Elektrolyse von Kupfer(II)chlorid?
Ich frage mich, warum das funktionieren kann. Eigentlich müsste doch Sauerstoff und Wasserstoff entstehen, da diese Reaktion ein höheres Potential hat und somit eigentlich bevorzugt ablaufen müsste. Oder irre ich mich :)
3 Antworten
Es läuft beides gleichzeitig ab, je nach Elektrolyt entsteht unerschiedlich viel Wasserstoff/Sauerstoff oder Metall.
Wie viele Gase als Nebenreaktion entstehen bzw wie viel Energie nicht für die Abscheidung von Metall genutzt wird, wird in "Wirkungsgrad - %" angegeben.
Ein schwefelsaurer Kupfer(2)elektrolyt hat ein Wirkungsgrad von >99%. Es entstehen also kaum Gase durch die Zersetzung von H2O. Ein Glanzchromelektrolyt (6-wertig) hingegen hat einen Wirkungsgrad von 15-25%. Hier geht also ein Großteil der zugeführten Energie in die Zersetzung von H2O verloren. Die Gasentwicklung ist auch sehr deutlich sichtbar.
Um aber auf Kupfer zurück zu kommen.... ein cyanidischer Kupfer(2)elektrolyt hat lediglich einen Wirkungsgrad von etwa 70%. Was hierbei daran liegt, dass Energie aufgewendet wird, um das 1-wertige Kupfer aus einem Cyan-Komplex zu lösen.
Sowohl das Metall als auch die chemische Verbindung, in der es sich befindet, spielt eine Rolle beim Wirkungsgrad. Warum aber im Detail, dass kann dir wahrscheinlich ein Diplomchemiker erklären.
Wenn es die Möglichkeit gibt, dass sich bei einer Elektrolyse eventuell verschiedene Stoffe an den Elektroden abscheiden können, dann muss man die Abscheidungspotenziale EA kennen.
Es ist EA an einer Elektrode
EA = E(Red/Ox) + EÜ
E(Red/Ox) ist das nach der Nernst-Gleichung berechnete Elektrodenpotenzial.
EÜ ist die Überspannung. Sie ist die Differenz zwischen der berechneten Zersetzungsspannung Uz (= Zersetzungsspannung des entsprechenden galvanischen Elements) und der gemessenen Zersetzungsspannung.
EÜ hängt vom Elektrodenmaterial, der Art und der Konzentration der Ionen, von der Temperatur und der Stromdichte ab.
Es ist dann das Abscheidungspotenzial U, also die Mindestspannung, die man anlegen muss, um eine Elektrolyse zu starten
U = EA (Pluspol) - EA (Minuspol) = EA (Anode) - EA (Kathode)
Welche Gase sich also bei der von Dir angesprochenen Elektrolyse abscheiden, das kann nur das Experiment entscheiden, denn Du kannst die Überspannung, die hier die entscheidende Rolle spielt, nicht berechnen.
Kupfer ist edler als Wasserstoff. Also sollte an der Kathode eher Kupfer als Wasserstoff entstehen. Zumal Wasserstoff zu Überspannungen neigt, d.h. du brauchst ein höheres Potential als theoretisch nötig ist.
An der Anode entsteht erfahrungsgemäß eher Chlor als Sauerstoff. Ob das nun am Potential oder an Überspannungen liegt, müsste ich nachsehen.
Oder - kurz nachgedacht - liegen seit Jahrmillionen Sauerstoff und Chlorid friedlich nebeneinander vor. Und nicht Chlor und Hydroxid. Liegt also wohl doch an der Überspannung.
