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Alt 28.06.2010, 17:08   #1   Druckbare Version zeigen
anna-han weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 5
Zersetzungsspannung bei Chlor-Alkali Elektrolyse

Hallo,

ich habe morgen früh ein Kolloquium und wollte nur mal fragen, ob ich das richtig verstanden habe:

Chlor Alkali Elektrolyse mögliche (theoretisch) ablaufende Reaktionen:

Oxidation
2Cl- --> Cl2 + 2e- E= 1,36 V
4 OH- --> 2H2O + O2 + 4e- E=0,8 V

---> aufgrund der hohen Überspannung des Sauerstoffs an der Titan Elektrode wird jedoch nur Chlor gebildet (obwohl das Potential von sauerstoff negativer ist und deshalb theoretisch zunächst Sauerstoff gebildet würde)

Reduktion
Na+ + e- --> Na E= -2,7 V
2H2O + 2e- --> OH - + H2 E=-0,4V

---> aufgrund des positiveren Standardpotentials bildet sich Wasserstoff und KEIN Natrium (Natrium ist ein stärkeres Reduktionsmittel und nimmt nicht so leicht elektronen auf, wie wasserstoff)

Nun meine Frage:

Wenn die Elektrolyse bei einer Spannung zwischen 1,36 und 2,7 V gefahren würde dann erhält man Wasserstoff und Chlor nach dem oben beschriebenen Gleichungen?

was würde passieren wenn man die Spannung auf über 2,7 V erhöht? Würde sich dann nicht auch elementares Natrium abscheiden (bzw. Sauerstoff wenn der Spannungswert über dem der Zersetzungsspannung+Überspannung liegt)

Wie gesagt: ich habe morgen früh um 9.00 Kolloq...ich hoffe, dass das bis heute abend jemand liest, der mir helefen kann. im Idealfall wäre ja nur ein kurzes "Ja du hast es verstanden" nötig

Danke schonmal



anna-han ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 28.06.2010, 18:46   #2   Druckbare Version zeigen
DrGeorg Männlich
Mitglied
Beiträge: 848
AW: Zersetzungsspannung bei Chlor-Alkali Elektrolyse

Zitat:
Zitat von anna-han Beitrag anzeigen
was würde passieren wenn man die Spannung auf über 2,7 V erhöht? Würde sich dann nicht auch elementares Natrium abscheiden (bzw. Sauerstoff wenn der Spannungswert über dem der Zersetzungsspannung+Überspannung liegt)
Nein!
Zunächst würde ein srärkerer Strom fließen, anscheinend hast
du nicht den Bahnwiderstand im Elektrolyten berücksichtigt.
Im Übrigen: selbst wenn ganz kurzzeitig Na abgeschieden würde,
umgehend würde dieses mit dem Wasser reagieren.
Zitat:
aufgrund der hohen Überspannung des Sauerstoffs an der Titan Elektrode wird jedoch nur Chlor gebildet
Für diese Elektrolyse kann man durchaus Graphitelektroden verwenden.
gibt es da auch diese "Überspannung"?
Hat man das euch definitiv als Überspannung vermittelt?
Georg
DrGeorg ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 28.06.2010, 19:06   #3   Druckbare Version zeigen
anna-han weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 5
AW: Zersetzungsspannung bei Chlor-Alkali Elektrolyse

also ich hätte gedacht, dass die Überspannung auch vom Elektrodenmaterial abhängt !

sehe ich das richtig, dass man diese Elektroloyse auch mit 1000 V (übertrieben) betreiben könnte ohne dass sich Na und Sauerstoff bildet?

dann finde ich das Prinzip der Überspannung irgendwie unlogisch, denn es bildet sich doch KEIN sauerstoff weil die spannung an der Anode bei den gewählten Spannungen (s.o) nicht ausreicht, oder? (oder ist das nur ein Verhältnis-prinzip...bei JEDER angelegten Spannung wird IMMER zuerst Chlor gebildet, bevor sich Sauerstoff bildet?)
anna-han ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 28.06.2010, 20:49   #4   Druckbare Version zeigen
DrGeorg Männlich
Mitglied
Beiträge: 848
AW: Zersetzungsspannung bei Chlor-Alkali Elektrolyse

Zitat:
Zitat von anna-han Beitrag anzeigen
also ich hätte gedacht, dass die Überspannung auch vom Elektrodenmaterial abhängt ! sehe ich das richtig, dass man diese Elektroloyse auch mit 1000 V (übertrieben) betreiben könnte ohne dass sich Na und Sauerstoff bildet?
Gewiss hängt die Überspannung vom Elektrodenmaterial ab.
Und eine Überspannung kann "einige Volt" weit reichen, 1000 Volt
aber niemals!
Etwas Grundsätzliches, was aber oft auch von Fachleuten falsch
gemacht bzw verstanden wird:.
Bei Elektrolyseprozessen hat man es mit nichtlinearen Verhältnissen
an den Elektroden zu tun umd mit fallender Strom/Spannungs-Charakteristik
im Elektrolyten.
Deswegen kann man gar keine "Spannung anlegen"! Man stellt einen Strom
ein (Stromquellenschaltung od. Vorwiderstand) und die Spannung stellt sich ein.
(In vernünftigen Grenzen)

Die Vorgabe für eine Elektrolyse lautet typisch:
Es wird bei xy °C 5 Stunden mit 10 Ampere/dm²unter Rühren elektrolysiert.
Die Spannung wird dabei nicht einmal erwähnt.
Bei stark überhöhten Stromstärken (und dann auch Spannungen) geschieht anderes:
Die Lösung kommt ins Kochen, die Dampf/Gasentwicklung an den Elektroden
verhindert intermittierend den Stromübergang, wodurch dann Bogenentladungen
unter Wasser brennen. Derlei hat man beim Wehneltunterbrecher und
zum Stumpfschweißen benutzt, aber Elektrolyse ist das nicht mehr.
Georg
Georg

Geändert von DrGeorg (28.06.2010 um 21:08 Uhr)
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