MINT üben

Batterien

Knopfzelle, Zink-Luft, Lithium: Welche Chemie steckt in welcher Batterie?

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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
Der Akzeptor der Zelle
AFB I

Nennen Sie den Namen oder die Formel des Stoffs, der am Pluspol der Alkali-Mangan-Zelle als Akzeptor reagiert.

Tragen Sie Ihre Antwort ein — Enter prüft direkt.
Am Pluspol wird Mangandioxid \(\ce{MnO2}\) zu \(\ce{MnO(OH)}\) reduziert; Mangan geht von +IV auf +III. Typischer Fehler: Kaliumhydroxid zu nennen, das nur der Elektrolyt ist und nicht verbraucht wird.
Welcher Stoff nimmt die Elektronen auf und wird reduziert?
Mangan(IV)-oxid, kurz Mangandioxid.
A2
Ablauf der Entladung
AFB II

Erklären Sie die Entladung, indem Sie die Schritte vom Anschließen des Verbrauchers bis zum Ende in die richtige Reihenfolge bringen.

Ziehen Sie die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1 Verbraucher wird angeschlossen, der Stromkreis ist geschlossen
2 Zink gibt am Minuspol Elektronen ab und wird zu Zinkoxid oxidiert
3 Die Elektronen fließen durch den Verbraucher zum Pluspol
4 Mangandioxid nimmt am Pluspol die Elektronen auf und wird zu MnO(OH) reduziert
5 Ein Reaktionspartner ist verbraucht, die Spannung bricht ein
Erst schließt der Verbraucher den Stromkreis, dann gibt Zink Elektronen ab, sie fließen zum Pluspol, wo sie das Mangandioxid reduzieren. Ist ein Stoff aufgebraucht, endet die Reaktion. Typischer Fehler: den Elektronenfluss vor der Elektronenabgabe zu nennen.
Ohne geschlossenen Stromkreis findet keine Reaktion statt.
Verbraucher – Zink oxidiert – Elektronenfluss – MnO₂ reduziert – Ende.
A3
Ladung aus der Masse
AFB II

Stellen Sie einen Term für die Ladung \(Q\) auf, die ein Donator der Masse \(m\) und der molaren Masse \(M\) liefert, wenn jedes Teilchen \(z\) Elektronen abgibt (\(F\) ist die Faraday-Konstante).

Geben Sie den Term ein. Enter prüft ebenfalls.
Stoffmenge n = m : M, Elektronen n(e⁻) = z · n, Ladung Q = n(e⁻) · F. Zusammen: Q = z · m / M · F. Beispiel Zink: z = 2, 6,54 g : 65,4 g/mol = 0,1 mol, Q = 2 · 0,1 · 96 500 C = 19 300 C. Typischer Fehler: durch m statt durch M zu teilen.
Von der Masse über die Stoffmenge zu den Elektronen und zur Ladung.
Q = z · (m : M) · F.