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Die Uhrenbatterie
AFB I–IIArmbanduhren enthalten häufig Silberoxid-Knopfzellen. Minuspol ist ein Zinkpulver-Gel in Kalilauge, Pluspol eine Tablette aus Silber(I)-oxid \(\ce{Ag2O}\) mit Graphit; beim Entladen entstehen Zinkoxid und Silber. M1 vergleicht die Entladekurven mit einer Alkali-Mangan-Zelle gleicher Größe; M2 enthält Daten.
M1Entladekurven zweier Knopfzellen
M2Daten einer Uhren-Knopfzelle
| Größe | Wert |
|---|---|
| Masse \(\ce{Ag2O}\) in der Zelle | 0,100 g |
| \(M(\ce{Ag2O})\), \(M(\ce{Zn})\) | \(231{,}7\) bzw. \(65{,}38\,\mathrm{g\,mol^{-1}}\) |
- Formulieren Sie die Reaktionen an Minus- und Pluspol sowie die Gesamtreaktion.
- Bestimmen Sie die Oxidationszahlen aller Atome, die ihre Oxidationszahl ändern, und benennen Sie Oxidations- und Reduktionsmittel.
- Berechnen Sie die Masse an Zink, die mindestens eingebaut sein muss, damit das Silberoxid vollständig umgesetzt werden kann.
- Beurteilen Sie mit M1, welcher Zelltyp für eine Quarzuhr besser geeignet ist.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Basischer Elektrolyt: mit \(\ce{OH-}\) und \(\ce{H2O}\) ausgleichen.
Hinweis zu Aufgabe b)
Zink und Silber ändern ihre Oxidationszahl.
Hinweis zu Aufgabe c)
Stoffmengenverhältnis \(\ce{Zn}:\ce{Ag2O}\) aus der Gesamtgleichung.
Hinweis zu Aufgabe d)
Eine Quarzuhr braucht eine möglichst konstante Spannung.Beurteilen: selbstständiges Urteil unter Verwendung von Fachwissen formulieren.