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Alt 21.11.2017, 20:38   #1   Druckbare Version zeigen
PetraJoerg  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 19
PEM-Elekrtolyseur

Kann mir jemand bei der Lösung dieser Aufgabe helfen?
Ich habe einen Ansatz, aber das Ergebnis ist leider total unrealistisch.
Kann vielleicht ein Lösungsweg angefügt werden, damit ich die Lösung nachvollziehen kann.

Wenn an einem 2-zelligen PEM-Elektrolyseur eine Spannung von 3,93 V anliegt und ein Strom von 720 mA fließt, wie lange dauert es dann 120 Kubikzentimeter Wasserstoff zu produzieren?

Der Wirkungsgrad des Elektrolyseurs ist 85%

Danke im Voraus
PetraJoerg ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.11.2017, 00:16   #2   Druckbare Version zeigen
Nobby Männlich
Mitglied
Beiträge: 15.311
AW: PEM-Elekrtolyseur

Faradayisches Gesetz.

https://de.wikipedia.org/wiki/Faradaysche_Gesetze
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Vena lausa moris pax drux bis totis
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Alt 22.11.2017, 17:38   #3   Druckbare Version zeigen
PetraJoerg  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 19
AW: PEM-Elekrtolyseur

Ich kann damit leider immer noch nichts anfangen. Kannst du mir bitte weiterhelfen? Ich weiß nicht, wie ich die Variablen ersetzen soll?
PetraJoerg ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.11.2017, 18:38   #4   Druckbare Version zeigen
Nobby Männlich
Mitglied
Beiträge: 15.311
AW: PEM-Elekrtolyseur

In dem gegeben Link findest Du das t = m*z*F/M*I

Die Masse m mußt Du mittels idealem Gasgesetz aus dem Volumen bestimmen.
z ist die Ladungszahl, die sich aus 2 H+ + 2 e- => H2 ergibt.
F = die Faradayische Konstante mit 96485 Coulomb/mol
M = molare Masse vom Wasserstoff
I der Strom der fließt.

Man kann auch umformen mit n =m/M

t =n*z*F/I

Die Stoffmenge n auch mit dem idealen Gasgesetz oder über das molare Volumen berechnen.
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Geändert von Nobby (22.11.2017 um 18:43 Uhr)
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Alt 22.11.2017, 18:54   #5   Druckbare Version zeigen
PetraJoerg  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 19
AW: PEM-Elekrtolyseur

Hi nochmal!!

Also ich habe jetzt ungeachtet der 2-zelligkeit und des Wirkungsgrades 51,76s raus.
Das hört sich ja schonmal besser an, als 1,34, was ich zuerst hatte

Trotzdem denke ich, dass das falsch sein muss, oder?

Braucht man U überhaupt?

Also ich habe gerechnet:

( 0,02g*2*96485c/mol )/ (2*0,72A*t) = t

Was ist falsche daran?
Ich verzweifle langsam.....
PetraJoerg ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.11.2017, 19:07   #6   Druckbare Version zeigen
PetraJoerg  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 19
AW: PEM-Elekrtolyseur

Ok mir ist gerade selber aufgefallen, dass das keinen Sinn macht!!
Ich habe neu gerechnet und bei

( 2*96485*(3/560) ) / 0,72 = t

ungefähr 1435,79s herausgekriegt.

Ist das richtig?
Könnte jemand bitte nachrechnen und gucken, was es mit U auf sich hat?

Danke vielmals
PetraJoerg ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.11.2017, 20:31   #7   Druckbare Version zeigen
Nobby Männlich
Mitglied
Beiträge: 15.311
AW: PEM-Elekrtolyseur

t = n*z*F/I

1 mol = 22,4 l 0,12 l sind dann 0,0054 mol

t = 0,0054 mol* 2* 96485 As/mol / 0,72 A

t = 1435 s

Wirkungsgrafd ist 85%

t = 1689 s = 28 min 9 sec.

Die Spannung ist unerheblich auch die Zellenmenge.
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Alt 23.11.2017, 17:33   #8   Druckbare Version zeigen
PetraJoerg  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 19
AW: PEM-Elekrtolyseur

Warum ist die Zellenmenge unerheblich?
Ist U nur in der Fragestellung, um die ganzen unschuldigen Köpfe zu verwirren?
Bei meinem Lehrer könnte ich mir das glatt vorstellen....
PetraJoerg ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 23.11.2017, 17:47   #9   Druckbare Version zeigen
Nobby Männlich
Mitglied
Beiträge: 15.311
AW: PEM-Elekrtolyseur

Zitat:
Zitat von PetraJoerg Beitrag anzeigen
Warum ist die Zellenmenge unerheblich?
Ist U nur in der Fragestellung, um die ganzen unschuldigen Köpfe zu verwirren?
Bei meinem Lehrer könnte ich mir das glatt vorstellen....
Die Zellenmenge ist unerheblich, da nur der geflossene Strom und die erhaltene Menge an Wasserstoff wichtig ist. Ob das nun in einer Zelle, 2 oder 145677 Zellen passierte ist egal.

Die Spannung ist über das Ohmsche Gesetz U = R*I verknüpft. Um die 0,72 A zu haben mußte halt eine Spannung von 3,93 V angelegt werden, da offentsichtlich der Widerstand der Apparatur 5,46 Ohm betrug.
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Alt 24.11.2017, 15:49   #10   Druckbare Version zeigen
PetraJoerg  
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Themenersteller
Beiträge: 19
AW: PEM-Elekrtolyseur

Verteilt sich das zu teilende Wasser nicht auf die Anzahl der Zellen?
PetraJoerg ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.11.2017, 19:19   #11   Druckbare Version zeigen
Nobby Männlich
Mitglied
Beiträge: 15.311
AW: PEM-Elekrtolyseur

Ja und, was ist der Unterschied.

Es wurden 0,12 l Wasserstoff erhalten, der aus zwei Zellen kam.

Oder wurden pro Zelle 0,12 l erhalten. Dann wäre es ein Unterschied.
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Vena lausa moris pax drux bis totis
Nobby ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.11.2017, 19:53   #12   Druckbare Version zeigen
PetraJoerg  
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Themenersteller
Beiträge: 19
AW: PEM-Elekrtolyseur

Danke für die Erklärung! Bei der Aufgabe stand ich echt aufm Schlauch
PetraJoerg ist offline   Mit Zitat antworten
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brennstoffzelle, elektrolyseur, wasserstoff, wasserstoff abspalten

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