Stromleitung in Flüssigkeiten und Metallen 1

Questions and Answers

Was beschreibt die Bewegung der Ladungsträger in Flüssigkeiten bei angelegter Spannung?

Die Bewegung der Ionen erfolgt unabhängig von ihrer Ladung.

Ionen haben keine Bewegung bei angelegter Spannung.

Ionen wandern zur Kathode oder Anode, je nach ihrer Ladung. (correct)

Elektronen sind die Hauptladungsträger in Flüssigkeiten.

Was bedeutet die Wertigkeit z eines Ions?

Sie steht für die Gesamtladung des Ions.

Sie gibt die Anzahl der an der Ladungsübertragung beteiligten Elementarladungen an. (correct)

Sie entspricht der Anzahl der Elektronen in einem Atom.

Es ist gleich der Ordnungszahl Z des Ions.

Was ist ein Elektrolyt?

Eine Lösung, die nur neutrale Partikel enthält.

Ein Metall, das elektrischen Strom leitet.

Ein Isolator, der keine Ladungsträger enthält.

Eine Flüssigkeit, die elektrisch geladene Ionen enthält. (correct)

Welche der folgenden Aussagen über die Elektrolyse trifft zu?

Es kann zur Gewinnung von Lithium und Aluminium verwendet werden. Signup and view all the answers

Was geschieht während des Galvanisierens?

Metalle werden elektrochemisch auf Oberflächen abgeschieden. Signup and view all the answers

Was ist der Hauptunterschied zwischen der Wertigkeit z und der Ordnungszahl Z eines Ions?

Z bezieht sich auf die Anzahl der Protonen, während z die Anzahl der geladenen Teilchen angibt. Signup and view all the answers

Welche der folgenden Behauptungen über die Bewegung von Elektronen in Metallen ist korrekt?

Ihre Bewegung wird durch eine angelegte elektrische Spannung gelenkt. Signup and view all the answers

Was erfolgt bei der Schmelzfluss-Elektrolyse?

Salze sind Bestandteil des elektrochemischen Prozesses. Signup and view all the answers

Was beschreibt das Faradaysche Gesetz der Elektrolyse?

Die Beziehung zwischen der transportierten Ladung und der Zeit. Signup and view all the answers

In der Gleichung $m = \frac{N \cdot M}{z \cdot e}$, was stellt $M$ dar?

Die molare Masse des Stoffes. Signup and view all the answers

Was beschreibt die Variable $z$ in der Transportierungsformel?

Die Wertigkeit des Ionen. Signup and view all the answers

Die Gleichung $Q = I \cdot t$ beschreibt eine Beziehung zwischen:

Stromstärke, Zeit und transportierter Ladung. Signup and view all the answers

Was stellt die Avogadro-Konstante $N_A$ in den Gleichungen dar?

Die Anzahl der Mole von einem Stoff in einem Mol. Signup and view all the answers

Was geschieht bei der Wasserelektrolyse?

Zersetzung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff Signup and view all the answers

Was beschreibt das 1ste Faraday‘sche Gesetz der Elektrolyse?

Die Stoffmenge ist proportional zur elektrischen Ladung, die durch den Elektrolyten geschickt wird. Signup and view all the answers

Was besagt das 2te Faraday‘sche Gesetz der Elektrolyse?

Die durch eine Ladungsmenge abgeschiedene Masse ist proportional zur Atommasse des Elementes. Signup and view all the answers

Wie viele Teilchen sind in 1 Mol eines Stoffes gemäß der Avogadro-Konstante enthalten?

6,022 × 10^23 Signup and view all the answers

Wie viel wiegt 1 Mol Gold?

197 g/mol Signup and view all the answers

Wie berechnet man die Anzahl an Teilchen in 1 kg Gold?

Anzahl der Mol multipliziert mit der Avogadro-Zahl. Signup and view all the answers

Wie ist die Masse eines abgeschiedenen Stoffes während der Elektrolyse mit der Stromstärke und Elektrolysezeit verbunden?

Die Masse ist proportional zum Produkt aus Stromstärke und Elektrolysezeit. Signup and view all the answers

Was ist die Bedeutung der Begriffe Kationen und Anionen in der Elektrolyse?

Kationen sind positiv geladen, Anionen sind negativ geladen. Signup and view all the answers

Study Notes

Stromleitung in Metallen und Flüssigkeiten

Metalle haben ungebundene Elektronen auf der äußersten Atomschale, was eine freie Bewegung ermöglicht.
Bei anliegender elektrischer Spannung bewegen sich Elektronen gerichtet im Metall.
In Flüssigkeiten sind die Ladungsträger Ionen, die positiv oder negativ geladen sein können.

Ladungsträgerbewegung in Flüssigkeiten

Elektrolyten sind Flüssigkeiten mit gelösten Ionen.
Ionen sind elektrisch geladene Atome oder Moleküle, deren Wertigkeit z die Anzahl der beteiligten Elementarladungen angibt.
Positiv geladene Ionen (Kationen) wandern zur Kathode, negativ geladene Ionen (Anionen) zur Anode.

Galvanisieren, Metallgewinnung und Wasserstoffelektrolyse

Galvanisieren ist das elektrochemische Abscheiden von Metallen mithilfe eines Elektrolyten und Gleichstrom.
Schmelzflußelektrolyse dient zur Gewinnung von Lithium, Natrium, Aluminium aus Salzen.
Wasserelektrolyse zersetzt Wasser (H2O) in Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) mittels elektrischem Strom.

Faradaysche Gesetze der Elektrolyse

Faradaysche Gesetze (1834) quantitativ: Beschreiben den Zusammenhang zwischen abgeschiedener Masse und elektrischer Ladung.
Erstes Faradaysches Gesetz: Abgeschiedene Stoffmenge ist proportional zur elektrischen Ladung (n ~ Q).
Zweites Faradaysches Gesetz: Abgeschiedene Masse eines Elements ist proportional zur Atommasse und umgekehrt proportional zur Wertigkeit.

Stoffmenge, Molare Masse und Teilchenzahl

Avogadro-Konstante: N = 6,022 × 10²³ Teilchen pro Mol eines Stoffes.
1 Mol Gold wiegt 197 g; in 1 kg Gold sind etwa 30,56 × 10²³ Atome enthalten.
Anzahl der Atome in 12 g Kohlenstoff beträgt ebenfalls 6,022 × 10²³ Einheiten.

Quantitative Formulierung des Faradayschen Gesetzes

Transportierte Ladung: Q = N · z · e (N: Teilchenzahl; z: Wertigkeit; e: Elementarladung).
Für Gleichstrom: Q = I · t (I: Stromstärke; t: Elektrolysezeit).
Abgeschiedene Masse m wird durch die Gleichung m = (I · t) / (z · e · N) berechnet, welche die Faradayschen Gesetze zusammenfasst.

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Description

In diesem Quiz untersuchen wir die Stromleitung in Flüssigkeiten und Metallen. Wir werden die Unterschiede zwischen der Bewegung von Elektronen in verschiedenen Materialien betrachten und die Faradayschen Gesetze berücksichtigen. Teste dein Wissen über elektrische Eigenschaften und den Einfluss von Elektronenbewegung.