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Forum "Chemie" - Leclanche-Batterie
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Leclanche-Batterie: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 21:23 Fr 10.11.2006
Autor: TryingHard

Hallo,

ich werde Anfang nächster Woche ein kurzes Referat zum Thema der Leclanche-Batterie halten.
Natürlich habe ich mich schon ausführlich mit Büchern und im Internet inforniert.
Dennoch habe ich einige Fragen zu den Reaktionen, die passieren.

Ich kopiere mal die Gleichungen und schreibe meine jeweiligen Fragen bzw. Verständnisschwierigkeiten dazu.





An der Anode wird elementares Zink (Zn) zu Zink(II)-Ionen oxidiert.
Dabei erhöht sich die Oxidationszahl von Zink von 0 auf +II.

Zn (s) \rightarrow Zn^{2+} (aq) + 2e^-

Hier ist noch alles klar

An der Kathode findet die Reduktion statt: Mangan(IV)oxid (Braunstein)
reagiert unter Aufnahme von Oxonium-Ionen und
Elektronen zu Manganoxidhydroxid und Wasser. Die Oxidationszahl von
Mangan verringert sich dabei von +IV auf +III.

$ [mm] 2MnO_2 [/mm] (s) + 2H^+ (aq) + 2e^- [mm] \rightarrow Mn_2O_3 [/mm] (s) + H_2O (l) $

Ist es von Bedeutung, dasas sich die Oxidationszahl von Magnat verringert, bzw. sind die Oxidationszahlen für mich, wenjn ich anderen die Rechnungen erklären will, überhaupt wichtig? Nein, oder?

Ausserdem wird auch Ammoniumionen reduziert.

2NH_4^+ (aq) + 2e^- \rightarrow 2NH_3 (g) + H_2 (g)

Warum ist das von Bedeutung? Bei einem galvanischen Element haben wir bisher in der Schule immer nur gesagt wie die Oxidation und die Reduktion ist. Es gab dabei immer nur zwei Gleichungen,  einmal die Donatorhalbzelle die Oxidation und einmal die Akzeptorhalbzelle die Reduktion. Das Elektrolyt wurde immer außer acht gelassen.  

Die schwarze Paste enthält neben Braunstein auch Ammoniumchlorid. Dieses gibt das für die Reduktion des Braunsteins benötigte Proton ab.

NH_4^+ (aq) \leftrightarrow NH_3 (aq) + H^+ (aq)

Auch hier weiß ich nicht, wofür das von Bedeutung ist. Extrem dumme Frage, wofür sind Protonen wichtig? (Wiki: Unter einem Proton versteht man in der Chemie ein fiktives Wasserstoff-Kation (H+). ) Warum ist es nur fiktiv, wenn es doch in der Gleichung oben doch steht?
Und Was wird hier mit schwarzer Paste gemeint? Die Gesamtheit von Elektrolyt (20%ige Ammoniumchlorid-Lösung) und zweiten Elektrode(Braunstein+Graphitpulver)(ist das überhaupt die Akzeptorhalbzelle? Mir fällt ein, dass Braunstein+Graphitpulver den Graphitstab(das muss die Elektrode sein) nur umgeben. Aber was ist dann  Braunstein und Graphitpulver, wenn es weder Elektrode noch Elektrolyt ist.)

Der Wasserstoff, welcher bei der Reduktion von Ammoniumionen entsteht, wird vom Braunstein zu Wasser oxidiert. Hierbei wird das Mangan(IV)oxid zu Mangan(III)oxid reduziert.

2MnO_2 (s) + H_2 (g) \rightarrow Mn_2O_3 (s) + H_2O (l)

Wasser entsteht? Was passiert mit diesem Wasser?

Der Ammoniak bildet mit Zinkchlorid einen festen Komplex.

ZnCl_2 (aq) + NH_3 (g) \rightarrow Zn(NH_3)_2Cl_2 (s)

Ist hiermit der schwer lösliche Niederschlag gemeint, der sich auf den Elektroden absetzt und somit die Leistung der Batterie senkt?

