Allgemeine Chemie
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Alt 01.08.2018, 20:24   #1   Druckbare Version zeigen
KUCKFATHA Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 102
Frage Elektrolyse

Hi hab mal ne frage.
Es geht um die Elektrolyse. Ich nehme an ich habe eine Kupfersulfat lösung sauer als elektrolyt.
Ok die Kathode besteht aus Kufer und die Anode auch. Jetzt wird doch das Kupfer von der Anode abgemacht und setzt sich an der Kathode wieder ab. Entsteht an der Anode jetzt aber schon Sauerstoff? Brauche ich dann noch Kupfersulfat lösung?
Und was passiert wenn die Anode jetzt aus Eisen besteht? Löst er sich dann auf und die Abgelagerten Kupfer Ionen kommen aus der Lösung?
Und welches anodenmaterial ist dann für eine gute Abscheidung geeignet?
Ja ich weiss viele Fragen wäre cool wenn jemand schnell hilft
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Alt 01.08.2018, 21:42   #2   Druckbare Version zeigen
cg Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.273
AW: Elektrolyse

Hi KUCKFATHA,

das Kupfer wird von der Anode abgelöst und an der Kathode abgeschieden.

Wenn die Halbzellenspannung hoch genug ist entstehen an der Anode auch wahrnehmbare Mengen Sauerstoff.
Du brauchst keine Kupfersulfatlösung. Schwefelsäure genügt. Allerdings wird dann an der Kathode erst mal Wasserstoff entwickelt. Mit zunehmender Cu^2+ Konzentration dann zunehmend Kupfer.
Wenn die Anode aus Eisen ist wird die genauso aufgelöst. allerdings schon bei geringerer Spannung bzw. in Schwefelsäure und CuSO4-Lösung schon ganz ohne Spannung. An der Kathode sieht man dann die Konkurrenz von Cu^2+, H^+ und Fe^2+. Da sich viele Ionen vor der Kathode drängeln gibt es keinen einzelnen Sieger, aber die Ionen mit dem höchsten Potential werden am schnellsten bzw. am häufigsten abgeschieden. Aus schwefelsaurer CuSO4-Lösung also hauptsächlich Kupfer, etwas Wasserstoff und Spuren von Eisen. (Siehe Nernst)
Für eine "gute" Abscheidung im Sinne von Abscheidung von möglichst reinem Kupfer ist demnach eine Anode aus ziemlich reinem Kupfer erforderlich. (Siehe Kupferraffination)
Für eine "gute" Abscheidung im Sinne von Abscheidung von möglichst ansehnlichem Kupfer ist zudem ein spezieller Elektrolyt mit verschiedenen Hilfsstoffen erforderlich. (Siehe Galvanik)
Für eine "gute" Abscheidung im Sinne von hoher Stromausbeute bzw. geringen Energieverlusten muss zudem die Spannung genau eingehalten werden. (Siehe Kupferraffination)

Du willst es wissen. Gut so. Weiter so.

Freundliche Grüße
cg
cg ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 01.08.2018, 21:49   #3   Druckbare Version zeigen
KUCKFATHA Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 102
AW: Elektrolyse

Zitat:
Zitat von cg Beitrag anzeigen
Hi KUCKFATHA,

das Kupfer wird von der Anode abgelöst und an der Kathode abgeschieden.

