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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 15:02 Sa 14.03.2009 | | Autor: | samullar |
| Aufgabe | Versuch:
Löse zunächst drei Plätzchen Kaliumhydroxid (KOH) in 30 ml destilliertem Wasser auf. Schließe den Minuspol eines Voltmeters an einen Zinkstab, den Pluspol an eine Kohle-Elektrode an. Tauche beide Elektroden in die Lösung. |
Hallo zusammen,
kann mir jemand helfen, wie eine Zin-Luft-Batterie funktioniert?
Also wir haben den Versuch in der Schule durchgehführt.
Zu beobachten war eine Spannung von ca. 1,4 Volt ...
Also ich weiss, dass Zink-Luft Batterien zum Beispiel für Hörgeräte eingesetzt werden, aber das will ich eigentlich gar nicht wissen.
Ich wollte fragen, ob mir jemand erklären kann, wie es zu stande kommt, dass darin Strom fließt, bzw. dass Spannung entsteht. (ihr müsst mir dabei aber nicht mit Wikipedia kommen -> da steht nämlich nicht drin was ich wissen will, ausgenommen die Reaktionen)
Würde gerne wissen, wie also diese Reaktionen ablaufen, bzw. warum sie so ablaufen usw.
Ich fang einfach mal an, was ich weiß. Weiß allerdings nicht ob das so auch stimmt. (also verbesser!)
Also die Oxidation findet an der Anode statt -> [mm] \mathrm{2\ Zn \to 2\ Zn^{2+} + 4\ e^-}
[/mm]
ALso ich vermute, das Zink gibt Zinkionen ab in die Lösung und gibt Elektronen ab, die zur Kohle-Elekrode wandern ... In der Lösung ist zudem Luft-Sauerstoff vorhanden (Woher und warum eigentlich?)
Und warum werden da Zinkionen bzw. Elektronen einfach so abgegeben?
An der Kathode findet dann eine Redkution statt.
Irgendwie soll an dieser Reaktion der Sauerstoff beteiligt sein, aber ich weiss nicht warum.
Und warum ist Kohle an keiner Reaktion beteiligt? ...
Vielleicht kann mir ja irgendjemand helfen dabei, damit ich die ganze Funkionsweise mal kappiere,
Danke schonmal,
samullar
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Hallo Gustav!
Was du geschrieben hast, war schonmal soweit ziemlich richtig.
Bei der Zink-Luft-Batterie ist Zink die Anode, d.h. der Ort der Oxidation.
Zink wird also oxidiert, es gibt Elektronen ab.
[mm] Zn \to Zn^{2+} + 2 e^-[/mm]
In der Zink-Luft-Knopfzelle ist unten ein kleines Loch drin. Dadurch strömt Luft hinein.
Der Kohlestab ist die Kathode, dort findet die Reduktion = Elektronenaufnahme statt.
Graphit (Kohlenstoff) selbst ist hier aber chemisch inert, d.h. er nimmt nicht an der Reaktion teil.
Sauerstoff steht aber als Oxidationsmittel (--> er oxidiert Zink, indem er selbst reduziert wird) bereit:
[mm] O_2 + 2 H_2O + 4 e^- \to 4 OH^-[/mm]
Das Standardredoxpotenzial von Zink liegt bei -0,76 V, das von Sauerstoff bei 0,4 V.
Potenzial bedeutet hier Grad der Aufladung der Elektrode.
Die Zinkelektrode ist negativer aufgeladen: Mehr Zink-Ionen sind in Lösung gegangen, deren Elektroden im Metall bleiben. Zink ist unedler, es hat eine höhere Lösungstension (= Bestreben, in Lösung zu gehen). Die Elektronen wandern nun von der Zinkelektrode zur Graphitelektrode. Dort wird Sauerstoff reduziert. Die Elektronen werden also aufgenommen.
Es entsteht dabei nun eine Spannung. Spannung ist die Antriebskraft der elektrisch geladenen Teilchen zwischen Plus- und Minuspol. Diese Antriebskraft entsteht durch die unterschiedlichen Redoxpotenziale. Würdest du (theoretisch!) zwei völlig identische Halbzellen nehmen, wäre die Spannung = 0.
Liebe Grüße, Sabrina
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Okay, danke!
Aber noch eine Frage: Warum ist der Kohlenstoff nicht an der Reduktion beteiligt? Und warum wird dafür Sauerstoff aus der Luft reduziert?
Gruß
samullar
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 00:20 Di 17.03.2009 | | Autor: | matux |
$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
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