Als Gesamtreaktion lässt sich die folgenden Gleichungen angeben:

Zn (s) + 2MnO_2 (s) + 2NH_4^+ (aq)\rightarrow Zn^{2+} (aq) + Mn_2O_3 (s) + H_2O (l) + 2NH_3 (aq)

oder

Zn (s) + 2MnO_2 (s) + 2H^+ (aq)\rightarrow Zn^{2+} (aq) + Mn_2O_3 (s) + H_2O (l)




Noch eine allgemeine Frage: Warum wird Braunstein reduziert, der, wenn ich es denn richtig verstanden habe, nicht die Elektrode ist, und nicht der Graphitstab?


Vieln Dank schon jetzt!

LG TryingHard


        
Bezug
Leclanche-Batterie: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:37 Fr 10.11.2006
Autor: Zwerglein

Hi, Trying-Hard,

die meisten Deiner Fragen werden wohl hier beantwortet:
[]http://dc2.uni-bielefeld.de/dc2/tip/leclanch.htm

Sollte noch was übrig bleiben, lass' es uns wissen!

Ach ja:
Bezüglich des Graphits (= reiner Kohlenstoff) ist zu sagen:
Graphit ist zwar ein guter Halbleiter (transportiert Elektronen),
aber kein gutes Oxidationsmittel, d.h. nimmt selbst keine Elektronen auf.

mfG!
Zwerglein

Bezug
                
Bezug
Leclanche-Batterie: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 11:32 Sa 11.11.2006
Autor: TryingHard

Danke erstmal für die Antwort und den Link.
Trotzdem habe ich noch einige Fragen:
Ich kopiere diesmal den Text von der Hompage, die du mir genannt hast hierein und stelle meine Fragen dazu. Es wäre super, wenn die mir jemand erklären könnte.



Wir erklären hier das klassische Element, das auf der Basis von Zink arbeitet. Für Aluminium gilt Entsprechendes.

Das Element beruht primär auf der Auflösung eines unedlen Metalls durch eine Säure, also auf einer sehr einfachen chemischen Redox-Reaktion.

Zn + 2 H+ ———> Zn2+ + H2

Diese Reaktion können wir formal aufteilen.

Oxidation:     Zn ———> Zn2+ + 2 e-
Reduktion:    2 H+ + 2 e- ———> H2

Woher kommen die Wasserstoffionen? Welche Säure ist hier gemeint und warum ist sie nicht in den Gleichungen zu finden?

Wenn du Reduktion und Oxidation in örtlich getrennten Bereichen ablaufen läßt, kann zwischen diesen ein Strom fließen:

[Dateianhang nicht öffentlich]

Das ist mir klar. Das ist das galvanische Element. Wobei doch immer die beiden Elektroden doch eigentlich immer verbungen sein müssen.
Ach: Und was ist eigentlich das Diaphragma? Das Gemisch aus Graphitpulver und Braunstein?



Diese Anordnung ist die eines Volta-Elements. Bei diesem wird in Schwefelsäure als protonenliefernden Elektrolyten eine Zinkplatte gegen eine Kupferplatte geschaltet. Die Entladung der Wasserstoff-Ionen findet an der Kupferplatte und nicht am Zink statt. Die Kupferelektrode spielt somit die Rolle eines Katalysators.

Wofür werden Protonen benötigt? Etwas gegeneinander schalten heißt in diesem Fall, dass es z.b. über einen Draht verbunden ist und räumlich getrennt ist?
Was ich nicht verstehe: Beim Volte-Element ist Schwefelsäure das Elektrolyt, die Zinkplatte ist eine Elektrode, aber wie kann Kupfer gleichzeitig Elektrode und Katalysator sein?


Wegen der Schwefelsäure war das Voltaelement recht unhandlich und konnte nicht überall hin mitgenommen werden. Erst Leclanché gelang es, die Bedingungen für diese Redox-Reaktion so zu gestalten, dass er eine geschlossene Trockenbatterie erhielt. Als festen Elektrolyten und Protonenspender wählte er Ammoniumchlorid, bekanntlich ein saures Salz.

NH4+ <---> NH3 + H+

Ammoniumchlorid ist NH4? Und nichts mit Cl noch drann?