Wenn die Halbzellenspannung hoch genug ist entstehen an der Anode auch wahrnehmbare Mengen Sauerstoff.
Du brauchst keine Kupfersulfatlösung. Schwefelsäure genügt. Allerdings wird dann an der Kathode erst mal Wasserstoff entwickelt. Mit zunehmender Cu^2+ Konzentration dann zunehmend Kupfer.
Wenn die Anode aus Eisen ist wird die genauso aufgelöst. allerdings schon bei geringerer Spannung bzw. in Schwefelsäure und CuSO4-Lösung schon ganz ohne Spannung. An der Kathode sieht man dann die Konkurrenz von Cu^2+, H^+ und Fe^2+. Da sich viele Ionen vor der Kathode drängeln gibt es keinen einzelnen Sieger, aber die Ionen mit dem höchsten Potential werden am schnellsten bzw. am häufigsten abgeschieden. Aus schwefelsaurer CuSO4-Lösung also hauptsächlich Kupfer, etwas Wasserstoff und Spuren von Eisen. (Siehe Nernst)
Für eine "gute" Abscheidung im Sinne von Abscheidung von möglichst reinem Kupfer ist demnach eine Anode aus ziemlich reinem Kupfer erforderlich. (Siehe Kupferraffination)
Für eine "gute" Abscheidung im Sinne von Abscheidung von möglichst ansehnlichem Kupfer ist zudem ein spezieller Elektrolyt mit verschiedenen Hilfsstoffen erforderlich. (Siehe Galvanik)
Für eine "gute" Abscheidung im Sinne von hoher Stromausbeute bzw. geringen Energieverlusten muss zudem die Spannung genau eingehalten werden. (Siehe Kupferraffination)

Du willst es wissen. Gut so. Weiter so.

Freundliche Grüße
cg
Okay also nehmen wir an ich will aus Kupfersulfat Lösung Kupfer raushaben. Ich nehme ein Kupferblech als Kathode und eine Anode aus Eisen oder Graphit oder so. Wird Graphit auch aufgelöst?. Und wenn ich Eisen hab kann man das dann auch irgendwie abscheiden weil h2 wird doch vorher abgeschieden. Das dauert ja ewig.
Wenn ich eine Silber Elektrode habe wird Silber aufgelöst und geht direkt zur Anode weil es edler ist als Kupfer oder? Also erst Silber dann Kupfer Abscheidung. Löst sich eine Kupferelektrode eigentlich auch auf wenn ich Kupfersulfat Lösung habe?
KUCKFATHA ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.08.2018, 07:05   #4   Druckbare Version zeigen
KUCKFATHA Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 102
Frage AW: Elektrolyse

Was ich halt nicht verstehe ist, ich dachte immer an den Elektroden entsteht etwas. Aber hier zersetzt sich die Elektrode ja nur.ich habe im Labor Kupfersulfat Mal elektolysiert an Platin Elektroden die haben sich nicht aufgelöst. Wieso ?
KUCKFATHA ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.08.2018, 15:02   #5   Druckbare Version zeigen
imalipusram  
Mitglied
Beiträge: 6.496
AW: Elektrolyse

Zitat:
Zitat von KUCKFATHA Beitrag anzeigen
Platin Elektroden die haben sich nicht aufgelöst
Platin ist edler. Stichwort: Spannungsreihe.
__________________
I solemnly swear that I'm up to no good!
伍佰 (WuBai - Run run run!) (ein Musikvideo mit dem Bambushaus und dem imalipusram unter den Statisten)
Noch ein nettes Video (nerdy, ein LIHA-Robot)
Und so gehts hier manchmal zu (sowas Ähnliches wie Fronleichnam, hier wird TuDiGong, dem Erdgott, tüchtig eingeheizt!) Oder so (auch ungeeignet für Gefahrstoffphobiker) und so und so.
imalipusram ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.08.2018, 16:53   #6   Druckbare Version zeigen
Cyrion Männlich
Mitglied
Beiträge: 5.499
AW: Elektrolyse

Zitat:
Zitat von KUCKFATHA Beitrag anzeigen
Was ich halt nicht verstehe ist, ich dachte immer an den Elektroden entsteht etwas. Aber hier zersetzt sich die Elektrode ja nur.ich habe im Labor Kupfersulfat Mal elektolysiert an Platin Elektroden die haben sich nicht aufgelöst. Wieso ?
An den Elektroden kann sich etwas ablagern, etwas auflösen oder es kann daran lediglich eine Reaktion stattfinden.

