Batterie Eisen in Kupferchlorid oder Kupfer in Eisenchlorid?
Eisen in Kupferchlorid oder Kupfer in Eisenchlorid? Welches davon funktioniert als Batterie und wie funktioniert es?
2 Antworten
Keine dieser Kombinationen gibt eine Batterie. Man benötigt eine Lösung dieser Chloride, damit eine Ionenwanderung stattfinden kann. Aber auch dies führt noch nicht zu einer Batterie, denn der Elektronenaustausch darf nicht zwischen Lösung und Fremdmetall stattfinden. Die Elektronen müssen von einer Halbzelle zur anderen geführt werden. Deshalb mein Vorschlag mit folgender Skizze:
In der linken Halbzelle taucht eine Kupferelektrode in eine Kupfersalzlösung und in der rechten taucht eine Eisenelektrode in eine Eisen(II)-salzlösung.
Nun musst Du in der elektrochemischen Spannungsreihe nach den E°-Werten der Redoxsysteme Cu//Cu2+ und Fe//Fe2+ suchen.
Das System mit dem größeren E° wird reduziert (hier also die Kupferionen) und das mit dem kleineren wird oxidiert (hier also das Eisen der Elektrode).
Es kommt zu einer Potentialdifferenz ΔE = E1 – E2 = 0,35 V – (- 0,41 V) = 0,76 V
Der Spannungsmesser (V) oben zeigt ΔE = 0,76 V an. Eventuell setzt sivch ein leichtgängiger Motor (M) in Gang.
Warum ergibt die andere in Deiner Frage aufgeführte Kombination bei der entsprechenden Versuchsanordnung keine Batterie?
Das kann man so machen, aber dann liegt keine Batterie vor. Wenn man Kupferchlorid in Wasser gibt, dann erhält man eine Lösung von Kupferchlorid.
Wenn man Kupferchlorid und ein Stück Eisen in Wasser gibt (ähnlich wie Deine Frage, nur ist jetzt Wasser dabei), dann löst sich das Kupferchlorid in Wasser und es findet ein Redoxprozess zwischen den Kupferionen und Eisen statt. Dies geschieht aber intern in der Lösung. Für eine Batterie will man aber einen Elektronenfluß außerhalb der Lösung z.B. durch einen Motor haben. Man muss also den Prozess der Oxidation und den der Reduktion trennen (s. meine Skizze).
Nun, das Kupfer hat das Bestreben, gediegen zu werden, während das Eisen das Bestreben hat, in Lösung zu gehen. Somit brauchst Du Kupferchlorid und Eisen.
Auf der Skizze sind aber zwei Hälften gezeigt. Der Experiment den ich gemacht habe, hat man ganz Kupferchlorid mit Wasser genommen (das ganze Gefäß war mit Kupferchlorid und Wasser)