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F: Betreff: Hilfe zu Facharbeit "Ozon"

Ich bin in der 12. Klasse und habe in Biologie den Auftrag erhalten, meine Facharbeit über "Ozon- Gesundheitsschäden und Schädigungen in der Landwirtschaft" zu schreiben. Allerdings passt das Thema wohl eher zum Fach Chemie. Auf ihrer Seite ist Ozon schon gut beschrieben, allerdings mit Schwerpunkt über den chemischen Aufbau und Reaktionen mit anderen Stoffen. Haben sie vielleicht einige Messreihen oder Versuche, die beschreiben, wie beispielsweise Ozon auf die Schleimhäute reagiert oder andere Dokumente, die den Schwerpunkt "Gesundheitschäden" konkretisieren? Ich fürchte nämlich, dass ich Gefahr laufe, meine Facharbeit auf die falschen Schwerpunkte hin zu bearbeiten.

A: Ihr Thema ist vordergründig zunächst überhaupt nicht chemisch. Wenden Sie sich damit bitte an das Gesundheitsamt oder an Öko-Verbände.

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F: Hallo,
ich habe eine Frage wegen eines Themas in meiner Facharbeit: Dort habe ich das Thema "Elektrodenpotentiale von Kupfer in Lösungen verschiedener Metallkomplexsalze" und leider kann ich zu diesem Thema nichts finden außer die Literatur aus der "praxis der Naturwissenschaften chemie 39/7" von 1990 von I.Melle.

die Aufgabenstellung ist: Im Rahmen der Elektrochemie befasst man sich mit der Nutzung chemischer Reaktionen zur Gewinnung elektrischer Energie. Bestimmend sind dabei die Elektrodenpotentiale. Untersuchen sie in diesem Zudammenhang das Elektrodenpotential von Kupfer in Lösungen verschiedener Metallkomplexsalze und stellen sie ihre ergebnisse dar.

Da ich schon die Versuche aus dem Artikel gemacht habe und nun alles andere Theoretisch machen muss, bitte keine Versuche ansonsten nur welche mit Ergebnissen.

Also meine Frage ist, ob sie mir Informationen zum Thema und zur Aufgabenstellung schicken können. Ich brauche sehr viele wenn das möglich ist aber ein bisschen dann wäre ich ihnen auch schon sehr verbunden. Wenn möglich bitte bis spätestens Freitag. Also leider kann ich nicht mehr zusammenbekommen als 5 Seiten, weil ich einfach irgendwie zu wenig Material habe. Habe aus dieser Zeitschrift die Versuche mit Amminkupfer und dem normalem Kupfer gemacht und diese zu Papier gebracht. Vielleicht können sie mir so ein paar tipps geben, wie ich weiter kommen kann und wie ich noch die Facharbeit schaffe.

A: Leider kenne ich die Arbeit von Frau Melle nicht. Die Aufgabe, die Ihr Mentor stellt, scheint mir ziemlich an den Haaren herbeigezogen zu sein und ist dazu noch unsinnig, weil unklar formuliert. Es gibt Hunderttausende von Komplexverbindungen, die Sie alles durchchecken könnten.

Vielleicht geht es dem Mann/der Frau nur darum, dass Sie den Zusammenhang zwischen Nernst-Gleichung und den Konzentrationen, die aus dem Komplexgleichgewicht folgen, herstellen. Das ist etwas Algebra: Stellen Sie die Nernst-Gleichung für die zentrale Redox-Reaktion auf und setzen Sie dann für z. B. [Cu²⁺] den Term aus dem MWG für die Komplexbildung ein. Dann haben Sie eine Gleichung für die Abhängigkeit der EMK von der Konzentration eines Liganden.

Zu Ihrer Bitte "Also meine Frage ist, ob sie mir Informationen zum Thema und zur Aufgabenstellung schicken können." kann ich nur sagen: Kontaktieren Sie Ihre Lehrer.

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F: Subject: Fehler in den Reaktionsgleichungen der NiCd / NiMH Akkumulatoren?

ich schreibe gerade meine Facharbeit im Leistungsfach Chemie. Mein Thema sind Akkumulatoren. Schnell hat sich die hervorragende Internetseite des Hr. Prof. Blume im Jahrgang herumgesprochen. Natürlich habe auch ich auf ihr viel Nützliches finden können. An dieser Stelle: Kompliment! Nach so einem gelungenen Internetauftritt muss man heute lange suchen!
Bei Ihrer Beschreibung der NiCd und der NiMH Akkumulatoren (/dc2/echemie/nimh.htm und /dc2/echemie/nicdakt.htm) finde ich jedoch durchweg andere Reaktionsgleichungen als in jeder anderen Literatur.
So ist auf Ihren Seiten zum NiCd Akku die Rede von einem Nickel(IV)oxid, dass am Pluspol verbaut sei. Andere Quellen (z.B.: Mortimer, Basiswissen d. Chemie, Thieme, 2003, S. 372) sprechen von Nickeloxidhydroxid das beim Entladen zu Ni(OH)2 reagiert. Die Reaktionen am Minuspol stimmen jedoch überein.