Wenn die Halbreaktion einen Feststoff erzeugt, dann lagert er sich meist mehr oder weniger fest an der Elektrode ab.

Wenn die Halbreaktion einen Feststoff aufbraucht, dann besteht die Elektrode aus diesem Feststoff und wird aufgelöst.

Wenn Gase oder Ionen an der Halbreaktion beteiligt sind, dann reagieren sie lediglich an der Oberfläche der Elektrode (oder in ihrer unmittelbaren Nähe).
__________________
Philippus Theophrastus Aureolus Bombastus von Hohenheim: Allein die Dosis machts, daß ein Ding kein Gift sei.

Erfahrung: Wenn es so einfach wäre, hätte es schon längst jemand gemacht
Cyrion ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.08.2018, 01:44   #7   Druckbare Version zeigen
cg Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.273
AW: Elektrolyse

Hi KUCKFATHA,

ob sich eine Silberanode bei der Elektrolyse in Schwefelsäure löst ist noch die Frage. Es wird vermutlich Sauerstoff und eine Schicht aus schwerlöslichem Ag2SO4 entstehen, die den Transport des Ag zur Kathode bremst.
Grafit wird zerbröselt und oxidiert.
Kupfer wird abgeschieden, bis das Potential von Cu^2+ -> Cu unter das von H+ -> H2 fällt.

Freundliche Grüße
cg
cg ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.08.2018, 07:18   #8   Druckbare Version zeigen
KUCKFATHA Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 102
AW: Elektrolyse

Danke für die Antworten. Also ist eine Graphit Anode für die Elektrolyse von wässriger Kupfersulfat Lösung nicht geeignet weil sie sich auflöst. Dann sind Platin Elektroden doch immer das Beste ?
KUCKFATHA ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.08.2018, 21:17   #9   Druckbare Version zeigen
cg Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.273
AW: Elektrolyse

Klar, es geht aber auch mit platinierten Ti-Elektroden oder Gold.
cg ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 04.08.2018, 16:02   #10   Druckbare Version zeigen
KUCKFATHA Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 102
Frage AW: Elektrolyse

noch mal eine Frage ich elektrolysierte gerade Kupfersulfat lösung im sauren. Mit zitronensäure angesäuert.(pH=2) Spannung 9V und 150mA.
Beide Elektroden aus Eisen. Wareum bildet sich am negativen Pol also Kathode kein Kupfer sondern ein Gas?
Es müsste doch an der Anode Sauerstoff und an der Kathode Kupfer abgeschieden werden oder?
KUCKFATHA ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 04.08.2018, 20:58   #11   Druckbare Version zeigen
cg Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.273
AW: Elektrolyse

Zitonensäure komplexiert das Cu^2+ . Dashalb ist Wasserstoffbildung bevorzugt.
cg ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 05.08.2018, 12:28   #12   Druckbare Version zeigen
KUCKFATHA Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 102
Frage AW: Elektrolyse

okay sorry für die vielen Fragen aber das Thema ist mega spannend.
Wenn ich Kupfer raaffiniere gehen unedle metalle ja in Lösung wärend edlere als Anodenschlamm zurück bleiben.
Wieso setzen sich die unedleren nicht nach der Kupferabscheidung ab an der Kathode?
Wie kann man das Steuern. Mit der Spannung . Das ganze auch bei der Goldelektrolyse.
Braucht man da immer elektroden aus dem selben Material?
KUCKFATHA ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 05.08.2018, 16:47   #13   Druckbare Version zeigen
cg Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.273
AW: Elektrolyse

Ja, mit der Spannung und dem pH-Wert wird das gesteuert. Komplexbildner helfen ggf.
Kathode ist prinzipiell egal, darf sich aber nicht lösen. Da das Raffinat anschließend geschmolzen wird, empfiehlt sich eine Kathode aus reinem Raffinat, da es sonst beim Schmelzen wieder verunreinigt wird.

