Minuspol, Anode, Salzbrücke: Wer die Rollen sicher verteilt, versteht jede 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
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.
A2
Messprotokoll der Magnesium-Silber-Zelle
AFB II
Werten Sie das Messprotokoll der Zelle \(\ce{Mg | Mg^2+ || Ag+ | Ag}\) aus. Die Silberelektrode hat um \(2{,}158\,\mathrm{g}\) zugenommen (\(M(\ce{Ag}) = 107{,}9\), \(M(\ce{Mg}) = 24{,}3\,\mathrm{g\,mol^{-1}}\)). Tragen Sie die fehlenden Werte ein.
Füllen Sie alle Felder aus und prüfen Sie dann. Enter in einem Feld prüft ebenfalls. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.
Magnesiumband
Silberblech
Masse vorher in g
5,000
8,000
Masse nachher in g
10,158
umgesetzte Stoffmenge in mmol
n(Ag) = 2,158 g : 107,9 g/mol = 20,0 mmol. Pro Mg-Atom werden 2 Ag⁺ reduziert: n(Mg) = 10,0 mmol, also 0,243 g Magnesium gelöst, nachher 5,000 − 0,243 = 4,757 g. Typischer Fehler: n(Mg) = n(Ag) = 20 mmol zu setzen (Faktor 2 vergessen).
Rechnen Sie zuerst n(Ag) aus der Massenzunahme, dann n(Mg) mit der Gesamtgleichung Mg + 2 Ag⁺ → Mg²⁺ + 2 Ag.
n(Ag) = 20 mmol; n(Mg) = 10 mmol; m = 10 mmol · 24,3 g/mol = 0,243 g.
A3
Wer macht was?
AFB I
Ordnen Sie jedem Bauteil einer galvanischen Zelle seine Aufgabe zu.
Klicken Sie links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Elektronen fließen nur im Draht, Ionen nur in Lösungen und Salzbrücke. Anode und Kathode werden über den Vorgang definiert, nicht über das Vorzeichen.
