Ladung, Faraday-Konstante und abgeschiedene Masse — 30 Übungen dazu, wie man aus Stromstärke und Zeit auf Stoffmengen, Massen und Gasvolumina schließt.
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Übungsaufgaben
Dreißig Aufgaben, bunt gemischt — zum Klicken, Ziehen, Zuordnen, Rechnen und Knobeln. Jede Übung gibt Ihnen sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen Ihnen die gestuften Tipps. Die Chips zeigen das Anforderungsniveau: AFB I heißt wiedergeben und direkt anwenden, AFB II heißt selbst entscheiden und verknüpfen, AFB III heißt begründen, beurteilen oder eine Falle durchschauen. Mix verbindet Wissen aus mehreren Unterkapiteln, Trick warnt: Hier steckt eine Falle drin. Der Balken oben zeigt Ihnen, wie viele der 30 Aufgaben Sie schon gelöst haben.
A1
Gasvolumina im Balkendiagramm
AFB II
Stellen Sie dar, welche Gasvolumina entstehen: Zwei Zellen sind in Reihe geschaltet, Zelle 1 mit verdünnter Schwefelsäure (H₂ und O₂), Zelle 2 mit konzentrierter Salzsäure (Cl₂ an der Anode). Es fließen 38 594 C (Vm ≈ 24 L/mol).
Balken mit der Maus ziehen oder nach Tab mit ↑/↓ einstellen.
n(e⁻) = 38 594 C / 96 485 C/mol = 0,400 mol. H₂ und Cl₂: z = 2 → 0,200 mol → 4,8 L; O₂: z = 4 → 0,100 mol → 2,4 L. In Reihe fließt durch beide Zellen dieselbe Ladung.
Berechnen Sie zuerst n(e⁻) = Q / F.
H₂ und Cl₂ brauchen 2 Elektronen je Molekül, O₂ braucht 4; dann V = n · 24 L/mol.
A2
Wie viele Elektronen je Teilchen?
AFB I
Ordnen Sie jedem Elektrodenvorgang die passende Ladungszahl z zu.
Klicke links an und dann rechts das Passende — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Bei Metall-Ionen ist z die Ionenladung. Für ein O₂-Molekül steigen zwei Sauerstoffatome von −II auf 0: 2 H₂O → O₂ + 4 H⁺ + 4 e⁻, also z = 4.
Bei Metall-Ionen entspricht z der Ladung des Ions.
Für O₂ aus Wasser: zwei Sauerstoffatome geben je zwei Elektronen ab.
A3
Mix: Elektronen im Handy-Akku
AFB IIMix
Weisen Sie nach, dass beim vollständigen Laden eines Akkus mit 4000 mAh Kapazität rund 0,15 mol Elektronen bewegt werden. Beim Laden läuft im Akku eine Elektrolyse ab. Geben Sie Q in C und n(e⁻) in mol mit drei gültigen Ziffern an.
