Hallo! Kann mir jemand helfen, kann mit Elektrolyse überhaupt nix anfangen.
Aufgabe: Es werden die folgenden Elektrolysen jeweils bei einer Spannung von 6 V durchgeführt.
a) Die Elektrolyse einer wässrigen Kochsalzlösung unter Verwendung von Nickelelektroden.
b) Die Elektrolyse einer Schmelze von Bleichlorid unter Verwendung von Eisenelektroden.
c) Die Elektrolyse einer Lösung von Natriumchlorid unter Verwendung einer Quecksilberkathode und einer Kohlenstoffanode.
Schildern Sie in Worten und chemischen Gleichungen die Vorgänge, die sich an den einzelnen Elektroden abspielen. Skizzen sind keine erforderlich.
Also, falls hier irgendjemand was damit anfangen kann, wäre mir sehr geholfen!
Danke -BYE!
nobody
03.05.2001, 14:52
Ähm ohne echte Garantie, aber ich denk mal dass bei ersten Chlorgas entstehen wird,
und entwede NaOH oder metallisches Natrium.
ciao Moritz
Tobili
03.05.2001, 16:01
Elektrolyse:
a) zu erst einmal sollte man rausfinden was alles in der Lösung drin ist:
Cl- OH- Na+ H+ (H+ und OH- aufgrund der Autoprotolyse des Wassers)
am neativen Pol kommt es zur Reduktion (Kathode) dafür gibt es zwei Möglichkeiten:
2H+ + 2e- -> H2 Eo= 0 V bei pH 7 E = -0,413 V
Na+ + e- -> Na Eo= -2,71 V
am positiven Pol kommt es zur Oxidation (Anode) dafür gibt es zwei Möglichkeiten:
4 OH- -> 4e- + 2H2O + O2 Eo= 0,4 V bei pH 7 E = 0,816 V
2 Cl- -> 2e- + Cl2 Eo= 1,36 V
Da die Reaktionen ablaufen, die die kleinste Differnez (zwischen Anode und Kathode) haben würde sich eigentlich 02 und H2 abspalten. Die Zersetzungssannung hierfür beträgt E = E(Cl2)-E(H2)= 1,229 V
Es kommt aber nun zu einer Überspannung die von der Elektrode abhängt im Bsp. wird eine Nickelelektrode verwendet.
Zur Vereinfachung liegt die Konzentration der NaCl Lösung bei einem mol pro Liter, hierfür existieren Tabellenwerte. Die Temperatur beträgt 25°C.
Die Überspannung tritt an einer Nickelelktrode nur bei Wasserstoff und Sauerstoff auf: Dabei wird etwas zu E dazu addiert. E(H2) wird damit leicht positiver und ist damit unwichtig.
Interessant ist somit nur die Überspannung von O2 , wenn E(02) oberhalb von 1,36 V liegt scheidet sich nicht mehr 02 ab sonder Cl2.
Tabellenwerte:
Sind zudem Abhängig von dem Wert A/cm2: (der Wert steht in der Tabelle - was es soll weiß ich auch nicht genau)
1. für die Größenordnung von 0,01 A/cm2 Überspnnung = 0,5
2. für die Größenordnung von 0,1 A/cm2 Überspannung = 0,73
Für den ersten Fall entsteht 02
Für den zweiten Fall entsteht Cl2
b) Bleichlorid
Pb2+ 2 e- -> Pb Eo = -0,13V
Anode:
2Cl- -> Cl2 + 2 e- Eo = 1,36 V
E = E(Cl)-E(Cl2) = 1,49V
Es entsteht gasförmiges Chlor (welches entweicht) und flüssiges Blei.
c) wie a) nur werden nun andere Elektroden verwendet.
nobody
03.05.2001, 16:16
A/cm^2 ist die Stromdichte A für Ampere
ciao moritz
Tobili
03.05.2001, 16:27
Ja soviel stand da: was nehme ich als cm^2 den Querschnitt der Elektrode - was macht das für einen Sinn?
nobody
03.05.2001, 17:11
die Oberfläche der Elektroden wird hier eingesetzt
hat den Sinn dass man eine gewisse sterische Berücksichtigung reinbringt, was ich so weißt zumindest,
ciao moritz
JFK
03.05.2001, 21:31
Salve!
Also, wenn ich an eine Lösung von NaCl eine Spannung anlege, dann entsteht sicher kein metallisches Natrium. Na ist so reaktionsfreudig, das es sofort mit Wasser zu NaOH reagiert:
2Na + 2H2O => 2NaOH + H2
Daraus folgt: Wasserstoffgas entweicht.
Vollständige Gleichung:
2NaCl + 2H2O => H2 + Cl2 + 2NaOH
Wenn aber in einer Lösung Cl2 -gas und NaOH ist, dann reagiert das Cl2 mit dem NaOH zu ClO-:
Cl2 + 2NaOH => NaOCl + NaCl + H2O
das NaOCl Disproportioniert dann weiter zu NaClO3:
3NaOCl => NaClO3 + 2NaCl
Zu c:
das kurzzeitig entstandene metallische Na löst sich zum Teil im Quecksilber.
Ciao, JFK.
Tobili
04.05.2001, 02:45
@ dannn entsteht sicher kein metallisches Natrium
Um die Zersetzungsspannung zu berchnen, wird aber angenommen, dass Na entsteht, egal ob es weiter reagiert.