Elektrischer Strom:
Als elektrischen Strom bezeichnet man
die Gesamtheit der elektrischen Erscheinungen z.B. die Ursache eines
Magnetfeldes. Das bedeutet sobald sich Ladungsträger, also Elektronen oder
Protonen in einem Stoff (meistens Metalle) fliesen gibt es einen elektrischer
Strom. Oft ist mit Strom die physikalische Größe, also die Stromstärke mit der
Einheit Ampere gemeint.
Redoxreaktion:
Das ist eine chemische Reaktion bei der
Elektronen von einem Stoff auf einen Reaktionspartner übertragen werden. Dabei
findet eine Elektronenabgabe (Oxidation) sowie eine Elektronenaufnahme
(Reduktion) statt. Redoxreaktionen haben eine Grundlegende Bedeutung in der
Chemie, Stoffwechsel-, Verbrennungs-, Produktionsprozessen und
Nachweisreaktionen basieren auf solchen Elektronenübertragungsreaktionen.
Hier eine einfache und grundlegende
Redox-Gleichung der Chemie: Wasserstoff reagiert mit Sauerstoff - dieses
"Knallgasgemisch" verbindet sich exotherm zu Wasser. Anfangs sind die beiden
Element im neutralen Zustand. Im Wasser dann ist der Wasserstoff oxidiert (jedes
H-Atom hat je 1 Elektron an den Sauerstoff abgegeben), der Sauerstoff hat den
Wasserstoff oxidiert und wurde dabei selbst reduziert (er hat zwei Elektronen
aufgenommen):
Batterie:
Eine Batterie ist eine Aneinanderreihung
von vielen einzelnen galvanischen Zellen. In einer galvanischen Zelle wird
spontan chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt. Eine galvanische
Zelle beruht auf dem Vorgang einer Redoxreaktion. Oxidation und Reduktion laufen
in räumlich getrennten Orten statt, je in einer Halbzelle. Über einen
Ionenleiter und einen Elektronenleiter wird der Stromkreis geschlossen. Dadurch
entsteht elektrischer Strom.
Die Grafik zeigt einen
allgemeinen chemischen Versuch zum Prinzip der Batterie. Links das Zink können
wir für unseren Versuch übernehmen. Rechts aber war Jod, nicht Cu-Ionen, und die
Lösung enthält bei uns auf beiden Seiten der Batterie ZnJ2 und nicht CuSO4 .
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Zinkdijodid
Eigenschaften:
Zinkdijodid lässt sich sehr leicht in
Wasser lösen. Es löst sich auch in Ethylalkohol und Diethylether, zwar etwas
schlechter aber immer noch gut. In reinem Zustand ist Zindijodid weiß aber unter
Lichteinwirkung und Feuchtigkeit färbt es sich leicht gelb. Dieser Stoff verhält
sich hygroskopisch, das heißt er zieht das Wasser an, z.B den Wasseranteil der
sich in der Luft befindet. Wenn man eine Gleichspannung anlegt zerlegt sich der
Stoff in seine einzelnen Elemente. Am Pluspol bildet sich durch diese
Elektrolyse das elementare Iod (Oxidation). Am Minuspol sammelt sich das Zink
(Reduktion=.
Oxidation 2I- -->
I2 + 2 e-
Reduktion Zn2+ + 2 e- -->
Zn
Redoxreaktion Zn2+ +
2I- -->
Zn + I2
Herstellung:
Durch das
Mischen einer Spatelspitze Iod mit einer Spatelspitze Zink und wenig Wasser
gelingt die Synthese (Achtung Iod-Dämpfe). Bei starker Wärmeentwicklung
verschwindet die Färbung (schwarzgrau) des Iods. Durch das Filtern und
Eindampfen erhält man nun einen weißen salzartigen Rückstand von Zinkdijodid.
Verwendung:
Zinkdijodid
einigt sich hervorragend für die modellhafte Darstellung einer Elektrolyse. Da
dieses Salz gut Röntgenstrahlen absorbiert, wird es als Kontrastmittel bei der
Röntgendiagnostik von Werkstoffen eingesetzt.
Was geschieht,
wenn man Jod mit Zink mischt?
Es findet
eine Redoxreaktion der beiden Stoffe statt, das Ergebnis dieser Reaktion ist
Zinkdijodid und Energie.
"Elektrolyse
ist eine erzwungene Redox-Reaktionen durch elektrischen Strom"... und unsere
Eletrolyse erweist sich sogar als reversible Redoxreaktion":
Das
bedeutet, die Reaktion kann wieder umgekehrt werden. Praktisch ist das auf
dieselbe Art und Weise aber meistens nicht möglich. Für die Umkehr der Reaktion
muss meist ein Umweg gegangen werden.
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