Schrauben, Nieten, Dosen und Zahnfüllungen — 30 Übungen dazu, wo Metalle sich gegenseitig zersetzen.
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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
Welches Metall leidet?
AFB I
Ordnen Sie jede Metallpaarung zu: Korrodiert bei Kontakt das links oder das rechts genannte Metall?
Ziehen Sie jede Karte in den passenden Korb — oder wählen Sie sie mit Enter aus und drücken Sie dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1links genanntes Metall
2rechts genanntes Metall
Es korrodiert immer das Metall mit dem kleineren Standardpotenzial: Mg (−2,37 V) < Al (−1,66 V) < Zn (−0,76 V) < Fe (−0,44 V) < Sn (−0,14 V) < Cu (+0,34 V) < Ag (+0,80 V).
Ansatz: die Spannungsreihe nutzen.
Weiter: Zinn ist edler als Eisen.
A2
Der Kathodenvorgang
AFB I
Nennen Sie die Teilgleichung, die am Kathodenteil eines Lokalelements aus Eisen und Kupfer in neutralem, luftgesättigtem Wasser abläuft.
Klicken Sie die passende Karte an und prüfen Sie dann. Mit der Tastatur: Tab zur Karte, Enter auswählen.
In neutralem Wasser gibt es kaum H₃O⁺, aber gelösten Sauerstoff: Er wird am edleren Metall reduziert, O₂ + 2 H₂O + 4 e⁻ → 4 OH⁻. Gleichung B gilt in saurer Lösung, C ist der Anodenvorgang. Typischer Fehler: auch bei pH 7 Wasserstoffentwicklung zu erwarten.
Welches Oxidationsmittel ist in neutralem Wasser vorhanden?
Gelöster Sauerstoff wird reduziert, dabei entstehen Hydroxid-Ionen.
A3
Term für die Triebkraft
AFB II
Stellen Sie einen Term für die Triebkraft \(\Delta E\) (in V) eines Lokalelements aus Zink (\(c(\ce{Zn^2+}) = 1\,\text{mol/L}\), \(E^\circ = -0{,}76\,\text{V}\)) und Kupfer in Abhängigkeit vom pH-Wert \(x\) der Lösung auf (\(E(\ce{H3O+}/\ce{H2}) = -0{,}059\,\text{V} \cdot x\)).
Geben Sie den Term ein. Enter prüft ebenfalls.
ΔE = E(Kathodenteil) − E(Anodenteil) = −0,059 · x − (−0,76) = 0,76 − 0,059 · x. Bei pH 3 sind das 0,58 V, bei pH 7 nur noch 0,35 V. Typischer Fehler: das Vorzeichen des Zinkpotenzials nicht umzukehren und −0,76 − 0,059 · x zu schreiben.
Triebkraft = Potenzial der Wasserstoffhalbzelle minus Potenzial der Zinkhalbzelle.
