Lernziele

Materialien und Übungen finden Sie auf der Themenseite zu Elektrolyse.

  • die Elektrolyse als erzwungene Redoxreaktion beschreiben
  • die Elektrolyse von ausgewählten Salzlösungen erläutern
  • die chemischen Grundlagen für die Kupferraffination erläutern

Aufgabe

10-, 20- und 50-Cent-Münzen bestehen aus sogenanntem Nordischen Gold, einer Legierung aus 89% Kupfer, 5% Aluminium, 5% Zink und 1% Zinn. Diese Münzen dienen im Experiment als Rohkupfer, welches aufgereinigt werden soll.

Hinweis: Die Münzen taugen anschließend nicht mehr als Zahlungsmittel. Verwende möglichst kleine Münzen oder verwende bereits beschädigte Münzen erneut.

  1. Führe das Experiment durch. Notiere deine Beobachtungen (2 BE).
  2. Skizziere den Versuchsaufbau. Markiere und beschrifte folgende Bestandteile: Rohkupferelektrode, Reinkupferelektrode, Pluspol, Minuspol, Anode, Kathode, Anodenschlamm (4 BE).
  3. Formuliere die vollständige Reaktionsgleichung für die Elektrolyse. Markiere Oxidation und Reduktion und bestimme die Oxidationszahlen (2 BE).
  4. Werte das Experiment aus, erkläre die Veränderungen der Massen der Münzen sowie den Verbleib der Verunreinigungen. (4 BE)
  5. Vergleiche die Begriffe Elektrolyse und Redoxreaktion (3 BE).
  6. Der Stromverbrauch des Verfahrens ist hoch. Warum ist dieses Verfahren dennoch ökonomisch und ökologisch nachhaltig? (3 BE)

Gesamtpunktzahl: 18 BE

Geräte und Chemikalien

  • Becherglas (ca. 100 ml)
  • 1-, 2-, oder 5-Cent Münze und 10-, 20-, oder 50-Cent Münze
  • Krokodilklemmen, Kabel
  • ggf. Multimeter
  • verdünnte Schwefelsäure
    ätzend

Durchführung

Schutzbrille!

  1. Wiege die beiden verwendeten Münzen.
  2. Fülle das Becherglas ca. 1 cm hoch mit verdünnter Schwefelsäure.
  3. Befestige die Krokodilklemmen und Kabel an äußersten Rand der Münzen: blau-Minuspol-1/2/5-Cent-Münze, rot-Pluspol-10/20/50-Cent-Münze. Schließe ggf. das Multimeter parallel an, um die angelegte Spannung genauer ablesen zu können.
  4. Stelle die Münzen so in die verdünnte Schwefelsäure, dass die Krokodilklemmen nicht eintauchen und sich weder die Münzen, noch die beiden Krokodilklemmen berühren.
  5. Elektrolysiere mit einer möglichst niedrigen Spannung. Arbeite idealerweise in der Nähe der Spannungsversorgung, um die Spannung bei Bedarf einfach anpassen zu können. Die Gasentwicklung an den Elektroden sollte einerseits nicht zu stark sein.
  6. Wiege die Münzen erneut.

Entsorgung

Entsorgung im Kanister für Schwermetalle. Spüle die verwendeten Geräte gründlich. Die Münzen können ebenfalls gespült werden. Die Münzen aus Nordischem Gold taugen aber möglicherweise nicht mehr als Zahlungsmittel.

Literatur und Materialien