22. Brennstoff-Zellen-Funktions-Modell mit Alkohol als Brennstoff

(Nur für erfahrene Chemielehrer/innen!
Schwefelsäure ist stark ätzend.
Arbeite in einem Tablett).
Hier wird eine Apparatur vorgestellt, in der eine indirekte Redoxreaktion zwischen Alkohol und schwefelsaurer Dichromatlösung stattfindet.

Links:  1. Verbinde drei 10-ml-Injektionsflaschen mit einem Tesafilm-Streifen.
2. In den linken Behälter fülle als Brennstoff Spiritus, den Du durch Einrühren von 1 ml Schwefelsäure leitfähig gemacht hast.
3. In die rechte Flasche kommt 5 ml konzentrierte Kaliumdichromatlösung, zu der 1 ml Schwefelsäure gemischt wird.
4. Tauche je eine mit einem Universalmeßinstrument verbundene Bleistiftmine als Elektrode in die beiden Flüssigkeiten.
5. Zwischen beide Halbzellen bringe einen Docht als Salzbrücke.
(Die 3. mit den beiden anderen verklebte Flasche dient lediglich der Standfestigkeit der Anordnung).
Beobachtungen: Zwischen der Alkohol-Halbzelle (negativ) und der Dichromat-Halbzelle gibt es eine Spannung von 0,44 Volt.
Rechts: es fließt ein Strom von 42.3 µA.

Erklärung:  Um die negative Elektrode verlieren Alkohol-Moleküle Elektronen, während sie zu Aldehyd oxydiert werden.
Um die positive Elektrode nehmen Dichromat-Ionen Elektronen auf, während sie zu Chrom-Ionen reduziert werden.

3 CH3CH2OH(l) + Cr2O72-(aq) + 8 H+(aq) ---> 3 CH3CHO(l) + 2 Cr3+(aq) + 7 H20(l)
Elektronen fließen über den metallischen Leiter von der negativen Elektrode (Halbzelle mit dem Brennstoff) zur positiven Elektrode. Überschüssig gewordene Sulfat-Ionen strömen über die Ionenbrücke in die Halbzelle mit dem Brennstoff.
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