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Referate und Hausarbeiten : Chemie

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Elektrolyse am Beispiel von Wasserstoff und Sauerstoff

Elektrolyse

- „Gesamtheit der in einem elektrochemischen Zwei- oder Mehrphasensystem bei hindurchfließen eines elektrischen Gleichstroms sich abspielenden physikalisch-chemischen Vorgänge und dabei auftretenden stofflichen Umsetzungen.“ Brockhaus
- Die Elektrolyse ist eine durch eine elektrische Spannung erzwungene Redoxreaktion.

- Ein Elektrolysesystem besteht aus einem Gefäß mit Elektrolytlösung oder Salzschmelzen, in dem sich gegensätzlich gepolte Elektroden befinden.
- In dieser Flüssigkeit bilden sich Ionen, die sich aufgrund der elektrolytische Dissoziation zur gegensätzlich geladenen Elektrode bewegen.
- An den Grenzflächen der Elektroden werden die Ionen mit Elektronen gesättigt, bzw. ihnen werden überschüssige Elektronen genommen. Bei Gasen vereinigen sich jeweils noch 2 elementare Teilchen zu einem Molekül.
- Problem bei der Elektrolyse: An den Grenzflächen kommt es aufgrund der ablaufenden Reaktion zu einer Grenzflächenspannung, die überwunden werden muss. Diese Spannung ist bei Ionen die Zersetzungsspannung, bei Polarisierten Elektronenbindungen die Überspannung.

Elektrolytlösung: Flüssige Lösung, in der Ionen den Ladungstransport übernehmen.


Elektrolyse von Wasser zu Wasserstoff und
Sauerstoff:

Versuchsaufbau: In einem mit Wasser gefülltem Glasbecken befinden sich 2 Elektroden. Über den Elektroden ist jeweils ein Absaugtrichter angebracht, der die Aufgabe hat, Sauerstoff und Wasserstoff räumlich zu trennen.

Beobachtung: Legt man eine Spannung an, passiert erst mal nichts. Gibt man jedoch eine Säure hinzu, perlt an der Kathode Wasserstoff aus. An der Annode perlt Sauerstoff aus.

Ergebnis:
Chemische Formel der Elektrolysereaktion:
Kathode: 4 H3O++4e-->2H2+4H2O
Anode: 6 H20 ->4H3O++O2+4e-


Reines Wasser kann nicht in Sauerstoff und Wasserstoff umgewandelt werden, da dort Ionen zum Ladungstransport fehlen. Gibt man etwas Säure hinzu, so erhält man eine Strom leitende Elektrolytlösung,...

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