Grundlagen der Elektrochemie at TU Braunschweig

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Was ist ein Glas?

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Was besagt die Grenzleitfähigkeit Lambda unendlich?

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Was ist ein Elektrolyt?

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Was ist eine Elektrode?

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Beispiele für Elektrolyte

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Erkläre Echter Elektrolyte und Potentieller Elektrolyte

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Quantifizierung der elektrolytischen Dissoziation

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Auflösung von Metallen in Säuren

Zink in Salzsäure (Zn + 2HCl Zn2+ + 2Cl- + H2) ist keine Dissoziation! (Warum?)

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Warum erfordert die Herstellung von Elektrolytlösungen polare Lösungsmittel? Arten und Beispiele für Lösungsmittel

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Reales Verhalten - Begründung für den Verlauf der Leitfähigkeit

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Was ist eine Elektrode aus elektrochemische Sicht?

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Beispiele für elektrochemische Prozesse und Anwendungen

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Grundlagen der Elektrochemie

Was ist ein Glas?

amorpher Feststoff (erstarrte Schmelze mit fehlender Fernordnung)

Grundlagen der Elektrochemie

Was besagt die Grenzleitfähigkeit Lambda unendlich?

  • Leitfähigkeit bei einer unendlichen Verdünnung
    • keine Interaktion/WW

Grundlagen der Elektrochemie

Was ist ein Elektrolyt?

chemische Verbindung, die in fester, flüssiger oder gelöster Form als ionischer Leiter den elektrischen Strom leitet

Grundlagen der Elektrochemie

Was ist eine Elektrode?

  • ein Elektronenleiter, der im Zusammenspiel mit einer
    Gegenelektrode (Anode - Kathode) mit einem zwischen beiden Elektroden befindlichen Medium in Wechselwirkung steht
  • Elektroden bestehen aus elektrischen Leitern, meist einem Metall oder Graphit

Grundlagen der Elektrochemie

Beispiele für Elektrolyte

  • NaCl Lösung
  • Salzschmelze z.B. NaCl
  • ionische Flüssigkeiten
  • Festelektrolyte z.B.ZrO2
  • Polymer Festelektrolyt Nafionmembran

Grundlagen der Elektrochemie

Erkläre Echter Elektrolyte und Potentieller Elektrolyte

Echter Elektrolyte

  • bestehende Ionenbindung (bereits aus lonen aufgebaut, Bsp. NaCl)


Potentieller Elektrolyte

  • besteht aus polarer Atombindung; Durch WW mit LM oder Aufspaltung Ionen (HCl)

Grundlagen der Elektrochemie

Quantifizierung der elektrolytischen Dissoziation

  • alpha=(Zahl der dissoziierten Teilchen)/(Zahl der Teilchen vor Dissoziation)
  • Starker Elektrolyt: alpha <= 1 (HCl, NaCl, H2SO4)
  • Schwacher Elektrolyt: alpha << 1 (Carbonsäure)


Grundlagen der Elektrochemie

Auflösung von Metallen in Säuren

Zink in Salzsäure (Zn + 2HCl Zn2+ + 2Cl- + H2) ist keine Dissoziation! (Warum?)

Dissoziation nur bei Solvatationsenergie > Gitterenergie

Grundlagen der Elektrochemie

Warum erfordert die Herstellung von Elektrolytlösungen polare Lösungsmittel? Arten und Beispiele für Lösungsmittel

  • Erforderlich, um Ionen in Lösung zu solvatisieren und damit zu stabilisieren

unpolar:

  • Kohlenwasserstoffe (Benzol, Hexan)
  • CCl4

polar protisch (können H+ abspalten):

  • Wasser, Alkohol

polar aprotisch (keine dissoziierbare Protonen):

  • THF (Tetrahydrofuran)
  • Aceton
  • Acetonitrit

Grundlagen der Elektrochemie

Reales Verhalten - Begründung für den Verlauf der Leitfähigkeit

  • zunehmende Abweichung von der Linearität bis zum Abfall der Leitfähigkeit
  • zunehmende Nähe der Ionen zueinander
    • zunehmende Coulomb WW (Abnehmen der Ionenbeweglichkeit)

Grundlagen der Elektrochemie

Was ist eine Elektrode aus elektrochemische Sicht?

  • besteht aus mindestens zwei direkt mit einander in Verbindung stehenden, elektrisch leitenden Phasen:
    • mindestens eine der beiden Phasen ist ein Ionenleiter 
    • es können auch zwei lonenleiter sein
      - Vorhandensein freiliegender Ionen

Grundlagen der Elektrochemie

Beispiele für elektrochemische Prozesse und Anwendungen

  • Energieeinspeisung (Batterie)
  • Energiewandler (Brennstoffzelle)
  • Elektrosystem (org. und anorganisch Al Mg)
  • Korrosion + Korrosionsschutz (-Opferanode, galvansiche Beschichtung)
  • Elektroden Sensoren
  • Bioelektrochemie


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