Gib die Elektronenkonfiguration und drei Aussagen zum Bau eines Chlor-Atoms an, die sich aus der Stellung des Elements im Periodensystem ableiten lassen.

Gib eine Valenzstrichformel (Lewis-Formel) eines Moleküls der hypochlorigen Säure an (M 1).

Formuliere die Reaktionsgleichung in Ionenschreibweise der Chlorung von Wasser (M 1, M 2).

Nenne den Reaktionstyp und erläutere an diesem Beispiel das Donator-Akzeptor-Prinzip (M 2).

Begründe die Freiwilligkeit der Reaktion von Chlor mit Wasser mithilfe von Potenzialen (M 1, M 2, M 3).

Erkläre die Abhängigkeit der Chlorung von Wasser vom pH-Wert (M 2).

Nenne das Prinzip einer Elektrolyse und gib den allgemeinen Aufbau einer Elektrolysezelle an.

Ergänze die jeweiligen Teilchen in die Kästchen der Abbildung 1 in M 3.

Beurteile die Aussage mithilfe der Abbildung 2 in M 3:

Die angelegte Spannung bei der Chlor-Alkali-Elektrolyse muss größer als 1,8 V, aber kleiner als 2,1 V sein.

Angeben der Elektronenkonfiguration

₁₇Cl: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵

Angeben der drei Aussagen

• 17 Protonen im Atomkern und 17 Elektronen in der Atomhülle

• 3 besetzte Energieniveaus

• 7 Valenzelektronen (3s² 3p⁵)

Angeben einer Valenzstrichformel

Formulieren der Reaktionsgleichung

Nennen des Reaktionstyps

• Redoxreaktion

Erläutern des Donator-Akzeptor-Prinzips

• Ein Chlor-Atom des Chlor-Moleküls, der Elektronendonator, gibt ein Elektron ab.

• Ein Chlor-Atom des Chlor-Moleküls, der Elektronenakzeptor, nimmt ein Elektron auf.

• Elektronenübergang vom Chlor-Atom auf das andere Chlor-Atom im Chlor-Molekül.

Begründen der Freiwilligkeit

• 

• Redoxpaar mit kleinerem Potenzial: Oxidation läuft ab.

  Redoxpaar mit größerem Potenzial: Reduktion läuft ab.

• Chlor-Atome im Chlor-Molekül werden jeweils reduziert bzw. oxidiert.

Erklären der Abhängigkeit vom pH-Wert

• aufgrund des hohen pH-Werts ist die Hydroxid-Ionen-Stoffmengenkonzentration hoch

• Hydroxid-Ionen reagieren mit den Wasserstoff-Ionen, Stoffmengenkonzentration an Wasserstoff-Ionen sinkt

• Störung des Gleichgewichtszustands, Wiedereinstellung des Gleichgewichtszustands durch Reaktion von Chlor mit Wasser

Nennen des allgemeinen Prinzips einer Elektrolyse

• erzwungene Redoxreaktion mithilfe von elektrischem Strom

Angeben des allgemeinen Aufbaus

• zwei mit einer Gleichspannungsquelle verbundene Elektroden, die in einen Elektrolyten eintauchen

Ergänzen der Abbildung

Beurteilen der Aussage

• Bildung von Wasserstoff und Chlor:

  

  

• Elektrolyse läuft erst nach Überschreiten der Potenzialdifferenz (Zersetzungsspannung) ab, somit muss sie größer als sein.

• Bildung von Wasserstoff und Sauerstoff:

  

  

• Ist die angelegte Spannung größer , würde Sauerstoff entstehen.

• Sachurteil:

  Die Aussage stimmt.