Frage von LukasJ01, 125

Was entsteht bei der Elektrolyse von schwefliger Säure?

Ich meine keine Schwefelsäure! Wird das Sulfit- Ion anodisch zu Sulfat oxidiert?

Antwort
von PeterJohann, 35

Das kommt auf den pH der Salzlösung (schweflige Säure als SO2 in H2O wäre vielleicht etwas zu dünn) und das Elektrodenmaterial an.

Im  ~neutralen mit relativ passiven Elektroden (Silber?) finden mehrere Reaktionen statt (so wird es analog in "Fundamental Aspects of Electrochemical Deposition and Dissolution Including Modeling - M. Matlosz" beschrieben)

1) Anode: Oxidation zu SO4--:

SO3-- + H2O -> SO4-- + 2H+ + 2e-

2) Kathode: Reduktion zu Dithionit

Das Dithionit ist relativ instabil und würde vermutlich hydrolisieren zu Thiosulfat und Sulfit (oder Hdrogensulfit): 

2 S2O4-- + H2O -> S2O3-- + 2 HSO3−

Das Thiosulfat würde eventuell an der Anode oxidiert zu S und Sulfat

S2O3-- + H2O -> SO4-- + S + 2H+ + 2e-

Zur Sulfit- und Thiosulfatentfernung aus Abwässern (oder sogar aus Abluftströmen) durch anodische Oxidation gibt es auch viel und sehr spezielle Literatur. Gutes Elektrodenmaterial scheint die ganze Platingruppe  (und Gold, Silber) und Graphit zu sein.

Das Endresultat ist jedenfalls immer die Oxidation zum  Sulfat.

Kommentar von LukasJ01 ,

das heißt es entsteht kein Wasserstoff sondern das Sulfit wird reduziert?

Kommentar von LukasJ01 ,

Auf welcher Seite war das im Buch?

Kommentar von LukasJ01 ,

Wenn ich jetzt meine schweflige Säure zu Schwefelsäure oxidieren will, geht das dann so oder muss ich die Elektroden voneinander trennen (Ton etc.)?

Kommentar von PeterJohann ,

Die Elektrodenreaktionen sind nur eine Nebenbemerkung unter dem Artikel "Scaling AnXXXlysis of Roughness During Silver Deposition"
(XXX durch a ersetzen- GF akzeptiert die Wortwahl nicht :) )

Eine freie Zusammenfassung gibt es hier:

http://www.che.rochester.edu/~dafoster/Research/1999ECSScaling.pdf



Die Elektroden brauchen nicht durch eine Membran getrennt zu werden, aber man erhält halt eine Natriumsulfatlösung und je nach Konzentrationen, pH und Stromstärke elementaren Schwefel dazu (müsste erst abfiltern, über einen sauren Kationenaustauscher schicken und dann eindampfen).

Oder eventuell SO2 kontinuierlich durch die Elektrolysezelle blubbern lassen (eventuell mit verdünnter Schwefelsäure angesäuert oder mit wenig Natronlauge in der Vorlage).

Warum soll es überhaupt elektrolytisch passieren? Wenn es ein Schulversuch zur Oxidation sein soll, wäre eine Oxidation mit H2O2 nicht praktischer?



Kommentar von LukasJ01 ,

Ich hab zu Hause nicht so viel H2O2... (kein Schulversuch)

Antwort
von ThomasJNewton, 36

So ganz naiv betrachtet wandern Anionen zur Anode, also zum Pluspol.
Der zieht Elektronen, wirkt also oxidierend, und kann das Sulfit zum Sulfat oxidieren.
Übrigens auch Sulfat zum Peroxidisulfat. Da sollte man aufpassen.

An der Kathode entsteht dann im günstigsten Fall Wasserstoff, aus Hydronium/Oxonium.
Würde aber keine Wette eingehen, dass nichts anderes passiert.

Wenn du solche Fragen stellst, solltest du auch erkennen können, wer von den "Experten" den Unterschied nicht kennt, zwischen Schwefeliger Säure und Schwefelsäure. Durch die Erwähnung machst du die Antworten nicht besser, nach meiner Erfahrung.
Manch einer erkennt ja nicht mal den Unterschied zwischen einer Redoxreaktion.

