Elektrolyse in der Physik – Aufgaben zu Anwendung und Formel

Welche der folgenden Aussagen sind richtig?

1) Bei der Elektrolyse laufen Redoxreaktionen an den beiden Elektroden ab. Was passiert bei der Elektrolyse, wenn in dem Elektrolyten mehrere Kationen (z.B. Protonen und Natrium-Ion) vorliegen?

a) Sind mehrere (reduzierbare) Kationen vorhanden, so wird zuerst das Kationen an der Kathode reduziert, das in der sogenannten elektrochemischen Spannungsreihe ein positiveres bzw. schwächer negatives Normalpotential aufweist.

b) Sind mehrere (reduzierbare) Kationen vorhanden, werden alle Kationen gleichzeitig an der Kathode reduziert

2) Wir elektrolysieren eine wässrige Natriumchlorid-Lösung. Welches Kation wird zuerst reduziert? (E(Natrium) = -2,7 V / E(Wasserstoff) = 0,0 V)

a) An der Kathode bilden sich Wasserstoff und Natrium gleichzeitig

b) An der Kathode bildet sich (zuerst) Wasserstoff und nicht Natrium. Wasserstoff hat ein positiveres Normalpotential.

3) Bei der Elektrolyse laufen Redoxreaktionen an den beiden Elektroden ab. Was passiert bei der Elektrolyse, wenn in dem Elektrolyten mehrere Anionen vorliegen?

a) Sind mehrere (oxidierbare) Anionen vorhanden, so wird zuerst das Anion an der Anode oxidiert,das in der elektrochemischen Spannungsreihe ein schwächeres positives Redoxpotential hat

b) Sind mehrere (oxiderbare) Anionen vorhanden, werden alle Anionen gleichzeitig an der Anode oxidiert

4) Ein Elektrolyse-Prozess beginnt nicht mit dem Anlegen einer Spannung. Damit der Elektrolyse-Prozess startet, muss mindestens die sogenannte Zerstezungsspannung angelegt werden. Wie kann man die Zersetzungsspannung berechnen?

a) Die Zersetzungsspannung kann anhand des Redoxpotentials der Reaktionpartner berechnet werden

b) Die Zersetzungsspannung kann nicht berechnet werden, sie muss experimentell bestimmt werden

5) Warum läuft in der Praxis eine Elektrolyse oft auch dann nicht ab, wenn die Zersetzungsspannung angelegt wurde?

a) Dies liegt daran, dass die Spannungsquelle falsch gepolt (falsch angeschlossen ist)

b) Aufgrund von kinetischen Hemmungen an Elektroden wird häufig eine höhere Spannung (sogenannte Überspannung) benötigt, als sich aus den Redoxpotentialen ergibt.

6) Gibt es einen Zusammenhang zwischen durch die Elektroden bzw. dem Elektrolyt geflossene Stromstärke und der Menge an durch die Elektrolyse erzeugten Stoffen?

a) Nein, es gibt keinen Zusammenhang zwischen durchflossener Strömstärke und Menge an gebildeten Stoffen

b) Ja, es gibt einen Zusammenhang. Diese werden durch das Faradysche Gesetz wiedergegeben. Die Stoffmenge, die an einer Elektrode während der Elektrolyse-Reaktion abgeschieden wird, ist proportional zur Ladung, die durch den Elektrolyten fließt.

7) Wir haben eine Elektrolyse-Reaktion durchgeführt und schalten nun die Strom-bzw.Spannungsquelle ab. Was können wir beobachten, wenn wir mit einem Amperemeter die Stromstärke messen?

a) Nachdem wir die Strom- /Spaunnungsquelle abgeschaltet haben, beobachten wir kurzzeitig am Amperemeter einen Stromausschlag in die andere Richtung. Dieser (kurzzeitige) Prozess ist der umgekehrte Prozess der Elektrolyse. Es kommt zur kurzzeitigen Bildung eines galvanischen Elementes

b) Nachdem wir die Strom- /Spannungsquelle abgeschaltet haben, sinkt die gemessene Stromstärke sofort auf Null

Physik Test – Elektrolyse

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