Wir haben eine Hausaufgabe mit der ich gar nicht klar komme weil ich Krank war.
Welche Masse an Aluminium lässt sich mit einer elektrischen Arbeit von 1600 kw/h bei 100% Stromausbeute durch Schmelzflusselektrolyse herstelle?
Welche Abmessungen hätte ein daraus hergestellter Würfel?
a) 10cm
b) 1m
c) 5m
Hallo,
wir hatten gelernt, dass bei einer Schmelzflussanalyse von Al 1 kg pro 20 KW/h gewonnen wird. Wenn das noch aktuell ist, gewinnt man also 80 kg mit 1600 kw/h.
Was den Würfel angeht, brauchst du noch die Dichte von Al (2,7g/cm^2).
Durch die Formel
roh (Dichte) = m/V kannst du V ausrechnen.
Da das Volumen eines Würfels durch a^3 bestimmt wird, musst du dann noch die dritte Wurzel ziehen und du hast die Kantenlänge a.(beim umrechnen der Einheiten aufpassen) ^^
Hoffe das konnte helfen.
Mfg
Hallo Ailia,
mal sehen, das ist schon recht lange her:
Die übliche Elektrolysegleichungen funktionieren nicht so.
Im Internet findet man Pro Mol Aluminium werden 1345 kJ benötigt (bei der Schmelzflusselektrolyse). Die Angabe muss man wissen. Das heißt es müsste im Unterricht drangekommen sein. Die Zahl passt auch nicht ganz zu der Aufgabe unten.
Wir haben 1600 kWh (kilo Watt x Stunden) elektrische Arbeit. Das sind wieviele Joule ? (–> Google LeistungxZeit = Arbeit)
1600 kWh = 1600*3600 kilo Joule
Damit 1600*3600/1345 = 4282 mol
1 mol Alu wiegt 27 g/mol
~115 kg Alu
Dichte 2,7 g/cm3
42825 cm3 sind 43 Liter, was zu keiner Antwort unten passt 
Sorry, da hast Du vermutlich etwas mehr im Unterricht verpasst.
Hallo Ailia
Es gibt folgende Formel für die Elektrolyse:
m = Q*M / (z*e*N)
Ich erklär’ dir kurz die einzelnen Variablen:
m ist die erzeugte Masse des betreffenden Metalls (in deiner Aufgabe Aluminium)
Q ist die totale Ladung, die man im Verlaufe der Elektrolyse in Form von Elektronen zuführt
M ist die molare Masse des betrachteten Metalls (in deiner Aufgabe wäre es 27 g/mol für Aluminium; du findest diese Angabe im Periodensystem der Elemente).
z ist die Wertigkeit der Ionen (nicht abschrecken lassen von diesem Begriff; für Aluminium ist z=3, weil das Aluminium-Ion ja als 3-fach positiv geladenes Ion vorliegt. Dies kommt daher, dass Aluminium gerne 3 Elektronen abgibt - es steht ja in der 3.Gruppe des PSE).
e ist die Ladung eines einzelnen Elektrons (man nennt sie auch Elementarladung) und ist e=1.6*10^-19 C (findest du auch in der Formelsammlung)
N ist die Avogadro-Konstante (man schreibt sie eigentlich N mit tiefgestelltem A); sie gibt an, wieviele Teilchen 1 mol beeinhaltet (N=6.022 * 10^23)
Wenn man nun alles einsetzt, kann man die Masse m des erzeugten Aluminiums berechnen. Oft ist in Aufgabenstellungen (anstatt der Ladung Q) der Strom I, mit dem die Elektrolyse durchgeführt wird gegeben und die Zeit t in dieser der Strom wirkt. In so einem Fall kann man die Ladung ganz einfach mit Q=I*t ausrechnen.
Das eigenartige an euer Aufgabe ist aber, dass nicht die Ladung Q oder der Strom I, sondern die elektrische Arbeit (W) gegeben ist. Es gibt für die elektrische Arbeit die Formel W=U*I*t. Mit W=1600 kWh und umstellen nach I*t (denn man will dies ja dann in die obige Formel für die Elektrolyse einsetzen können) erhält man:
1600kWh / U = I*t
Wie man hier sieht ergibt sich für I*t einen Wert, der zusätzlich von der Spannung U abhängt, mit der die Elektrolyse durchgeführt wird. Wenn die Spannung in der Aufgabe nicht vorgegeben wird, kann man auch keine Masse m berechnen.
Wenn ich jetzt nicht einen groben Denk-Flüchtigkeitsfehler gemacht habe, fehlt hier also eine Angabe.
Frag doch diesbezüglich kurz deinen Lehrer, ob da nicht was vergessen worden sei.
Bin gespannt, was dabei herauskommt und ich wünsch’ dir viel Erfolg !
Dani
Ailia,
Bitte Besuche
http://www.hbg.ka.bw.schule.de/publikat/referate/che…
Vielleicht hilfts es
mit Besten Wuenschen
Karl-Heinz
Alia
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Dein Artikel enthält ein unverändertes Vollzitat, das aufgrund seiner Länge automatisch entfernt wird. Bitte kürze den Ursprungstext auf den wesentlichen Anteil, um das Zitat zu erhalten! …
Besuche Google „Alu Herstellung“—.gewinnung von aluminuum
http://www.hbg.ka.bw.schule.de/publikat/referate/che…
Vielicht hilft es.
mit Besten Wuenschen,
Karl-Heinz
Die Aufgabenstellung ist unvollständig. Es fehlt die Angabe der angelegten Spannung.
Bedaure, da kann ich nicht weiterhelfen. Schule ist schon zu lange her.