Die Freisetzung von Wasserstoff wird unterbunden, indem man ihn im Moment des Entstehens zu Wasser rückoxidiert. Die vielen Varianten dieses Batterietyps unterscheiden sich nur darin, wie der Wasserstoff rückoxidiert wird. Hier zwei Beispiele:

1 Oxidationsmittel Braunstein (Mangandioxid, MnO2):

2 H+ + 2 e- + 2 MnO2 ———> Mn2O3 + H2O

Man spricht hier von einer Zink-Mangan-Zelle.

2 Oxidationsmittel Sauerstoff:
Der Wasserstoff wird an einem mit Luft gesättigten Kohlestab entladen und rückoxidiert.

4 H+ + 4 e- + O2 ———> 2 H2O

(Zink-Kohle- oder Zink-Luft-Element).

Mein Chemiebuch spricht vom Zink-Kohle-Element, aber die Gleichung ist die von Beispiel 1. Was stimmt denn jetzt? Ich habe bis jetzt sowie so nur in Verbindung von Braunstein gelesen.
Wo kommen jetzt wieder die Wasserstoffionen her bei Beispiel 1?


In beiden Fällen spielt der Kohlestab die Rolle des Katalysators, an dessen Oberfläche die Wasserstoff-Ionen zunächst reduziert und anschließend unter Bildung von Wasser rückoxidiert werden.

Hier ist jetzt wie beim Volta-Element Der Kohlestab Katalysator UND Elektrode?

Das störende Wasser wird durch das gebildete Mangan(III)-oxid oder durch Zink-Ionen chemisch als Hydrat- bzw. als Komplexwasser fixiert.

Mn2O3 + H2O ———> Mn2O3 · H2O

Zn2+ + 4 H2O ———> [Zn(H2O)4]2+

Ob das Wasser mit Magnanoxid oder Zinkionen fixiert wird, hängt wovon ab?
Was ist Hydrat- bzw. Komplexwasser?
Was bedeutet das Malzeichen in der ersten Gleichung? Das kenne ich nicht aus dem Schulunterricht.


Dennoch verflüssigt sich der Inhalt des Elements mit der Zeit, da mehr Wasser entsteht als gebunden werden kann. Zu bedenken ist auch, dass der Zinkbecher nicht gleichmäßig, sondern punktuell zersetzt wird, also regelrecht korrodiert ("Lochfraß"). Die Batterie kann deshalb während des Betriebs sogar auslaufen.

Klar

Das Ammoniak, das aus dem Ammoniumchlorid entsteht, wird ebenfalls von den Zink-Ionen komplexartig gebunden; z. B.:

Zn2+ + 4 NH3 ———> [Zn(NH3)4]2+

(Es bilden sich Mischkomplexe mit Wasser- und Ammoniak-Molekülen als Liganden.)

Was sind Liganden?

Alle Reaktionen laufen natürlich simultan ab. Deshalb werden die wesentlichen, bei der stromliefernden Redox-Reaktion ablaufenden Vorgänge durch folgende Gleichungen beschrieben:

Oxidation (Minuspol; Anode):     Zn + 2 NH4+ ———> [Zn(NH3)2]2+ + 2 e- + 2 H+
Reduktion (Pluspol; Kathode):    2 MnO2 + 2 H+ + 2 e- ———> Mn2O3 · H2O

Redoxreaktion:   Zn + 2 NH4+ + 2 MnO2 ———> [Zn(NH3)2]2+ + Mn2O3 · H2O

Hier ist alles klar, bis auf das eben schon erwähnte Malzeichen


Ich wäre euch super dankbar wenn ihr mir meine Fragen beantworten würdet. Es müssen ja auch nicht alle Fragen aufeinmal von einem alleine beantwortet werden.

Toll wäre es auch, wenn ihr bei der beantwortung zitieren könntet und z.b. mit blauer schrift antworten könntet. Dann müsste ich nicht noch gucken, wie meine Frage genau gestellt war.

Vieln Dank schon jetzt!

