Aufgabe 1 - Schritt 1: Redoxreaktion · Abitur NRW Chemie LK · Zink-Luft-Zellen – ein Oldtimer neu 2026

Zink-Luft-Zellen – ein Oldtimer neu aufpoliert

Die Zink-Luft-Batterie, eine galvanische Zelle, die ursprünglich 1841 von Robert Bunsen skizziert und 1932 erstmals kommerziell eingeführt wurde, diente jahrzehntelang in Form von Knopfzellen als Einweglösung in Hörgeräten. In den letzten Jahren werden zunehmend weitere Anwendungen interessant. Sie könnte sogar die Welt der Energiespeicherung revolutionieren.

Material 1: Gewinnung von Zink [1]

In der Natur kommt Zink ($M = 65{,}4\text{ g}\text{/}\text{mol}$) nicht gediegen, sondern nur in Form von Erzen – sehr häufig Sulfiden – vor. Die Gewinnung von Zink aus Zink(II)-sulfid erfolgt heute hauptsächlich durch das sogenannte Nassverfahren, in dem eine Zink(II)-sulfat-Lösung elektrolysiert wird. So erhält man metallisches Zink mit einer Reinheit von 99,99 %.

Die zu elektrolysierende Lösung wird in zwei Schritten hergestellt:

Gewinnung von Zink(II)-oxid aus Zink(II)-sulfid, indem man es bei ca. 480 °C mit Sauerstoff zur Reaktion bringt. Dabei bildet sich neben Zink(II)-oxid noch Schwefeldioxid.

Reaktion von Zink(II)-oxid mit verdünnter Schwefelsäure.

1 Erläutern Sie unter Angabe von Reaktionsgleichungen die Reaktionstypen der Schritte 1 und 2 bei der Gewinnung von Zink(II)-sulfat-Lösung für das Nassverfahren (M 1).

Schritt 1: Gewinnung von Zink(II)-oxid aus Zink(II)-sulfid