Es ist jedenfall eine Redoxreaktion, also die Oxidation von Schwefeliger Säure zur Schwefelsäure bzw. vom Sulfit zum Sulfat.
Irgend etwas anderes muss dann natürlich im Gegenzug reduziert werden. Zu Wasserstoff, im einfachsten Fall.

Außerdem ist Schwefel nicht ohne Grund als Element des Teufes bekannt.
Es kommt sogar elementar vor, aber wirklich berühmt ist es in den Oxidationszahlen -2 und +6. Be"rüch"tigt ist es für die dazwischen, die zwar selten, aber übelriechend und teils giftig sind.
OK, Sulfid oder Schwefelwasserstoff ist auch giftig, und trotzdem kommt Schwefel rein formal so in unserem Körper vor, sogar in essentiellen Aminosäuren.

Mach dich mal über Disproportionierung schlau und den "Träger des Lichts", lateinisch "Luzifer".

Kommentar von LukasJ01 ,

Peroxodisulfat stört mich nicht, zerfällt ja eh wider zum H2O2 und SO4 2- (siehe Wasserstoffperoxidherstellung um 1940)

ok vielen Dank

geht Kupfer als Anode? oder besser Graphit?

Kommentar von ThomasJNewton ,

OK, wenn dich Wasserstoffperoxid nicht stört ... der ist ja 3%ig oder 30%ig nur ohne falsche Zusatzstoffe im Handel und stabil ...

Und ich mach das auch nicht jeden Tag, heißt niemals, und so kann ich keine Elektrodenmaterialen empfehlen.

Aber so einige Grundregeln gibt es, nicht mit 12 V an Sachen rangehen, die nur 2 V brauchen, und Nase und Ohren aufmachen.
Und dann Augen zu und durch!

Kommentar von jf20011 ,

Es tut mir sehr leid, wenn ich hier irgendjemandem arrogant erscheine, aber ich habe nie behauptet, ich sei ein Experte in Chemie - insbesondere in der Elektrochemie, von der ich offen gesagt wenig Ahnung habe, wie der Chemiegott ja unlängst festgestellt haben sollte. Trotzdem versuche ich immer, anderen zu helfen, und lese mir u.a. extra nochmal die Definitionen, wenn nötig sogar ganze Artikel, durch, von den Sachen, bei denen ich mir nicht sicher bin. Und ich kenne den Unterschied zwischen Schwefelsäure und Schwefliger Säure. Die Frage war nur etwas verwirrend gestellt. Tut mir leid, dass ich etwas durcheinander gebracht habe. Tut mir leid, dass ich ein Mensch bin. Sind hier einige ja wohl nicht. Genau so, wie Genies in ihrem Ausdruck. Überlegen Sie doch bitte mal, mit wem Sie es zu tun haben. Sie können herabschauen auf diejenigen, die zu Ihnen heraufschauen, wenn das für sie denn so erstrebenswert ist. Man kann aber auch höflich auf Fehler reagieren und jemanden auf diese Fehler hinweisen und sie richtig stellen. Ohne die Arroganz drumherum.

Kommentar von ThomasJNewton ,

Ich habe mit dir doch gar nicht gesprochen, bis auf den Hinweis, dass die Reaktion von Schwefeliger Säure zu Schwefeldioxid und Wasser keine Redoxreaktion ist.

Hier gibt es etliche Experten, die ein abgeschlossenes Chemiestudium und jahrelange Berufserahrung haben. Mehr als ich.

Wenn du dich als 10.Klässner zu Fragen äußerst, ist das deine Sache.
Wenn andere ihre Antworten und Kommentar schreiben, ist das ihre Sache.
Wenn du dann andere als arrogant und dich als unterlegen betrachtest, ist das dein Problem.

Ich sehe jedenfalls das chemische Problem, und nicht irgendwelche Über- oder Unterlegenheiten. Nerd halt. Auch Nerds sind Menschen.

Antwort
von Kefflon, 8

Ich, als Galvaniseur, würde vermuten das Schwefel und Wasserstoff an der Kathode entstehen und Sauerstoff an der Anode. Wasserstoff und Sauerstoff würden als Gase aufsteigen und der Schwefel in der Praxis wahrscheinlich ausfällen. 