LG TryingHard



Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: gif) [nicht öffentlich]
Bezug
                        
Bezug
Leclanche-Batterie: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:24 Sa 11.11.2006
Autor: Zwerglein

Hi, TryingHard,

> Wir erklären hier das klassische Element, das auf der Basis
> von Zink arbeitet. Für Aluminium gilt Entsprechendes.
>  
> Das Element beruht primär auf der Auflösung eines unedlen
> Metalls durch eine Säure, also auf einer sehr einfachen
> chemischen Redox-Reaktion.
>  
> Zn + 2 H+ ———> Zn2+ + H2
>  
> Diese Reaktion können wir formal aufteilen.
>  
> Oxidation:     Zn ———> Zn2+ + 2 e-
> Reduktion:    2 H+ + 2 e- ———> H2
>  
> Woher kommen die Wasserstoffionen? Welche Säure ist hier
> gemeint und warum ist sie nicht in den Gleichungen zu
> finden?

Das ist sozusagen der "Ausgangspunkt" des Elementes. Und dann wird's so abgewandelt, dass eben KEIN Wasserstoff dabei entsteht. Denn stell Dir vor, in Deiner Taschenlampenbatterie entstünde elementarer Wasserstoff! Wär' nicht ganz ungefährlich, stimmt's?!

Die Protonen im Leclanche-Element stammen aus dem Ammoniumchlorid, genauer aus den Ammoniumionen, [mm] NH_{4}^{+}. [/mm] Dies ist ein (leicht) saures Salz.

Der kurzzeitig (!) entstehende Wasserstoff wird sofort vom Braunstein abgefangen.

> Wenn du Reduktion und Oxidation in örtlich getrennten
> Bereichen ablaufen läßt, kann zwischen diesen ein Strom
> fließen:
>  
> [Dateianhang nicht öffentlich]
>  
> Das ist mir klar. Das ist das galvanische Element. Wobei
> doch immer die beiden Elektroden doch eigentlich immer
> verbunden sein müssen.

Grade nicht! Der Strom soll ja nur dann fließen, wenn er gebraucht wird - also dann, wenn Du die Taschenlampe anknippst!

> Ach: Und was ist eigentlich das Diaphragma? Das Gemisch aus
> Graphitpulver und Braunstein?

Letztlich ist in ein Diaphragma eine Membran, die nur bestimmte Moleküle bzw. Ionen durchlässt. (Stell Dir vor, im Daniell-Element gäb's keine Trennwand zwischen den beiden Lösungen: Sie würden sich vermischen, das Kupfer würde sich direkt am Zink abscheiden, kein Strom würde fließen. Das Diaphragma lässt keine Kupferionen durch, aber Sulfationen, somit bleiben Kathoden- und Anodenraum getrennt, sind aber trotzdem "verbunden".)

> Diese Anordnung ist die eines Volta-Elements. Bei diesem
> wird in Schwefelsäure als protonenliefernden Elektrolyten
> eine Zinkplatte gegen eine Kupferplatte geschaltet. Die
> Entladung der Wasserstoff-Ionen findet an der Kupferplatte
> und nicht am Zink statt. Die Kupferelektrode spielt somit
> die Rolle eines Katalysators.
>  
> Wofür werden Protonen benötigt?

Wenn in einem galvanischen Element ein Stoff (hier: Zink) Elektronen abgibt, muss ein anderer (hier die Protonen der Säure) diese Elektronen aufnehmen.

>
> Etwas gegeneinander schalten heißt in diesem Fall, dass es z.b. über einen
> Draht verbunden ist und räumlich getrennt ist?

So könnte man es ausdrücken.

> Was ich nicht verstehe: Beim Volta-Element ist
> Schwefelsäure das Elektrolyt, die Zinkplatte ist eine
> Elektrode, aber wie kann Kupfer gleichzeitig Elektrode und
> Katalysator sein?

Eine Elektrode wird ja nicht automatisch immer Elektronen abgeben (wie hier das Zink) oder aufnehmen. Sie dient vor allem als "Transportmedium" für Elektronen. An der Oberfläche des Kupferstabes werden die vom Zink kommenden Elektronen an positive Ionen aus der Lösung übertragen, im Volta-Element an Protonen, im Daniell-Element an Kupferionen.
Als "Katalysator" wirkt das Kupfer hierbei insofern, als es an der Elektronenübertragung zwar beteiligt ist, am Ende der Reaktion (also nach "Abschalten" des Elementes) unverändert vorliegt (wohingegen die Zinkelektrode sich teilweise aufgelöst hat!)
  

