Aufgabe Modul D - 3 - Redox und Korrosion · Abitur Hessen Chemietechnik LK 2022

In Form einer wässrigen Lösung findet Harnstoff als AdBlue ® Anwendung in der selektiven katalytischen Reduktion (SCR), bei der die Abgase von Stickoxiden befreit werden. Seit 2004 wird die SCR-Abgasreinigung serienmäßig in Fahrzeugmotoren verwendet. AdBlue ® wird vor dem SCR-Katalysator in den Abgasstrang eingesprüht. Aus der Lösung entstehen dann Ammoniak und Kohlendioxid. Das so erzeugte Ammoniak kann im nachgeschalteten SCR-Katalysator mit den Stickoxiden im Abgas reagieren. Es entstehen Stickstoff und Wasser (Material 2).

Material 2

SCR in der Abgasreinigung von Verbrennungsmotoren

Chemische Reaktion: $$8\,\mathrm{NH_3} + 6\,\mathrm{NO_2} \rightarrow 7\,\mathrm{N_2} + 12\,\mathrm{H_2O}$$

3.1

Prüfen Sie, ob es sich bei der Umsetzung im SCR-Katalysator um eine Redoxreaktion handelt (Material 2). (3 BE)

3.3

AdBlue ® wirkt korrodierend auf die Metalle Aluminium und Nickel, d. h. diese Metalle werden durch Oxidation zersetzt.

Diskutieren Sie die Eignung eines Eisenbehälters zur Lagerung mithilfe von Material 3. Erläutern Sie eine Korrosionsschutzmaßnahme. (5 BE)

Material 3: Standardelektrodenpotenziale

Redoxpaar · Standardelektrodenpotenzial $E^\circ$ in V

$\mathrm{Cu\,(s) \rightleftharpoons Cu^{2+}\,(aq) + 2\,e^-}$ · $+0{,}35$

$\mathrm{H_2\,(g) \rightleftharpoons 2\,H^+\,(aq) + 2\,e^-}$ · $0{,}00$

$\mathrm{Ni\,(s) \rightleftharpoons Ni^{2+}\,(aq) + 2\,e^-}$ · $-0{,}23$

$\mathrm{Fe\,(s) \rightleftharpoons Fe^{2+}\,(aq) + 2\,e^-}$ · $-0{,}41$

$\mathrm{Al\,(s) \rightleftharpoons Al^{3+}\,(aq) + 3\,e^-}$ · $-1{,}66$