0,35 - (- 0,80) = 1,15 V Anode: Zn  Zn²⁺ + 2e^-

Kathode: Cu²⁺ + 2e^{- } Cu Zn

Cu

Anode (+) Kathode (-)

Schichtgrenze

Cu²⁺ SO₄^2- Zn²⁺ SO₄^2-

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Chemie-Abitur 2014 U.Me Bei Betriebnahme hat das Element eine Leerlaufspannung von 1,15 V.

12 BE 3.1

Der Wert der Gleichgewichtskonstante Kc ist zum Zeitpunkt t1 0,3 mol/L.

4 BE 3.2

Mit Erhöhung des Drucks zum Zeitpunkt t2 verkleinert sich das Volumen damit steigt die Konzentration beider Gase - in der Kurve als Senkrechte zu erkennen. Anschließend kommt es zur Einstellung des neuen Gleichgewichts. Die Konzentration des Distickstofftetraoxids ist erhöht, weil die Volumen beider Stickoxide im Verhältnis 1: 2 stehen. Nach dem Gesetz von Le Chatelier weicht das System dem Zwang aus, also in Richtung des einvolumigen N2O4.

7 BE 4

Fehlinglösung I (Kupfersulfatlösung) und Fehlinglösung II (Kaliumnatriumtartatlösung) werden im Verhältnis 1 : 1 gemischt. Es entsteht ein dunkelblauer Kupferkomplex. Zu diesem werden einige Tropfen der Melezidose gegeben und vorsichtig erhitzt. Es kommt zu keiner Verfärbung der Lösung. Die Fehlingprobe fällt negativ aus.

In der Melezidose sind keine glycosidischen Bindungen vorhanden, die in alkalischer wässriger Lösung freie Aldehyd-Gruppen bilden. Die Kupferionen können nicht zu Kupfer oder Kupfer-I-oxid reduziert werden.

7 BE 40 BE

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