Studium, Ausbildung und Beruf

web uni-protokolle.de
 powered by
NachrichtenLexikonProtokolleBücherForenDienstag, 22. Oktober 2019 

Elektrolyse


Dieser Artikel von Wikipedia ist u.U. veraltet. Die neue Version gibt es hier.
Unter Elektrolyse (griech. "mittels Elektrizität befreien" ) versteht man die Aufspaltung einer chemischen unter der Einwirkung des elektrischen Stroms (Umwandlung in chemische Energie ). Michael Faraday gilt als der Namensgeber der Elektrolyse.

Inhaltsverzeichnis

Prinzipien

Der Stromfluss im Elektrolyten wird durch zu den Elektroden wandernden Ionen verursacht (Ionenwanderung). Den "Elektronensog" (Elektronenmangel) in Anode und den "Elektronendruck" (Elektronenüberschuss) in der bewirkt die Spannungsquelle. Sie "pumpt" Elektronen von Anode zur Kathode.

Einfluss des pH-Wertes

Bei der Elektrolyse werden zunächst die abgeschieden die an einer höheren Stelle in elektrochemischen Spannungsreihe stehen. Eine besondere Art der ist die Bildung von Wasserstoff an einer Durch die Reduktion von H + welches in Säuren immer vorhanden ist mit Hilfe des pH-Wertes angegeben wird kommt es zur Bildung elementaren Wasserstoff.
 <math> 2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2  
Wird in einer sauren Lösung gearbeitet theoretisch keine Metalle die unedler sind als abgeschieden. Praktisch müssen aber zum einen Überspannungsbeträge und zum anderen die Größe des pH Wertes beachtet werde. Durch Einsetzen in die Nernst-Gleichung kommt man zu der Forderung dass Metall (X) nur abgeschieden werden kann wenn

<math> E^0_{{X^{n+}} \over X} + {0 \over n} * lg\;c_{X^{n+}} \ge -0 059 + ue_{H_2} </math>

  
Möchte man Metalle abscheiden die diese nicht erfüllen muss im alkalischen Bereich gearbeitet

Versuchsaufbau


Beschreibung

Anwendungen

Elektrolyse von Wasser

Die Elektrolyse von Wasser besteht aus Teilreaktionen die an den 2 Elektroden ablaufen. Die Elektroden tauchen in Wasser welches durch die Zugabe von etwas Schwefelsäure besser leitend gemacht wird.

Positiv geladene Hydronium-Ionen wandern im elektrischen zu der negativ geladenen Elektrode (Kathode) wo jeweils ein Elektron aufnehmen. Dabei entstehen Wasserstoff-Atome die sich einem weiteren durch Reduktion entstandenen H-Atom zu Wasserstoff-Molekül vereinigen. Übrig bleiben Wasser-Moleküle.

2 H 3 O + + 2 e - → H 2 + 2 H 2 O

Der abgeschiedene gasförmige Wasserstoff steigt an der Kathode auf.

Zur positiv geladenen Elektrode (Anode) wandern negativ geladenen Hydroxid-Ionen. Jedes Hydroxid-Ion gibt zwei an den Plus-Pol ab so dass Sauerstoff-Atome die sich zu Sauerstoff-Molekülen vereinigen. Die übrig H + -Ionen werden umgehend von Hydroxid-Ionen zu Wasser-Molekülen

2 OH - → 1/2 O 2 + H 2 O

Auch hier steigt der abgeschiedene Sauerstoff farbloses Gas an der Anode auf.

Die Gesamtreaktionsgleichung der Elektrolyse von Wasser

4 H 3 O + + 4 OH - → 2 H 2 + O 2 + 6 H 2 O

Der Wirkungsgrad der Elektrolyse von Wasser liegt bei 70 %. Bei der alkalischen Elektrolyse bei 90 %. Die energetische Betrachtung ist beispielsweise der Nutzung von Wasserstoff als Energieträger vonnöten.

Wenig dokumentiert ist die elektrodynamische Elektrolyse der die Ionen in einem pulsierendem elektrischen magnetischen Feld beschleunigt werden. Zur Optimierung des können auch Temperaturerhöhung und Photonenbestrahlung (Solarhydrolyse) Einsatz Auch Vakuum kann in der Extraktion von gasartigen wirkungsgraderhöhend angewandt werden.

Spezialfälle der Elektrolyse sind die Voltammetrie die Polarographie . Hier verwendet man die Messung des in Abhängikeit von der Spannung um Aufschluss die chemische Zusammensetzung des Elektrolyten zu erhalten.

Schmelzflusselektrolyse

Neben Salzlösungen sauren Lösungen und alkalischen (Laugen) können auch geschmolzene Salze elektrolysiert werden. Schmelzflusselektrolyse ist ein wichtiges Verfahren zur Darstellung Aluminium aller Alkalimetalle und den meisten Erdalkalimetallen .

quantitative Analyse

Die Zersetzung von Elektrolyten durch elektrischen wird in der Elektrogravimetrie und in der Coulometrie angewendet um über den Metallgehalt einer Probe zu erlangen.

Hersteller von Elektrolyseanlagen

  • The Electrolyser Corporation Ltd. (Kanada)
  • Norsk Hydro Electrolysers AS (Norwegen)
  • Hydrogen Systems (Belgien)
  • Ammonia Casale
  • ELWATEC
  • Hidroenergia VCST
  • vHS

siehe auch: Elektrolyseur

  

Weblinks



Bücher zum Thema Elektrolyse

Dieser Artikel von Wikipedia unterliegt der GNU FDL.

ImpressumLesezeichen setzenSeite versendenSeite drucken

HTML-Code zum Verweis auf diese Seite:
<a href="http://www.uni-protokolle.de/Lexikon/Elektrolyse.html">Elektrolyse </a>