Ma­te­ri­a­li­en: Zinn-​Elektrode mit 4 – 5 mm Durch­mes­ser (Ka­tho­de), Graphit-​Elektrode mit 4 – 5 mm Durch­mes­ser (Anode), Be­cher­glas (50 mL), Rund­hals­kol­ben mit durch­bohr­tem Stop­fen, ge­bo­ge­nes Glas­rohr, Span­nungs­quel­le, Mul­ti­me­ter, Kabel, Elek­tro­den­hal­ter, Sta­tiv­ma­te­ri­al, Tropf­trich­ter, Ma­gnet­rüh­rer, Rühr­fisch, Kro­ko­dil­klem­men



Che­mi­ka­li­en: Cal­ci­um­car­bo­nat, Na­tri­um­sul­fat, Schwe­fel­säu­re (2 mol/l, GHS05),







Ver­suchs­durch­füh­rung: Der Ver­such wird im Abzug (Ne­ben­pro­dukt Koh­len­stoff­mon­oxid!) so auf­ge­baut, wie es in Ab­bil­dung dar­ge­stellt ist. Der Kol­ben wird mit Cal­ci­um­car­bo­nat be­füllt. Zu­sätz­lich zur Ab­bil­dung wird ein Tropf­trich­ter mit Schwe­fel­säu­re an den Rund­hals­kol­ben an­ge­bracht. Die Elek­tro­den wer­den ca. 2 cm tief in die Elektrolyt-​Lösung (0,1 M Natriumsulfat-​Lösung) ge­taucht. Das Glas­rohr wird so aus­ge­rich­tet, dass die Zinn-​Elektrode mit Koh­len­stoff­di­oxid um­spült wird. Die Elek­tro­den wer­den mit einer Span­nungs­quel­le ver­bun­den. Für eine hin­rei­chend ge­naue Mes­sung der Strom­stär­ke wird zu­sätz­lich ein Mul­ti­me­ter in Reihe ge­schal­tet. Die Strom­stär­ke wird zu­nächst auf 0 A und die Span­nung an der Span­nungs­quel­le auf 9 V ge­stellt. Für die Durch­füh­rung des Ver­suchs wird die Strom­stär­ke an­schlie­ßend lang­sam bis auf 50 mA er­höht. Dabei wird Schwe­fel­säu­re trop­fen­wei­se in den Kol­ben ge­ge­ben.

Er­gän­zen Sie die Re­ak­ti­ons­glei­chun­gen.



Ka­tho­den­re­ak­ti­o­nen:

CO₂ + 2 H⁺ + 2 e^- --> ________ 

____ +____ + ____ --> CO + H₂O



An­oden­re­ak­ti­on:

_____ --> O₂ + 4 H⁺ + 4 e^-

No­tie­ren Sie ihre Be­ob­ach­tun­gen.



Be­ob­ach­tung: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Deu­tung: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Me­cha­nis­mus­puz­zle

Ent­sor­gung: Die Schwe­fel­säu­re­res­te wer­den im Säure-​Base-​Abfall ent­sorgt. Die üb­ri­gen Che­mi­ka­li­en wer­den in den Ab­guss ge­ge­ben.







Quel­le: Maaß, M.C., Lan­fer­mann, P. and Waitz, T. (2024), Elek­tro­che­mi­sche Re­duk­ti­on von Koh­len­stoff­di­oxid. CHEM­KON. https://doi.org/10.1002/ckon.202400010