Chemie Elektrolyse?
Woher weiß man die theoretische Zersetzungsspannung von Salzsäure und Schwefelsäure
1 Antwort
Salzsäure dissoziiert in wässriger Lösung in Chloranionen und Protonen.
Was passiert mit diesen Ionen bei der Elektrolyse? Du tauchst in deine saure Lösung eine positiv geladene Elektrode, eine Anode (Elektrode zu der die Anionen wandern), und eine negativ geladene Elektrode, eine Kathode (Elektrode zu der die Kationen wandern). Die Chloridanionen wandern also zur Anode, geben dort Elektronen ab und werden zu neutralem Chlor oxidiert. Die Protonen wandern zur negativen Kathode, nehmen dort Elektronen auf und werden zu Wasserstoff reduziert.
Jetzt schaust du dir eine Tafel an, die die Standardpotentiale von Redoxpaaren angibt.
Für die Oxidation 2Cl^- = Cl_2 + 2e^- hat man ein Standardpotential von -1,36 Volt. Für die Reduktion 2H^+ + 2e^- = H_2 hat man ein Standardpotential von 0 V. Dieser Wert beträgt 0 Volt, da der Prozess der Bildung oder des Verbrauches von Wasserstoffgas in der Elektrochemie als Referenz betrachtet wird.
Die Zersetzungsspannung ergibt sich nun aus der Differenz beider Standardpotentiale, d.h. hier ist sie 1,36 Volt. Man muss also mindestens eine Spannung von 1,36 Volt anlegen, damit man aus Salzsäure Wasserstoffgas und Chlorgas gewinnt.
Allerdings liegt die Zersetzungsspannung von Wasser bei etwa 1,23 Volt. Da die Elektrolyse von Salzsäure ohnehin in einer wässrigen Lösung erfolgt, bedarf es für den Prozess effektiv nocheinmal eine höhere Spannung, d.h. mehr Energie, da durch die unerwünschte Elektrolyse von Wasser unbeabsichtigt Energie abgeführt wird.
Und wenn ich die Überspannung haben möchte muss ich doch Polarisationsspannung ("galvanisches Element Spannung") minus die theoretische Zersetzungsspannung welche ich aber unter vorraussetzung der Elektroden vorher zur "echten" benötigten Spannung berechnet habe, oder???