> Wegen der Schwefelsäure war das Voltaelement recht
> unhandlich und konnte nicht überall hin mitgenommen werden.
> Erst Leclanché gelang es, die Bedingungen für diese
> Redox-Reaktion so zu gestalten, dass er eine geschlossene
> Trockenbatterie erhielt. Als festen Elektrolyten und
> Protonenspender wählte er Ammoniumchlorid, bekanntlich ein
> saures Salz.
>  
> NH4+ <---> NH3 + H+

Siehst Du?! Das beantwortet Deine obige Frage bereits im vorliegenden Text!

> Ammoniumchlorid ist NH4? Und nichts mit Cl noch drann?

Das Chlorid ist dabei total unwichtig, nimmt an der Reaktion gar nicht teil.

> Die Freisetzung von Wasserstoff wird unterbunden, indem man
> ihn im Moment des Entstehens zu Wasser rückoxidiert. Die
> vielen Varianten dieses Batterietyps unterscheiden sich nur
> darin, wie der Wasserstoff rückoxidiert wird. Hier zwei
> Beispiele:
>  
> 1 Oxidationsmittel Braunstein (Mangandioxid, MnO2):
>  
> 2 H+ + 2 e- + 2 MnO2 ———> Mn2O3 + H2O
>  
> Man spricht hier von einer Zink-Mangan-Zelle.
>  
> 2 Oxidationsmittel Sauerstoff:
> Der Wasserstoff wird an einem mit Luft gesättigten
> Kohlestab entladen und rückoxidiert.
>
> 4 H+ + 4 e- + O2 ———> 2 H2O
>  
> (Zink-Kohle- oder Zink-Luft-Element).
>  
> Mein Chemiebuch spricht vom Zink-Kohle-Element, aber die
> Gleichung ist die von Beispiel 1. Was stimmt denn jetzt?
> Ich habe bis jetzt sowie so nur in Verbindung von
> Braunstein gelesen.

Ich kenne für die zweite Methode auch nur den Ausdruck "Zink-Luft-Element", für das Leclanche-Element noch die Namen "Taschenlampenbatterie" und "Zink-Kohle-Trockenelement".
Ob man den Namen "Zink-Kohle-Element" auch für das andere hernimmt, kann ich nicht entscheiden!

> Wo kommen jetzt wieder die Wasserstoffionen her bei
> Beispiel 1?

Jetzt hast Du's schon zweimal beantwortet bekommen.
Drittes und letztes Mal: Aus den Ammoniumionen!!!!

> In beiden Fällen spielt der Kohlestab die Rolle des
> Katalysators, an dessen Oberfläche die Wasserstoff-Ionen
> zunächst reduziert und anschließend unter Bildung von
> Wasser rückoxidiert werden.
>  
> Hier ist jetzt wie beim Volta-Element Der Kohlestab
> Katalysator UND Elektrode?

Richtig, nur beim Voltaelement war's Kupfer - aber das ist teurer und ein wichtiger Aspekt bei einer Taschenlampenbatterie ist ja auch der Preis!

> Das störende Wasser wird durch das gebildete
> Mangan(III)-oxid oder durch Zink-Ionen chemisch als Hydrat-
> bzw. als Komplexwasser fixiert.
>  
> Mn2O3 + H2O ———> Mn2O3 · H2O
>  
> Zn2+ + 4 H2O ———> [Zn(H2O)4]2+

> Ob das Wasser mit Magnanoxid oder Zinkionen fixiert wird,
> hängt wovon ab?

Vom Zufall. In einer Tachenlampenbatterie laufen beide Reaktionen ab.
Hauptsache, möglichst viel Wasser wird auf diese Weise gebunden, denn sonst würde die Elektrolytmasse (Ammoniumchlorid + Verdickungsmittel) im Laufe der Zeit immer "flüssiger" und die Batterie würde noch leichter auslaufen. (siehe weiter hinten!)