Das Reaktionsschema des NiMH Akkus sorgte bei mir für wesentlich mehr Verwirrung: ich nahm eigentlich an, dass die Metallverbindung (=Metalhydrid?)nur zur Speicherung des Wasserstoffes dient und nicht an der Reaktion teilnimmt. Wo aber kommen die beiden Elektronen dann her und was ist Me(OH)2? Außerdem dachte ich, dass am Pluspol Ni3+ zu Ni 2+ reduziert wird, nicht Ni2+ zu Ni.
Die Gleichung (Entladung) lautet dann wir folgt (Quelle: Wikipedia.de):
(1) 2 Metall-H + 2 OH- -> 2 Metall + 2 H2O + 2 e-
(2) 2 NiOOH + 2 H2O + 2 e- -> 2 Ni(OH)2 + 2 OH-
Im Leitfaden der Elektrochemie von Rudolf Holze (Teubner, 1998, S.119) lautet sie:
(1) MeH --> Me + H+ + e-
(2) NiOOH + e- + H+ --> Ni (OH)2
Diese beiden Versionen stimmen also nach meinem Verständnis überein (Übrigens auch mit dem Batterielexikon des Fraunhofer Institutes für Chemische Technologie http://www.ict.fraunhofer.de/deutsch/scope/ae/bg.html).
Daher dachte ich zuerst, Ihre Version sei falsch. Aber ein Blick in die "Spannungsreihe" lies mich vollends verzweifeln: Danach wäre Ihre Version ja möglich! Was trifft zu, was nicht? Handelt es sich am Ende nun bei allen "Versionen" um vereinfachte Darstellungen?
Da ich in meiner Facharbeit "Akkumulatoren im Vergleich" möglichst die richtigen Reaktionsgleichungen verbauen möchte und dazu neige Ihnen mehr Vertrauen entgegenzubringen als einer (freien) Internetenzyklopädie, möchte ich Sie bitten mir nach Möglichkeit mitzuteilen, welche Reaktionsgleichungen richtig oder am ehesten zutreffend sind.
Vielen Dank im Vorraus für diese Klärung und eine Entschuldigung falls ich Ihre Zeit verschwende.

A: Da haben Sie viele Fragen aufgeworfen.
1 Zum NiCd-Akku: Es handelt sich wahrscheinlich sowieso um ein Ni(II,IV)-Mischoxid/hydroxid
2 Zum MeH₂-Akku. Meine Infos entsprechen denen, die ich in der Webseite darstelle. Natürlich sind die Inhalte vereinfacht. Ich will schließlich kein Lehrbuch für Akku-Wissenschaften schreiben.
Ihr Problem ist das Speichermetall Me für Hydrid-Ionen/Wasserstoff. Es nimmt am Redoxprozess nicht teil. Formal verbleibt es in der Stufe Me²⁺. Ob nun - der Wasserstoff H₂ am/im Metall als 2 H⁺ vorliegt und das Metall ungeladen ist - oder ob das wasserstoffspeichernde Metall als Me²⁺ und der Wasserstoff als H₂ vorliegt, ist m. E. nur eine akademische Frage. Die löst wohl jeder Autor auf seine Weise.
Me(OH)₂ ist ein Hydroxid-Überzug anstelle eines Hydrid-Überzugs. Gleiches gilt für die Nickel-Elektrode: Ob nun das Nickelmetall am Redoxprozess teilnimmt oder nur der hydroxidische Überzug - völlig egal.

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F: Betreff: Wasserpest-Versuch

Lieber Prof. Blume!
Ich kann mir folgendes nicht ausreichend erklären:
1. Warum schwimmt die Wasserpflanze (Elodea) im Mineralwasser?
2. Wie kann ich wissen, ob es sich bei der Blasenbildung an den Blättern um CO2 oder O2-Blasen handelt? Kann man überhaupt einen Unterschied zwischen O2- und CO2Blasen sehen oder ist Gas gleich Gas?
Sie sehen, dass ich überhaupt keine Ahnung habe. Bestimmt können Sie mir weiterhelfen!

A: Pflanzen bilden immer Gase, die in ihrem gewebe entstehen und gespeichert bleiben. Hinzukommt, dass Mineralwasser eine große Dichte hat. Außerdem bilden sich bei Kontakt mit der Pflanze Gasblasen, wenn es sich um CO₂-haltige Wässerchen handelt. All das lässt die Pflanze aufschwimmen. Sie müssen zumindest dieses Gas sowie gelöst Luft vor dem Versuch austreiben.

Es stimmt: Gas ist Gas. Allein durch Betrachten können Sie O₂ und CO₂ nicht unterschieden. Aber Sie können eine Analyse versuchen. Fangen Sie das Gas auf. In unseren Grundschulwebseiten beschreiben wir, wie man CO₂ und O₂ nachweist.

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F: Betreff: Auminium Luft batterie

Sehr geehrter Heer Blume,
ich beschäftige mich mit dem Thema der Aluminium/Luft Batterie und habe hierzu einige Fragen:
Kann man den Tetrachloroaluminat-Komplex [ALCl4]- nachweisen der bei der Reaktion von AL3O2 + 8 Cl- + 3H2O entsteht?
Wie verhält sich die Spannung bei verschiedenen konzentrationen Von KBr, NaCl, KCl?
Kann man die Energie die mir die Batterie liefert berechnen?

A: Man kann den Komplex problemlos nachweisen - wenn man die Methoden kennt und vor allem die Geräte dazu hat. Hier geht es um die Ionenchromatographie. Da Sie sich leider nicht vorstellen, auch leider nicht sagen, was Ihr Status ist und wofür Sie das Ganze überhaupt gebrauchen, gehe ich davon aus, dass Sie das wohl können sollten.

Zur anderen Frage mit den Konzentrationen von KBr, NaCl, KCl: Natürlich gibt es unterschiedliche Werte. Ich kenne Ihren Versuchsaufbau und Ihre Messbedingungen nicht. Probieren geht über studieren! Messen Sie es doch einfach!
Die Batterie-Energie kann man berechnen. Die Formeln zur Berechnung der Spannung mit Hilfe der Nernstschen Gleichung sowie zur Berechnung der elektrischen Energie aus U, I sowie t sollten Ihnen bekannt sein.

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