Elektrolyse

Materialien: U-Rohr, Graphitelektroden, Gleichspannungsquelle (Trafo), Kabelverbindung zwischen Elektroden und Trafo
Chemikalien: Zinkiodid, destilliertes Wasser
Versuchsdurchführung: Man löst eine Spatelspitze Zinkiodid in 20 ml dest. Wasser, gibt die Lösung in ein U-Rohr und setzt Graphitelektroden ein (s. Abb.). Die beiden Elektroden werden mit einer Gleichspannungsquelle verbunden und eine Spannung von 10 V eingestellt. Man beobachtet die Vorgänge in den nächsten 10 Minuten.
I. Aufgabe: Trage aus der folgenden Wörterliste die entsprechenden Begriffe in den folgenden Lückentext ein!
Wörterliste: Spannungsquelle, Plus, chemische Umwandlung, Zink, Iod, Elektrode, Anode, Zinkiodid, Kathode, gelöste Verbindung, Minus, Elektrolyse;

Lückentext: Kurz nach dem Einschalten der _____________ -

____________ beobachtest du an der _______________ ,die mit dem

______________-Pol verbunden ist,

die Bildung einer braunen Substanz. Durch eine __________________ _________________bildet sich

hier elementares __________ . Der Graphitstab, an dem dieser Vorgang abläuft, heißt ________________.

In der anderen Hälfte des U-Rohres kannst du die Bildung eines grauen Stoffes am Graphitstab beobachten.

Dieser Stoff ist elementares __________. Der Graphitstab auf dieser Seite der Versuchsapparatur heißt

_______________________. Dieser Graphitstab ist mit dem ____________-Pol der Spannungsquelle

verbunden. Dieses Experiment, welches hier mit Hilfe des elektrischen Stroms durchgeführt wird,

bezeichnet man als ___________________________. Die anfänglich _____________ __________-

______ (ZnI₂) wird beim Stromdurchgang in die Elemente, die in ihr gebunden waren zerlegt.

Zur Erklärung der experimentellen Ergebnisse sollen nun Hypothesen bewertet werden.

1. Hypothese:

Am Pluspol bildet sich nur Iod, am Minuspol nur Zink. Also müssen in der Zinkiodid-Lösung die Iod-Teilchen elektrisch negativ und die Zinkteilchen elektrisch positiv geladen sein.

2. Hypothese: Am Plus-Pol (Anode) gibt jedes elektrisch negativ geladene Iodid-Ion ein Elektron ab, so dass es elektrisch neutral wird. So bildet sich elementares Iod. Umgekehrt nimmt jedes elektrisch positiv geladene Zinkion am Minus-Pol (Kathode) so viele Elektronen auf, so dass es ebenfalls neutral wird. So entsteht elementares Zink.

Thesen zur Erklärung des Versuchs entwickeln:

Elektrisch geladene Teilchen nennt man Ionen. Ionen können einfach oder mehrfach geladen sein. Kationen sind positiv geladene Ionen, Anionen sind negativ geladene Ionen. An den Elektroden finden ELEKTRONENÜBERGÄNGE statt.
An der ANODE gibt jedes Iodidion ein Elektron ab: 2 I- (aq) ---> I₂ (aq) + 2 e^-An der KATHODE nimmt jedes Zinkion 2 Elektronen auf: Zn²⁺ (aq) + 2 e^- ---> Zn (s)

Welche Fragen sind jetzt noch nicht beantwortet worden?
Wie gelangen die gelösten Ionen zu den beiden Elektroden?
Finden nur bei den Ionen, die sich in der Nähe der Elektroden befinden Elektronenübergänge statt?

Elektrolyse von Zinkiodid