> Was ist Hydrat- bzw. Komplexwasser?

Komplexchemie hier zu erläutern sprengt den Rahmen dieser Antwort.
Schau dazu mal z.B. hier:
[]http://de.wikipedia.org/wiki/Komplexchemie
Ob Du's so ausführlich in Dein Referat einbauen solltest, erscheint mir allerdings zweifelhaft, noch dazu, wo - wie Du sagst - der ganzen Klasse das zugehörige Basiswissen fehlt!

> Was bedeutet das Malzeichen in der ersten Gleichung? Das
> kenne ich nicht aus dem Schulunterricht.

  

> Dennoch verflüssigt sich der Inhalt des Elements mit der
> Zeit, da mehr Wasser entsteht als gebunden werden kann. Zu
> bedenken ist auch, dass der Zinkbecher nicht gleichmäßig,
> sondern punktuell zersetzt wird, also regelrecht korrodiert
> ("Lochfraß"). Die Batterie kann deshalb während des
> Betriebs sogar auslaufen.
>  
> Klar
>  
> Das Ammoniak, das aus dem Ammoniumchlorid entsteht, wird
> ebenfalls von den Zink-Ionen komplexartig gebunden; z. B.:
>  
> Zn2+ + 4 NH3 ———> [Zn(NH3)4]2+
>  
> (Es bilden sich Mischkomplexe mit Wasser- und
> Ammoniak-Molekülen als Liganden.)
>  
> Was sind Liganden?

Das wird auch im obigen Link kurz erklärt.

> Alle Reaktionen laufen natürlich simultan ab. Deshalb
> werden die wesentlichen, bei der stromliefernden
> Redox-Reaktion ablaufenden Vorgänge durch folgende
> Gleichungen beschrieben:
>  
> Oxidation (Minuspol; Anode):     Zn + 2 NH4+ ———>  [Zn(NH3)2]2+ + 2 e- + 2 H+

> Reduktion (Pluspol; Kathode):    2 MnO2 + 2 H+ + 2 e- ———>  Mn2O3 · H2O

>  
> Redoxreaktion:   Zn + 2 NH4+ + 2 MnO2 ———> [Zn(NH3)2]2+ +
> Mn2O3 · H2O

mfG!
Zwerglein

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Bezug
Leclanche-Batterie: Ergänzung
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:52 Sa 11.11.2006
Autor: Zwerglein

Hi, TryingHard,

> Das störende Wasser wird durch das gebildete
> Mangan(III)-oxid oder durch Zink-Ionen chemisch als Hydrat-
> bzw. als Komplexwasser fixiert.
>  
> Mn2O3 + H2O ———> Mn2O3 · H2O
>  
> Zn2+ + 4 H2O ———> [Zn(H2O)4]2+

> Was ist Hydrat- bzw. Komplexwasser?
> Was bedeutet das Malzeichen in der ersten Gleichung?

Da musst ich selbst nochmal nachschauen, weil man solche Zeichen oft verwendet, ohne lange drüber nachzudenken.
Aber hier wird's ganz gut erläutert:
„http://de.wikipedia.org/wiki/Kristallwasser

mfG!
Zwerglein

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Leclanche-Batterie: Danke!
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 16:31 Sa 11.11.2006
Autor: TryingHard

Hi Zwerglein!


Vielen, vielen Dank für die Beantwortung und Mühe, die du dir gemacht hast. Das hilft mir sehr weiter.
Ich werde jetzt meine Präsentation vorbereiten. Falls sich noch eine Frage ergibt, wäre ich dankbar für Hilfe. Aber es wird wohl kaum so viel sein.


LG TryingHard

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Bezug
Leclanche-Batterie: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 17:01 Sa 11.11.2006
Autor: Zwerglein

Hi, TryingHard,

viel Erfolg! [kleeblatt]

und sag' uns auch, wie's geklappt hat!

mfG!
Zwerglein

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Leclanche-Batterie: War sehr gut!
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:46 Di 14.11.2006
Autor: TryingHard

Hi,

Ich habe heute mein Referat gehalten und es war sehr gut!

