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Einführung

Skripte
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Motivation

Der Strom kommt aus der Steckdose. Wir wissen natürlich, dass das nicht ganz so einfach ist, denn hinter der Steckdose befindet sich ein kompliziertes Netz aus Kraftwerken und Leitungen, die den Strom produzieren und in unser Haus bringen. Alles was wir zu tun haben ist, den Stecker in die Steckdose stecken und der Spaß kann beginnen.

Hast du dich aber schon einmal gefragt, woher der Strom kommt, der die Gerätschaften antreibt, die keine Verbindung zur Steckdose haben? Warum musst du dein Handy nur alle paar Tage mit einem Kabel an die Steckdose anschließen, um danach wieder ohne Kabel telefonieren zu können? Warum leuchten überhaupt die Lichter einer Taschenlampe und was in aller Welt hat das Rosten deines Fahrrads mit der ganzen Geschichte zu tun? Du siehst, es gibt eine ganze Menge unbeantworteter Fragen, die wir hier im Rahmen der Elektrochemie erklären und verstehen lernen wollen.

Elektrochemie: Einführung
Abb. 1: Rost
Elektrochemie: Einführung
Abb. 1: Rost

Die Elektrochemie ist ein Teilgebiet der physikalischen Chemie. Der Name dieses Themengebiets gibt uns bereits Auskunft darüber, dass wir uns hier neben der Chemie insbesondere auch mit der Elektrizität beschäftigen werden. Aus diesem Grund wirst du in diesem Themengebiet auch einige Grundgrößen der Elektrizitätslehre aus der Physik kennen lernen oder wiederfinden.

Wir werden uns in diesem Themengebiet mit einem Konzept der Chemie beschäftigen, das weitreichende Anwendungen hat und top aktuell ist. Ein Thema, das in aller Munde ist, ist der vielfach bestätigte Klimawandel. Zur Lösung dieses Problems gibt es viele Ansätze und eines davon ist sehr zentral fßr die Gesellschaft der Industrienationen: Die Reduktion von durch das Automobil verursachte Emissionen. Da der Klimawandel ein Ergebnis der Klimaschädlichkeit von bspw. Kohlenstoffdioxid ist, wird fieberhaft daran geforscht und gearbeitet, insbesondere auch die Emissionen von Fahrzeugen stark zu reduzieren.

Elektrochemie: Einführung
Abb. 2: Elektroauto
Elektrochemie: Einführung
Abb. 2: Elektroauto

Eine besondere Herausforderung stellt damit die Entwicklung alternativer Antriebssysteme dar, die nicht auf fossile Energieträger angewiesen sind. Wir werden im Rahmen des Themengebiets Elektrochemie diese aktuellen und hochbrisanten Entwicklungen ansprechen und ein paar ihrer Vor- und Nachteile kennen lernen.

Inhaltlicher Ausblick

Im Themengebiet Elektrochemie werden wir uns zu Beginn mit den theoretischen Inhalten beschäftigen, die wir im Anschluss benötigen, um die Anwendungen verstehen zu können. Dazu wenden wir uns zunächst den Redoxreaktionen im Allgemeinen zu. Anschließend beschäftigen wir uns mit der Größe des Standardpotentials sowie einigen Grundgrößen der Elektrizitätslehre: Die Ladung $Q$, der elektrische Strom $I$ und die elektrische Spannung $U$, welche fßr die Elektrochemie von zentraler Bedeutung sind. Diese Grundlagen ermöglichen es uns, im nächsten Schritt das Galvanische Element und die Standardwasserstoffelektrode zu besprechen. Mit dem Konzept der Elektrolyse schließen wir diesen allgemein gehaltenen Inhalt ab und wenden uns anwendungsbezogenen Fragestellungen zu: Stromquellen in Form von Batterien und Akkumulatoren sowie dem Phänomen der Korrosion, welches wir ebenfalls mit unserem Wissen um die Elektrochemie erklären können. Damit haben wir das Themengebiet der Elektrochemie vor dem Hintergrund der Schulchemie vollständig behandelt.

Bildnachweise [nach oben]
[1]
Public Domain
[2]
https://goo.gl/mkQBz7 – Elektroauto 1, Michael Movchin CC-BY-SA 3.0
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