EL-MO Elemente und Moleküle, Schulbuch

KM-5: Modellbildung und Strukturen elektrische Leitfähigkeit 55 55 Abb. 055–1: Spalten eines Kochsalzkristalls durch Verschieben der Gitter- ebenen Es gibt keine „Salzfolie“ Salze sind spröde. Auch dies ist eine Eigenschaft, die direkt aus dem Ionengitter hervorgeht. Durch mechanische Beanspruchung des Gitters kommt es zu einer Verschiebung der Gitterebenen, und gleich geladene Ionen stoßen einander ab. Leitfähigkeit Da in Salzschmelzen und Salzlösungen frei bewegliche Ladungsträger vorlie- gen, sind diese, zum Unterschied vom festen Salz, elektrisch leitfähig. Lösungen mit beweglichen Ionen bezeichnet man als Elektrolyte . Verwendet man Gleichspannung, so tritt bei der Stromleitung in Elektrolyten an den Polen eine chemische Reaktion ein, die man als Elektrolyse bezeichnet. Kationen wandern zum negativen Pol (Katode) und nehmen dort Elektronen auf, Anionen wandern zum positiven Pol (Anode) und geben dort Elektronen ab. Beispiel Katode ⊖ : Mg 2+ (l) + 2 e – → Mg (s) Anode ⊕ : 2 Cl – (l) → Cl 2 (g) In wässriger Lösung ist aber oft das Wasser an der Reaktion beteiligt. So kann an der Katode aus dem positiv polarisierten Wasserstoff-Atom (des Wassers) an Stelle des positiven Ions des Elektrolyt-Salzes das Gas Wasserstoff (H 2 ) entste- hen und an der Anode aus gleichem Grund Sauerstoff (O 2 ). Abb. 055–2: Aufbau einer Elektrolyse Elektrolyt Elektroden Positive Elektrode ANODE Negative Elektrode KATODE Gleichspannungsquelle 1. Stelle in Form einer Reaktionsgleichung mit den passenden Indices dar: a) Schmelzen von Aluminiumoxid b) Lösen von Eisen(III)-nitrat 2. Zeichne eine Hydrathülle mit vier Wasser- molekülen a) um ein Sulfidion. b) um ein Aluminiumion. 3. Beim Erhitzen von 10 g kristallwasser- hältigen Magnesiumsulfat vermindert sich die Masse um 5,1 g. Berechne den Wasseranteil und formuliere die Formel für kristallwasserhältiges Magnesiumsul- fat. Üb Übung 55.1 bis 55.3 Schüler-Experimente 2.5 und 2.6 Leitfähigkeit von Stoffen Elektrolyse einer Zinkiodid-Lösung Abb. 055–3: Leitfähigkeit eines Salzes Abb. 055–4: Elektrolyse einer Kupfer(II)-chlorid-Lösung festes Kochsalz Kochsalz- Lösung LED leuchtet LED leuchtet nicht Gasbildung (Cl 2 ) Abscheidung von Cu wässrige Lösung von CuCl 2 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv