Allgemeine Chemie
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Grundlagen der allgemeinen und anorganischen Chemie
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Alt 18.08.2010, 20:46   #1   Druckbare Version zeigen
Chemikerle  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 234
Aufgaben zu Überspannung

4)Prüfen Sie folgende Aussagen:
a)Verdoppelt man die Elektrolysespannung, so erhält man die doppelte Menge Elektrolyseprodukte.
b)Verdoppelt man die Elektrolysestromstärke, so erhält man die doppelte Menge Elektrolyseprodukte.

Verstehe ich nciht.

a) Ist glaube ich falsch, oder? Spielt da die Überspannung nicht auch eien Rolle?
b) richtig, oder?
Chemikerle ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 18.08.2010, 21:20   #2   Druckbare Version zeigen
lappe  
Mitglied
Beiträge: 7
AW: Aufgaben zu Überspannung

also aus der sicht eines physikers(dh so wie ich das schnell beantworten würde ohne mich damit auszukennen):

punkt 1.: die fragen sind nicht eindeutig den die kann man nur beantworten wenn immer die gleiche zeitspanne gemeint ist genübend von dem zeug vorhanden ist und keine sättigung auftrit.

grundsätzlich: strom = ladung/zeit und nachdem das ein ionentransport ist ist das also ein ladungstransprot.

A) wenn ich die spannung verdopple u den strom konstant halte passiert nichts weil ich immernoch in der gleichen zeit die gleiche ladung transprotiere, halte ich allerdings den strom nicht konstant würde sich auch der stromfluss änder u damit die ladungsmenge u damit die stoffmenge u da ich jetzt grundsätzlich nicth davon ausgehe das in allen elektrolyten das omsche gesetzt gilt dh ein linearer zusammenhang zw. strom u spannung besteht kann man diese frage in dem fall nicht beantworten( besteht ein linearer zusammenhang wäre natürlich bei einer spannungsverdoppelung auch eine stromverdoppelung u damit eine produktverdoppelung die folge)

B) wenn man den strom verdoppelt verdoppelt man auch die in der gleichen zeit transportierte ladung und somit auch die stoffmenge...solte also stimmen

vl hilfts ja...
lappe ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 23.08.2010, 23:13   #3   Druckbare Version zeigen
Analytikus Männlich
Mitglied
Beiträge: 170
AW: Aufgaben zu Überspannung

Antwort b) ist richtig. Aus der Physik ist ja bekannt, dass I = d/dt(Q) (ich bevorzuge diese Schreibweise...) Da die Ladungsmenge Q proportional zu den Elektrolyseprodukten ist (zumindest sein sollte): q.e.d.
Zu a) Dies ist nur richtig, wenn man einen reinen ohmschen Widerstand hätte. Lösungen bzw. Elektrolyte machen einen aber nicht diesen Gefallen. Zudem sorgen die Übergänge für die Überspannungen. Deswegen bringt es ausser übermässiger Wärmeproduktion bei Elektrolysen nichts, die Spannung einfach hoch zu jubeln. Besser ist es, bspw. die Fläche zu erhöhen...
Analytikus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.08.2010, 19:39   #4   Druckbare Version zeigen
Analytikus Männlich
Mitglied
Beiträge: 170
AW: Aufgaben zu Überspannung

Folgende Annahme: Eine Elektrolyse findet gemäß Redoxpotential bei einer Spannung zu 1V statt. Diese Spannung wird eingestellt, es stellt sich ein bestimmter Strom und somit ein bestimmter Umsatz ein.
Welche Prozess finden nun statt? Der ohmsche Anteil der Elektrolytlösung wirkt (meist sehr niederohmig), die Diffusionschicht an den Elektroden wird größer (aufgrund der erhöhten Feldstärke und damit erhöhten Ionenkonzentration) - und hier wird es relativ hochohmig. Der Umsatz an den Elektroden wird nur wenig beeinflusst von Strom und Spannung, d.h. die Elektrodenreaktionen finden nicht wesentlich schneller statt. Dies ist ein Resultat der zur Verfügung stehenden Konversionszentren und der zum Umsatz nötigen Einzelschritte (Elektronentransfer, Andocken, Umlagern, Ablösen/Verdrängen, Zwischenspezies etc..)
Eine Spannungsverdopplung führt i.d.R nur dazu, dass die Spannung den 'hoch'ohmigen Anteilen (meist in Form von Polarisierung) 'zugeschlagen' werden - aber kaum dem Elektrolyten. Man kann dem durch erhöhter Strömung an den Elektroden begegnen, aber auch hier sind Grenzen gesetzt (Stichwort RDI) ...
Wird nun aber Strom verdoppelt, so muss dieser durch alle Volumina und Grenzflächen durch. Es stellt sich irgendeine Gesamtspannung ein - wie hoch, kommt auf den Betriebspunkt der Elektrolyse an. Ist diese im sogenannten IR-Bereich, so sind dies geringe Spannungsänderungen. Ist man dagegen im Polarisationsbereich oder wandert in den diffusionskontrollierten Bereich, so wird die Spannungsänderung wesentlich stärker ausfallen. BTW: es gibt da ja auch noch die Grenzstromdichte...
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