Redoxvorgang im Bleiakku < Chemie < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 18:29 Sa 19.04.2014 | | Autor: | Chirico |
| Aufgabe | Erläutern Sie die Funktionsweise und den Aufbau des klassischen Bleiakkumulators mithilfe
von Reaktionsgleichungen und einer Schnittzeichnung. |
Ich sitze fürs Chemie-Abi gerade am Bleiakkumulator und bearbeite die oben genannte Beispielaufgbe aus dem Abiturheft. Ich bin hinsichtlich des Redoxvorganges im Bleiakku ein wenig verwirrt.
Zum einen dissoziiert Schwefelsäure wie folgt:
H2SO4 --> 2H+ + [mm] SO4^2-
[/mm]
Zum Anderen reagiert sie mit Wasser:
H2SO4 + 2H2O --> 2H3O+ + [mm] SO4^2-
[/mm]
In meiner Mappe finde ich nun folgenden Redox-Vorgang
Oxi: Pb + [mm] SO4^2- [/mm] --> PbSO4 + 2e-
Red: PbO2 + 4H+ + [mm] SO4^2- [/mm] + 2e- --> PbSO4 + 2H2O
________________________________________________________
Pb + PbO2 +2H2SO4 --> 2PbSO4 + 2H2O
Das kann ich soweit nachvollziehen. In der Musterlösung zu den Beispielaufgaben Abi2014
und auch auf einigen Websites findet sich folgender Redoxvorgang:
Oxi: Pb + H2SO4 + 2H2O --> PbSO4 + 2H3O+ + 2e-
Red: PbO2 + H2SO4 + 2H3O+ + 2e- --> PbSO4 + 4H2O
_________________________________________________________
Pb + PbO2 + 2H2SO4 --> 2PbSO4 + 2H2O
In der einen Variante kommen Protonen (H+ Ionen) vor, in der anderen Hydronium-Ionen. Beide erscheinen mir nun nach längerer Betrachtung schlüssig, wobei es mir deutlich schwerer viel, die zweite Variante nachzuvollziehen. Mir stellt sich nun die Frage, inwiefern beide Varianten
so richtig sind, ob sie parallel laufen oder ob es vom Akku abhängt. Bezüglich des Wassers stellt sich mir
da gerade auch eine banale Frage, die ich mir wohl gar nicht stellen dürfte: Sind die Elektrolyte von Akkus immer in Wasser gelöst?
Vielen Dank im Voraus!
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
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Hallo Chirico,
> Erläutern Sie die Funktionsweise und den Aufbau des
> klassischen Bleiakkumulators mithilfe
> von Reaktionsgleichungen und einer Schnittzeichnung.
> Ich sitze fürs Chemie-Abi gerade am Bleiakkumulator und
> bearbeite die oben genannte Beispielaufgbe aus dem
> Abiturheft. Ich bin hinsichtlich des Redoxvorganges im
> Bleiakku ein wenig verwirrt.
> Zum einen dissoziiert Schwefelsäure wie folgt:
>
> H2SO4 --> 2H+ + [mm]SO4^2-[/mm]
>
> Zum Anderen reagiert sie mit Wasser:
>
> H2SO4 + 2H2O --> 2H3O+ + [mm]SO4^2-[/mm]
>
>
> In meiner Mappe finde ich nun folgenden Redox-Vorgang
>
> Oxi: Pb + [mm]SO4^2-[/mm] --> PbSO4 + 2e-
>
> Red: PbO2 + 4H+ + [mm]SO4^2-[/mm] + 2e- --> PbSO4 + 2H2O
> ________________________________________________________
>
> Pb + PbO2 +2H2SO4 --> 2PbSO4 + 2H2O
>
>
> Das kann ich soweit nachvollziehen. In der Musterlösung zu
> den Beispielaufgaben Abi2014
> und auch auf einigen Websites findet sich folgender
> Redoxvorgang:
>
> Oxi: Pb + H2SO4 + 2H2O --> PbSO4 + 2H3O+ + 2e-
>
> Red: PbO2 + H2SO4 + 2H3O+ + 2e- --> PbSO4 + 4H2O
> _________________________________________________________
>
> Pb + PbO2 + 2H2SO4 --> 2PbSO4 + 2H2O
>
> In der einen Variante kommen Protonen (H+ Ionen) vor, in
> der anderen Hydronium-Ionen. Beide erscheinen mir nun nach
> längerer Betrachtung schlüssig, wobei es mir deutlich
> schwerer viel, die zweite Variante nachzuvollziehen. Mir
> stellt sich nun die Frage, inwiefern beide Varianten
> so richtig sind, ob sie parallel laufen oder ob es vom
> Akku abhängt. Bezüglich des Wassers stellt sich mir
> da gerade auch eine banale Frage, die ich mir wohl gar
> nicht stellen dürfte: Sind die Elektrolyte von Akkus immer
> in Wasser gelöst?
>
> Vielen Dank im Voraus!
>
> Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen
> Internetseiten gestellt.
Ob Du [mm] $H^{+}$ [/mm] oder [mm] $H_3O^{+}$ [/mm] oder [mm] $H_9O_4^{+}$ [/mm] schreibst ist egal. Es ist eine Säure.
Im Bleiakku ist der Elektrolyt eine (wässrige) Schwefelsäure.
Im Lithium-Ionen-Akku ist z.B. kein Wasser enthalten (siehe Wikipedia).
LG, Martinius
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 14:11 So 20.04.2014 | | Autor: | Chirico |
Hallo Martinius,
danke für die schnelle Antwort. Ist ja auch einleuchtend, da ja lediglich die Sulfationen der Schwefelsäure direkt an der Oxidierung des Bleis bzw. Reduzierung des Blei(IV)dioxids zu Blei(II)sulfat beteiligt sind. Ich werd mich dann wohl auf die erste Variante mit den Protonen beschränken.
LG,
Chirico
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| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 15:41 So 20.04.2014 | | Autor: | Martinius |
Hallo Chirico,
> Hallo Martinius,
>
> danke für die schnelle Antwort. Ist ja auch einleuchtend,
> da ja lediglich die Sulfationen der Schwefelsäure direkt
> an der Oxidierung des Bleis bzw. Reduzierung des
> Blei(IV)dioxids zu Blei(II)sulfat beteiligt sind.
Nein - die Sulfationen nehmen an der Redoxreaktion nicht teil. Sie bleiben unverändert.
>Ich werd
> mich dann wohl auf die erste Variante mit den Protonen
> beschränken.
>
> LG,
> Chirico
LG, Martinius
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| Status: |
(Antwort) fertig  | | Datum: | 14:29 Mo 21.04.2014 | | Autor: | wolfi90 |
Bleiakku:
Entladevorgang:
Anode: Oxidation: Pb + SO₄²⁻ --> Pb SO₄ + 2e⁻ E° = -0,36 V
Kathode: Reduktion: PbO₂ + 4 H₃O⁺ + SO₄²⁻ + 2 e⁻ --> Pb SO₄ + 6 H₂O E° = +1,69 V
Die Gesamtreaktion beim Entladen:
Pb + PbO₂ + 4 H₃O⁺ + 2 SO₄²⁻ ⇌ 2 Pb SO₄ + 6 H₂O + elektrische Energie
Nach rechts (s. Gesamtreaktion oben) findet unter Energieabgabe die Entladung des Bleiakkus statt, nach links unter Energiezufuhr die Aufladung.
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