Elektrolyse

Vorgang der Elektrolyse

Die Elektrolyse ist eine unter Ionenentladung ablaufende Zerlegung einer chemischen Verbindung in seine Ausgangsstoffe durch den elektrischen Strom. Bei der Elektrolyse von Salzen zerlegt man das Salz in einer Salzlösung in seine zwei Ausgangsstoffe. Der Vorgang lässt sich auf die Ladungen der Ionen zurück führen. In einer Salzlösung müssen sich geladene Ionen befinden, da sie Strom leitet, was ein reiner Salzblock nicht tut.

Bei der Elektrolyse gibt man eine Salzlösung in ein U-Rohr an dessen Ende sich eine Kathode, der Minuspol und eine Anode, der Pluspol befinden. Wenn jetzt also elektrischer Strom durch die Salzlösung geleitet wird, beginnt die Ionenwanderung.

Elektrolyse am Beispiel einer Kupferchloridlösung:

Hier findet man ein passendes Bild zur Erklärung http://www2.chemie.uni-erlangen.de/projects/vsc/chemie-mediziner-neu/redox/bilder/elektrolyse.gif

Die positiv geladenen Kupferionen wandern zur Kathode, da dort Elektronenüberschuss besteht. Die negativ geladenen

Chloridionen wandern zur Anode, da dort Elektronenmangel entsteht.

An der Kathode enthalten die Kupferionen jeweils zwei Elektronen und werden so zum Kupferatom.

• Cu₂+ + 2^e- ->Cu

An der Anode geben die ankommenden Cloridionen jeweils ein Elektron an die Anode ab, die entstehenden Cloratome vereinigen sich zu Chlormolekülen.

• 2Cl^- -> 2Cl + 2^e-
• 2CL -> CL₂

An der Kathode werden so viele Elektronen abgegeben, wie an der Anode aufgenommen werden. Demnach muss die Gleichspannungsquelle der Kathode so viele Elektronen nachliefern, wie sie der Anode entzieht. Sie hat also die Aufgabe einer Elektronenpumpe.

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• Beispiele für Elektrolyse von Salzlösungen

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• Der Entdecker Michael Faraday

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• Praktisches Beispiel einer Kaliumiodid-Elektrolyse
  • Versuchsprotokoll

Aufbau Material: Chemikalien: Kaliumiodid-Lsg U-Rohr mit Glasfritte; 2 Graphitelektroden, Stromquelle, Verbindungsschnüre mit Krokodielklemmme, Stativmaterial, Unterlage (unter einem Abzug durchzuführen)

Durchführung Man befüllt beide Schenkel des U-Rohres mit der Kaliumiodid-Lösung und einem Indikator. Dabei erfolgt die Anordnung der Elektroden und der Meßinstrumente, wie auf der Schaltskizze dargestellt. Nun wir der Gleichstrom angestellt, wobei etwa eine Spannung von 4V angelegt sein sollte. Dann wartet man einige Minuten.

Beobachtung Nach einiger Zeit des wartens, wo der Strom angestellt ist und die Elektrolyse im vollen Gange ist kann man dank des Indikators eine deutlich farbliche Veränderung sehen. An der Anode wird es Rot und an der Katode blau.

Auswertung

Anode: 2I^- -> I^- + 2e^- (Oxidation) I^- + H⁺ -> HI

Katode: 2K⁺ + 2e -> 2K 2K⁺ + 2OH^- -> 2KOH

Die An der Anode versammelte Iodidsäure (HI) zeigt sich rot und die um die Katode versammelte Kalilauge (KOH) zeigt sich blau.

• • Filmmaterial zum Kaliumiodid-Elektrolysen Versuch

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• Quellenangaben
  • http://www.wikipedia.org/
  • Elemente Chemie NRW 09/10, Klett Verlag