Zitronen-Batterie

Erste Frage Aufrufe: 322     Aktiv: 26.05.2021 um 04:48

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Warum benötige ich bei einer Zitronenbatterie überhaupt Kupfer, wenn das gar nicht bei der Reaktion beteiligt ist. Und von wo weiß ich wann etwas in der Reaktion beteiligt ist (Hier zum Beispiel die H30+ Ionen )?? Und warum dürfen die sich nicht berühren?

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Du musst dir halt anschauen was passiert und das findest du schnell im Internet.

  ─   dr deuterium 24.05.2021 um 20:48
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Ich habe folgende drei Fragen herausgehört:

  1. Du brauchst eine Elektrode, die die Elektronen, die am Zink frei werden, an die Oxonium-Ionen weitergibt. Dafür ist ein edles Metall gut geeignet. Denn es darf selber auf keinen Fall von den Oxonium-Ionen oxidiert werden (braucht Potential > 0V). Dann würde sich die Zellspannung ja verringern. Insofern ist Kupfer eine mögliche, aber nicht zwingende Wahl (denke, möglich wären auch z.B. Gold, Platin). Aufgrund von praktischen/anschaulichen Gründen wird hier vermutlich Kupfer verwendet.

  2. Bei der Oxidation: Zn/Zn2+ hat das kleinste Potential (-0,76V). Daher wird es von H+/H2 (0V) oxidiert und von Cu/Cu2+ (0,35V). Bei der Reduktion: Hier liegt das Kupfer in reduzierter Form vor, kann also keine Elektronen mehr aufnehmen, d.h. es bleibt nur das Paar H+/H2 über. Es muss hier reagieren.

  3. In der normalen Batterie sollen, wie in 1. beschrieben, ja die Elektronen vom Zink zum Kupfer fließen. Bei Berührung der Platten bildet sich ein sogenanntes ,,Lokalelement''. Das heißt, dass die Elektronen jetzt (an der Kontaktstelle) direkt von einer Platte auf die andere übergehen. Jetzt müssen sie nicht mehr über das Kabel fleißen, dass die Platten verbindet und man kann keine Spannung abgreifen/ keinen Strom nutzen. Stattdessen läuft die Reaktion (2 H3O+ + 2e- -> 2H2O + H2) jetzt an beiden Platten ab und das Zinkblech zersetzt sich. So ist die Batterie in kurzer Zeit verbraucht, ohne, dass man sie hätte nutzen können.

Hoffe, die Fragestellungen getroffen zu haben. Wenn es noch weitere Nachfragen gibt, oder etwas nicht klar genug erklärt ist: Gerne Nachfragen.

Viel Erfolg bei den Aufgaben, Max

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