Fe(3+) wird zu was reduziert?
Es geht um die Elektrolyse von FeCl3. Bei dieser gibt ja Chlor Eisen Elektronen ab. Nun ist mir nicht ganz klar, woher ich weiß, ob das Eisen(3)Ion alle drei e- erhält, oder ob es drei Fe(3)Ionen gibt, die jeweils zu einem Fe(2)Ion reduziert werden. Das kam bei unseren Materialen beides schon vor, einmal bei Redoxreaktionen und einmal bei Elektrolysen.
1 Antwort
Bei dieser gibt ja Chlor Eisen Elektronen ab.
Naja, genau genommen drückt die Stromquelle den Eisenionen Elektronen auf und raubt dafür den Chlorid-Ionen welche ;) Bei einer Elektrolysezelle läuft das ja gerade nicht freiwillig im Sinne von "schenken" und "willig aufnehmen". Sondern das genaue Gegenteil, da wird sozusagen Gewalt angewendet.
Nun ist mir nicht ganz klar, woher ich weiß, ob das Eisen(3)Ion alle drei e- erhält, oder ob es drei Fe(3)Ionen gibt, die jeweils zu einem Fe(2)Ion reduziert werden.
Das kommt darauf an, was für eine Spannung angelegt wird.
Du willst ja das galvanische Element umkehren, d.h. reduzierte Spezies oxidieren und oxidierte Spezies reduzieren. Das erfordert eine sogenannte Zersetzungsspannung Uz, welche sich unter Standardbedingungen aus den einzelnen Elektrodenpotentialen zusammensetzt:
Uz = E0(Pluspol) - E0(Minuspol).
So, am Pluspol willst du Cl(-) zu Cl2 oxidieren, das Standardelektrodenpotential dieses Redoxpaares ist +1,4 V.
Lass' uns am Minuspol erstmal Fe(3+) zu Fe(2+) reduzieren, das Standardelektrodenpotential dieses Redoxpaares ist +0,77 V. Uz wäre in diesem Fall also 0,63 V. Wenn man nötige Überspannungen mal ausklammert, würdest du also die Eisenionen zu Fe(2+) reduzieren, wenn du die Elektrolyse mit mindestens 0,63 V betreibst.
Das Standardelektrodenpotential des Redoxpares Fe(3+)/Fe ist -0,04 V. Wenn du dies am Minuspol annimmst, berechnet sich Uz auf +1,36 V. Sprich, wenn du an deiner Elektrolysezelle eine Spannung von mindestens 1,36 V anlegst, wird dein Fe(3+) zu elementarem Eisen reduziert.
Es ist also am Ende die gleiche Rechnung wie bei der galvanischen Zelle, nur eben umgekehrt: Die Reaktion läuft in die Gegenrichtung und du erhältst kein Potential, sondern du musst eins anlegen.
Aus dem Kontext könnte man sich jetzt erschließen, was genau denn das Ziel ist: Willst du nur ein Bisschen Chlorgas aus dem Eisenchlorid gewinnen, reicht es ja vollkommen aus wenn du nur die 0,63 V anlegst. Willst du an der Kathode elementares Eisen abscheiden, musst du halt die 1,36 V anlegen.
Das hat mir wirklich weitergeholfen. Danke für die ausführliche Antwort!