Also noch mal vielen Dank für deine schnelle und verständliche Hilfe.


LG TryingHard

Bezug
                                                        
Bezug
Leclanche-Batterie: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 19:55 Di 14.11.2006
Autor: Zwerglein

Hi, TryingHard,

Gratuliere!!!

[hot]   [super]   [applaus]  [tolltroll]

mfG!
Zwerglein

Bezug
        
Bezug
Leclanche-Batterie: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:05 So 12.11.2006
Autor: TryingHard

Hallo,

ich habe noch ein kleine Frage zum Elektronenfluss. Klar ist ja, dass die Elektronen von der Anode zur Kathode fließen und das nur, wenn die Batterie angeschlossen ist.

Ich habe hier mal ein Bild reinkopiert um meine Frage besser zu  verstehen.

[Dateianhang nicht öffentlich]

Ist es so, dass die Zinkanode mit einem Metalldeckel verbunden ist, der den Minuspol bildet und der Graphitstab, wie auf dem Bild gut zu erkennen mit einem Metalldeckel verbunden ist, der den Pluspol bildet?
Wenn die Batterie nun in etwas eingelegt ist, fließen die Elektroden, weil die beiden Pole sozusagen mit einem Draht oder ähnlichem, wie beim Galvanischen Element, verbunden sind.

Weiter ist der hier eingezeichnete Seperator das Diaphragma des galvanischen Elements, oder? Also findet hier durch den Seperator der Anionen- und Kationenfluss statt?

Aber warum ist bei dem Bild das Gemisch aus Braunstein undGraphit als Kathode gekennzeichnet, aber der Kohle(Graphit)stab nicht? Ich dachte alles zusammen wäre die Kathode.




Vielen Dank schon jetzt!

LG TryingHard

Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: png) [nicht öffentlich]
Bezug
                
Bezug
Leclanche-Batterie: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:34 So 12.11.2006
Autor: Zwerglein

Hi, TryingHard,

Du nimmst's ja schon sehr genau! Aber das ist gut so!

> ich habe noch ein kleine Frage zum Elektronenfluss. Klar
> ist ja, dass die Elektronen von der Anode zur Kathode
> fließen und das nur, wenn die Batterie angeschlossen ist.
>  
> Ich habe hier mal ein Bild reinkopiert um meine Frage
> besser zu  verstehen.

  

> Ist es so, dass die Zinkanode mit einem Metalldeckel
> verbunden ist, der den Minuspol bildet

Was heißt "verbunden"? Der gesamte Becher, in dem sich die Vorgänge abspielen, besteht aus Zink. Lediglich der Boden des Bechers liegt frei, die restliche Hülle der Batterie trägt einen Schutzmantel.

> und der Graphitstab,
> wie auf dem Bild gut zu erkennen mit einem Metalldeckel
> verbunden ist, der den Pluspol bildet?

Wobei der Metalldeckel praktisch gesehen eigentlich nur das Graphit schützt, denn dieses ist eine sehr poröse, zerbrechliche Substanz. (Denk an Bleistiftminen: Die bestehen ja auch aus reinem Graphit!)

> Wenn die Batterie nun in etwas eingelegt ist, fließen die
> Elektroden,

die Elektro N en!

> weil die beiden Pole sozusagen mit einem Draht
> oder ähnlichem, wie beim Galvanischen Element, verbunden
> sind.

Ja!
  

> Weiter ist der hier eingezeichnete Seperator

Sep A rator

> das Diaphragma
> des galvanischen Elements, oder? Also findet hier durch den
> Separator der Anionen- und Kationenfluss statt?

vor allem natürlich die Ammoniumionen, deren Protonen an der Kathode benötigt werden.

> Aber warum ist bei dem Bild das Gemisch aus Braunstein
> und Graphit als Kathode gekennzeichnet, aber der
> Kohle(Graphit)stab nicht? Ich dachte alles zusammen wäre
> die Kathode.

So seh' ich das auch; der Graphitstab ist ein wichtiger Bestandteil der Kathode!

mfG!
Zwerglein

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