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Alt 11.01.2018, 17:45   #1   Druckbare Version zeigen
wildstylez Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 1
Elektrolyse

Hi,

ich stelle mir seit geraumer Zeit die Frage, warum Stoffe (insbesondere komplexere Moleküle) ein solch "unvorhersagbares" Reaktionsverhalten aufweisen.

Beispiel (Chlor-Alkali-Elektrolyse):

{Oxidation:\;\;2Cl^-\rightarrow Cl_2+2e^-\\Reduktion:\;\;2H_2O+2e^-\rightarrow H_2+2OH^-}

Die Reaktion an der Anode ist mir klar, an der Kathode jedoch, wieso entsteht genau elementarer Wasserstoff und 2 Hydroxidionen?
Einen Ansatz, den ich hatte, baute darauf, dass Wasser geringfügig auch als Säure/Base agieren kann und somit ja das {H^+} positiv und das {OH^-} negativ geladen sein würde.

Wie sieht es nun aber mit bspw. einer Alkali-Mangan-Batterie aus?

{Reduktion:\;\;2MnO_2+H_2O+2e^-\rightarrow Mn_2O_3+2OH^-}

Warum spalten sich die Moleküle gerade so auf bzw. warum wird so ein geringerer Energie- bzw. höherer Entropiezustand erreicht.
Am besten nicht nur anhand des Beispiels erklären, sondern generische Ansätze liefern.

Liebe Grüße.

Geändert von wildstylez (11.01.2018 um 18:00 Uhr)
wildstylez ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 11.01.2018, 18:11   #2   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 6.996
AW: Elektrolyse

die tatsache, dass wasser elektrolytisch in seine komponenten zerlegt werden kann (und bei welcher spannung usw.) ist eine stoffeigenschaft, die man lernend zur kenntnis nehmen muss *)

grundsaetzlich gilt selbiges auch fuer deine alkali/mangan-batterie und was da so abgeht

btw.: viel interessanter faende ich die frage warum an der anderen elektrode nun grad die chlorid/chlor entladung ( statt der OH-/ 1/2 O2 + H+) bei der chloralkali-elektrolyse stattfindet, entgegen dem, was die elektrochemische spannungsreihe nahelegen wuerde **)

gruss

Ingo


*)
sicherlich unterliegt dem eine quantenmechanische erklaerung, keine frage
aber ob die um so vieles erhellender / verstaendlicher waere lasse ich mal dahingestellt sein

**)
... und schwupps ist man bei solchen interessantensachen wie "ueberspannung / elektrodenmaterial-wahl" und was man damit alles so anstellen kann
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.01.2018, 10:37   #3   Druckbare Version zeigen
HansC Männlich
Mitglied
Beiträge: 308
AW: Elektrolyse

1. Die Frage zur Manganverbindung kann man auf verschiedenen Ebenen beantworten, auch gerade Thermodynamisch.

2. Einfacher das Folgende, es könnte zum Verständnis helfen:

Mangan in Verbindungen hat die auffallende Charakteristik, leicht die Oxidationsstufe zu wechseln, auch beim Redox-Verhalten einer galvanischen Zelle.

Das macht den natürlich vorkommenden Braunstein mit Mn(+IV) neben dem günstigen Preis (muss nur gering aufbereitet werden) zu einem sehr geeigneten Stoff.

Als "reduzierte Form" des galv. Elementes kommen theoretisch
Mn^2+ oder
Mn2O3 (+III)
in Frage.

Das Mn2O3 (+III) ist (neben dem Mischoxid Mn3O4 (II, III)) besonders beständig. Wahrscheinlich muss man so etwas "einfach lernen", die Theorie dazu finde ich recht komplex.
HansC ist offline   Mit Zitat antworten
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