Kommt es bei der Wechselspannung zur Elektrolyse? Wenn ja warum, wenn nein, warum?
Steht alles oben
1 Antwort
Ich bin da nicht der Experte, aber ich würde sagen ja.
Nehmen wir das Beispiel einer Säure mit robustem Anion (z.B. H₂SO₄). Egal ob Gleich- oder Wechselspannung, es muß in jedem Moment eine Kathode und eine Anode geben:
(Anode) 3 H₂O ⟶ 2 H₃O⁺ + ½ O₂ + 2 e⁻
(Kathode) 2 H₃O⁺ + 2 e⁻ ⟶ 2 H₂O + H₂
Die beiden Gase H₂ und O₂ können sich am Anfang noch im Wasser lösen, aber da die Löslichkeiten nicht groß sind, perlt es bald aus. Auf das bald kommt es dabei an.
Beim Wechselstrom wechseln Anode und Kathode regelmäßig. Wenn sich die Polarität bald genug umdreht, so daß die Gase noch gelöst sind, dann läuft die Elektrolyse sofort wieder in die Gegenrichtung. Also: An der vormaligen Anode, wo im Wasser nun extra O₂ gelöst ist, wird genau dieser O₂ wieder reduziert, und an der vormaligen Kathode wird dann H₂ oxidiert:
(Ex-Anode, nun Kathode) 2 H₃O⁺ + ½ O₂ + 2 e⁻ ⟶ 3 H₂O
(Ex-Kathode, nun Anode) 2 H₂O + H₂ ⟶ 2 H₃O⁺ + 2 e⁻
Der Netto-Stoffumsatz ist Null, man beobachtet also keine Elektrolyse.
Das gilt zumindest, wenn die Frequenz des Wechselstroms hoch genug ist, daß die Reaktionsprodukte H₂ und O₂ nicht während einer Halbzeit entkommen können. Wenn der Wechselstrom zu langsam ist, dann perlt an den beiden Elektroden abwechselnd H₂ und O₂ aus der Lösung. Letztlich ist Gleichstrom ja nur superlangsamer Wechselstrom ☺.