Pole, Zelldiagramme, Salzbrücken und Massenbilanzen — 30 Übungen rund um die galvanische Zelle.
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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
Elektronenbilanz der Daniell-Zelle
AFB I
Bestimmen Sie die fehlenden Zahlen für die Zelle \(\ce{Zn | Zn^2+ || Cu^2+ | Cu}\), wenn sich drei Zink-Atome lösen.
Alle Felder ausfüllen, dann gemeinsam prüfen.
Ein Zink-Atom gibt Elektronen ab. Lösen sich 3 Zink-Atome, fließen Elektronen durch den Draht. Sie reduzieren Kupfer-Ionen zu Kupfer-Atomen.
Zn → Zn²⁺ + 2 e⁻: Pro Atom 2 Elektronen, also 3 · 2 = 6 Elektronen im Draht. Jedes Cu²⁺ nimmt 2 Elektronen auf, also 6 : 2 = 3 Kupfer-Atome. Typischer Fehler: 6 Kupfer-Atome anzugeben, weil 6 Elektronen fließen.
Die Teilgleichung der Anode zeigt, wie viele Elektronen ein Zink-Atom abgibt.
2, 6 und 6 : 2 = 3.
A2
Pole festlegen
AFB I
Geben Sie für jede Zelle (Metalle in Lösungen ihrer Ionen) das Metall am Minuspol und das Metall am Pluspol an. Die Metalle stehen in der Reihenfolge vom unedlen zum edlen Metall: Magnesium, Zink, Eisen, Kupfer, Silber.
Wählen Sie in jedem Menü den passenden Eintrag. Alle Felder müssen stimmen.
Zelle
Minuspol
Pluspol
Zink / Kupfer
Silber / Magnesium
Kupfer / Eisen
Silber / Zink
Das unedlere Metall ist der Minuspol (Anode), das edlere der Pluspol (Kathode). Zink/Kupfer: Zink; Silber/Magnesium: Magnesium; Kupfer/Eisen: Eisen ist unedler; Silber/Zink: Zink. Typischer Fehler: das zuerst genannte Metall automatisch als Minuspol zu nehmen.
Das unedlere Metall gibt leichter Elektronen ab.
Je weiter links in der Reihe, desto unedler: Der Minuspol ist jeweils das Metall weiter links.
A3
Zwei gleiche Halbzellen
AFB IITrick
Vermuten Sie, welche Spannung das Voltmeter anzeigt, wenn beide Halbzellen identisch sind: Zn | Zn²⁺ (1 mol/L) || Zn²⁺ (1 mol/L) | Zn. Geben Sie die Spannung in Volt als Zahl an.
Tragen Sie Ihre Antwort ein — Enter prüft direkt.
Beide Halbzellen besitzen dieselbe Doppelschicht und damit dasselbe Potenzial; es gibt keinen Antrieb für einen Elektronenfluss, die Spannung ist 0 V. Typischer Fehler: 1,10 V (Daniell) anzugeben, weil „Zink“ in der Zelle vorkommt.
Die Spannung entsteht aus dem Unterschied der Doppelschichten.