Kommentar von LukasJ01 ,

In Lösung bleibt dann Schwefelsäure, oder?

Kommentar von Kefflon ,

Keine Ahnung. Meine Chemielehrerin meinte das in der Praxis so viele Reaktionen parallel ablaufen, dass man kaum genaue Aussagen treffen kann. 

Antwort
von jf20011, 60

Elektrolyse heißt, es wird durch Strom eine Redoxreaktion erzwungen.

H2SO3 -> H2O + SO2
Schweflige Säure -> Wasser + Schwefeldioxid

Kommentar von LukasJ01 ,

Wie kann man schweflige Säure noch zu Schwefelsäure oxidieren (ohne KMnO4 oder H2O2)

Kommentar von jf20011 ,

Ich würde sagen am einfachsten wäre es so: 2H2SO3 + O2 -> 2H2SO4 Dafür wird aber wahrscheinlich Energie benötigt, und ob das so auch funktioniert, weiß ich auch nicht.

Kommentar von LukasJ01 ,

Ich weiß, dass das an der Luft bei Zimmertemperatur stattfindet. Aber es dauert mir zu lange...

Kommentar von jf20011 ,

Entschuldigung, dass ich frage, aber bist du Chemiker? Bin jedenfalls erst 10. Klasse... Na ja vielleicht geht es noch mit anderen Oxiden, CO2 zum Beispiel? H2SO3 + CO2 -> H2SO4 + CO (wahrscheinlich dann endotherm)

Kommentar von LukasJ01 ,

Nein, auch 10. Klasse :D, aber chemiebegeistert

Kommentar von vach77 ,

Hallo jf20011, erkläre mir doch einmal die von Dir beschriebene Gleichung als Redoxgleichung.

Kommentar von jf20011 ,

Tut mir leid, da habe ich mich wohl vertan. H2SO3 -> H+ + HSO4- -> 2H+ + SO4 2-

Kommentar von LukasJ01 ,

Also entstünde Schwefelsäure???

Kommentar von jf20011 ,

Mann, jetzt hab ich mich wieder verschrieben... H2SO3 -> H+ + HSO3- -> 2H+ + SO3 2- Es entsteht das Sulfit-Ion. Das kann nicht ohne Weiteres in ein Sulfat-Ion umgewandelt werden.

Kommentar von LukasJ01 ,

Aber das entsteht doch durch Dissoziation der schwefligen Säure

Kommentar von LukasJ01 ,

Wäre das möglich?:



SO₃²⁻ -> SO₃ + 2 e⁻

und

2 H⁺ + 2 e⁻ -> H₂

SO₃ + H₂O -> H₂SO₄

?

Kommentar von jf20011 ,

Elektrolyse ist mit Anode und Kathode. Die Anionen wandern zur Anode und die Kationen zur Kathode. Anion ist das SO3 2- und Kationen sind die 2H+. Kommt also dasselbe raus wie bei der Dissoziation.

Kommentar von jf20011 ,

Nein, das wäre wohl kaum möglich... Du hast bei der ersten Gleichung die O2 verschwinden lassen, bei der zweiten kommt H2 raus (siehe elektrochemische Spannungsreihe) und bei der dritten ist SO3 2- und OH-. Das geht einfach nicht, weil das beides Anionen sind. Du darfst auch nicht einfach irgendwoher OH- holen.

Kommentar von LukasJ01 ,

Ich meinte bei der dritten nicht SO3 2- sondern SO3

Welches O2

Kommentar von LukasJ01 ,

und ich meinte H2O nicht OH-. H2SO3 ist nicht so stark konzentrierbar, das heißt da ist ne Menge H2O

Kommentar von ThomasJNewton ,

Das ist aber leider keine Redox-Reaktion.

Kommentar von jf20011 ,

Das ergibt trotzdem keinen Sinn. Du meinst H2SO3 (aq) = in wasser gelöst. Dann wäre H2SO4 (aq) ebenfalls in Wasser gelöst. Und Lösungsmittel haben die Eigenschaft, nicht mit den Stoffen zu reagieren.

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