Metalle in Salzlösungen – Reaktionen mit Standardpotentialen vorhersagen
ChemieReaktionen und RedoxAlter 17–18Virtuelles Labor
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Als Nächstes in Reaktionen und Redox
Tauchen Sie einen Streifen aus Mg, Zn, Fe, Cu oder Ag in eine CuSO₄-, AgNO₃-, FeSO₄- oder ZnSO₄-Lösung. Die Lernenden sagen anhand der Standardelektrodenpotentiale E° voraus, ob eine Reaktion stattfindet, und beobachten dann die Metallabscheidung auf dem Streifen, das Verblassen der blauen Cu²⁺-Farbe und die Massenänderung des Streifens auf der Waage. Ionengleichung, E°Zelle, Δm und eine Ergebnistabelle werden zu jedem Versuch angezeigt.
Lektion: Standardelektrodenpotentiale – Reaktion von Metallen mit Salzlösungen
Was sie zeigt
Ob ein Metall ein anderes aus einer Salzlösung verdrängt, lässt sich mit Standardelektrodenpotentialen vorhersagen. Das Metall mit dem negativeren E° ist das stärkere Reduktionsmittel: Es gibt Elektronen ab und geht in Lösung, während das Ion des Metalls mit dem positiveren E° Elektronen aufnimmt und sich abscheidet. Die Reaktion läuft ab, wenn E°Zelle = E°(Ion) − E°(Metall) positiv ist. Die Massenänderung folgt aus der Stöchiometrie: Ein Zinkstreifen in CuSO₄ wird leichter, weil je 65,4 g gelöstes Zink nur 63,5 g Kupfer abgeschieden werden, während Eisen in CuSO₄ und Kupfer in AgNO₃ an Masse zunehmen.
So funktioniert es
Wählen Sie einen Metallstreifen und eine Salzlösung und stellen Sie Konzentration und Volumen ein. Klicken Sie vor dem Eintauchen auf Reaktion oder Keine Reaktion, um eine Vorhersage anhand der E°-Skala festzuhalten, und dann auf Streifen eintauchen oder tippen Sie auf das Bild. Beobachten Sie den Belag, die Farbänderung der Lösung und die Anzeige der Waage, und prüfen Sie Ionengleichung und Δm. Die Ergebnistabelle bewertet jede Vorhersage als richtig oder falsch.
Einstellbare Parameter
- Metallstreifen Magnesium Mg, Zink Zn, Eisen Fe, Kupfer Cu, Silber Ag
- Salzlösung Kupfer(II)-sulfat CuSO₄, Silbernitrat AgNO₃, Eisen(II)-sulfat FeSO₄, Zinksulfat ZnSO₄
- Konzentration der Salzlösung 0,05–1 mol/L
- Volumen der Lösung 20–100 mL
- Simulationsgeschwindigkeit 0,5–3 ×
Fragen zum Erkunden
- Warum kann Kupfer Ag⁺-Ionen reduzieren, Fe²⁺-Ionen aber nicht?
- Wird ein Zinkstreifen in CuSO₄-Lösung schwerer oder leichter, und wie groß ist Δm, wenn 0,025 mol Cu²⁺ reagiert haben?
- Wie ordnen Sie Mg²⁺, Zn²⁺, Fe²⁺, Cu²⁺ und Ag⁺ nach zunehmender Oxidationskraft?
