Aufgabe Punkte 1 2 3 4 5 6 7 20 5 5 14 16 20 20 1. Skizzieren Sie den Aufbau einer Elektrolysehalbzelle (Schichtenmodell) und beschreiben Sie die einzelnen Bereiche ausführlich im Hinblick auf die jeweils charakteristischen Vorgänge & Einflüße. 2. Erklären Sie die Funktionsweise eines Mediators. Nennen Sie ein Beispiel. 3. Beschreiben Sie den Elektronenübertragungsschritt für die Reduktion mit Hilfe des Grenzorbital-Modells. 4. Skizzieren Sie den Aufbau einer monopolaren und geteilten Elektrolysezelle. Beschreiben Sie die einzelnen Bausteine und deren Funktion unter Angabe der Vor- und Nachteile einer solchen Anordnung. 5. An Graphitelektroden lassen sich elektronenreiche Methylaromaten in guten Ausbeuten und selektiv methoxylieren. Geben Sie den Mechanismus der Reaktion an einem Beispiel wieder und kommentieren sie die einzelnen Schritte mit Hilfe der Konvention für elektrochemische Reaktionssequenzen. Welche Haupt- und Nebenprodukte erwarten Sie? 6. Die folgende Carbonsäure wird in Methanol als Lösungsmittel elektrochemisch umgesetzt. Auf den Weg a) und b) entstehen unterschiedliche Hauptprodukte. O O NH O HN a) NH O COOH b) NH OMe Um welchen Reaktionstyp handelt es sich? Geben sie möglichst umfassend die Reaktionsbedingungen für a) und b) an. Zeigen Sie an hand der Reaktionsmechanismen welche weiteren Nebenprodukte Sie für a) bzw. b) erwarten. 7. Zur Herstellung von Benzonitril aus Benzylamin wird eine Anlage geplant. Die Kapazität soll 715 t jato erreichen. Der Prozess soll mit folgenden Parametern geplant werden: Substrat: 107 g/mol Produkt: 103 g/mol Ausbeute: 92 % Stromausbeute: 63,9 % Tonnage: Stromdichte: Laufzeit: 715 t jato 16 mA/cm² 30 Tage / Monat 11 Monate / Jahr Faradaykonstante: 96485 As Geben Sie den Reaktionsmechanismus der Reaktion an. Geben Sie mögliche Nebenprodukte an. Berechnen Sie die benötigte Elektrodenfläche in [m²]. Hinweis berechnen Sie zunächst die benötigte theoretische und reale Strommenge in [Ah].