1 / 23

Elektrochemie

Elektrochemie. Elektrochemische Vs. Galvanische Zelle. Galvanische Zelle. Def.: Eine galvanische Zelle oder ein galvanisches Element ist eine Vorrichtung zur Umwandlung spontaner chemischer Energie in elektrische Energie. Galvanische Zelle am Beispiel des Daniell-Elementes.

neona
Download Presentation

Elektrochemie

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Elektrochemie Elektrochemische Vs. Galvanische Zelle

  2. Galvanische Zelle Def.: Eine galvanische Zelle oder ein galvanisches Element ist eine Vorrichtung zur Umwandlung spontaner chemischer Energie in elektrische Energie

  3. Galvanische Zelle am Beispiel des Daniell-Elementes

  4. Funktionsweise des Daniell-Elementes

  5. Funktionsweise des Daniell-Elementes

  6. Die Standard EMK einer Zelle ergibt sich aus der Differenz der einzelnen Standardpotentiale Für das Daniell-Element gilt folgende Halbzellenformulierung:

  7. Elektromotorische Kraft (EMK) • Unter Standardbedingungen (25°C,[1mol/l],1 atm) heißt EMK Standard. Die thermodynamische Beziehung zwischen der EMK und der freien Enthalpie (Gibbs-Funktion) einer Redoxfunktion ist gegeben durch:

  8. Elektromotorische Kraft (EMK) Falls DG>0 so verläuft die Reaktion spontan oder exergonischFalls DG<0 so verläuft die Reaktion nicht spontan oder endergonisch

  9. Nernst`sche Gleichung • Da sich die Konzentrationen im Verlauf chemischer Reaktionen ändern und nicht immer Standardbedingungen vorliegen, müssen wir die Beziehung der Änderung des Redoxpotential und der Konzentration kennen. • Dazu wendet man das MWG auf Redoxreaktionen an, und gelangt zur Nernst`schen Gleichung

  10. Nernst`sche Gleichung • Redoxgleichung • Gleichgewichtskonstante • Thermodynamik • Elektrochemie

  11. Nernst`sche Gleichung • Durch Gleichsetzen und Umformen nach E erhält man daher: • R, T, F sind konstante Größen. Durch Einsetzen der Gleichgewichtsbd. für lnK erhält man:

  12. Elektrochemische Zelle Def.: Elektrischer Strom wir verwendet, um Redoxreaktionen, die nicht spontan ablaufen, zu erzwingen.

  13. Bsp. Für eine elektrochemische Zelle

  14. Vorgänge in der elektrochemischen Zelle • Die elektrochemische Zelle besteht aus zwei Elektroden gleichen Materials und einer Spannungsquelle. • Das Metall wird an der Anode oxidiert und geht in Lösung, um dort zur Kathode zu wandern, wo es wieder reduziert wird. • Die Masse des Metalls ist Proportional zur durchgegangenen Elektrizitätsmenge.

  15. Diese Zusammenhänge werden im 1. und 2. faradayschen Gesetz quantitativ berücksichtigt.

  16. Elektrochemie im Alltag • Die Alkali-Mangan-Batterie

  17. Alkali-Mangan-Batterie • Die am häufigsten eingesetzte Primärbatterie für Kleinverbraucher, gute Belastbarkeit, gute Lagerfähigkeit, preiswert. Einsatz in tragbaren und stationären Geräten mit geringem Leistungsbedarf • Zink / KOH / MnO2 ( C ) –System

  18. Vereinfachte elektrochemische Reaktionsgleichungen • Negative Elektrode: Zn0 + 2 OH- Zn2++(OH)2- + 2 e- • Positive Elektrode: Mn4+O2+ 2H2O+ 2 e- Mn2++(OH)2 + 2 OH- • Summe: MnO2 + Zn + 2H2O Mn(OH)2 Zn(OH)2

  19. Zink-Braunstein-Zelle • Auch Lechlanchè-Element

  20. Zink-Braunstein-Batterie • Einsatz als preiswerte Primärzelle im Bereich kleiner Leistungen • Das 1866 eingeführte Standard Leclanché-Element wird heute wegen des hohen Quecksilbergehaltes in der Zinkelektrode kaum mehr verwendet - Ablösung durch die Alkali-Mangan-Zellen

  21. Vereinfachte elektrochemische Reaktionsgleichungen • Reduktion: 2Mn4+ + 2e- 2Mn3+ • Oxidation: Zn Zn2+ + 2e- • Redoxgleichung: Zn + 2Mn4+ Zn2+ + 2Mn3+

  22. ENDE

More Related