Die Anode aus dem zu raffinierenden Metall wird bei der Raffination aufgelöst. Die Zusammensetzung der Anode wird dafür optimiert - z.B. bei Cu durch P.
cg ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 05.08.2018, 22:21   #14   Druckbare Version zeigen
KUCKFATHA Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 102
Frage AW: Elektrolyse

Zitat:
Zitat von cg Beitrag anzeigen
Ja, mit der Spannung und dem pH-Wert wird das gesteuert. Komplexbildner helfen ggf.
Kathode ist prinzipiell egal, darf sich aber nicht lösen. Da das Raffinat anschließend geschmolzen wird, empfiehlt sich eine Kathode aus reinem Raffinat, da es sonst beim Schmelzen wieder verunreinigt wird.

Die Anode aus dem zu raffinierenden Metall wird bei der Raffination aufgelöst. Die Zusammensetzung der Anode wird dafür optimiert - z.B. bei Cu durch P.
Was ich halt nicht verstehe.
Wenn ich eine Legierung aus Kupfer Silber und Gold habe und alles drei trennen will. Bei Kupfer nehme ich eine Kupferkathode. Dann müssten doch Silber und Gold abfallen. Wie mache ich dann weiter. Ich habe gelesen man nimmt eine Stahlkathode dann bilden sich Silberbäume. Und Gold fällt wieder ab. Aber muss ich nach der Kupferabscheidung wieder den Anodenschlamm einsvhmelzen? Und wie sieht das eigentlich mit der Spannung aus. Kupfer hat ja +0.35V. Zersetzungsspannung ist doch immer Anodenpotential minus Kathodenpotenzial. Das Wäre ja null V. Wie rechnet man des aus und auch bei Silber.
Gibt es dazu auch gute Literatur?
KUCKFATHA ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 06.08.2018, 12:56   #15   Druckbare Version zeigen
donald313 Männlich
Mitglied
Beiträge: 422
AW: Elektrolyse

Zitat:
Zitat von KUCKFATHA Beitrag anzeigen
Was ich halt nicht verstehe.
Wenn ich eine Legierung aus Kupfer Silber und Gold habe und alles drei trennen will. Bei Kupfer nehme ich eine Kupferkathode. Dann müssten doch Silber und Gold abfallen. Wie mache ich dann weiter. Ich habe gelesen man nimmt eine Stahlkathode dann bilden sich Silberbäume. Und Gold fällt wieder ab. Aber muss ich nach der Kupferabscheidung wieder den Anodenschlamm einsvhmelzen? Und wie sieht das eigentlich mit der Spannung aus. Kupfer hat ja +0.35V. Zersetzungsspannung ist doch immer Anodenpotential minus Kathodenpotenzial. Das Wäre ja null V. Wie rechnet man des aus und auch bei Silber.
Gibt es dazu auch gute Literatur?
Uffff.
da geht ja einiges durcheinander. Selektive Trennung div Metalle die im Elektrodenpotential noch relativ dicht beieinander liegen durch Elektrolyse ist eine Wissenschft für sich. Für jedes Metall gibt es spezielle Bedingungen und Elektrolytzusammensetzungen. Und je nach Konzentration der Metalle verändert sich das Kathodenpotential. Das Normpotential ist ja eine willkürlich festgelegte Größe bei definierter Konzentration in Reinform.
Sonst wär es ja auch kaum möglich Legierungen, wie z.B. Messing abzuscheiden.

Und ja, die Anode sollte immer ein festes Metall sein, wenns halbwegs funktionieren soll.
Und wenn du eine Legierung trennen willst wäre meine 1. Wahl auflösen in Salpetersäure, ggf Königswasser und dann anschließend selektive Fällung.

Gruß
Donald
donald313 ist offline   Mit Zitat antworten
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