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ELEKTROLYSE - Aufladen eines Akkumulators - Kurzer Bezug zum galvanischen Element - Zersetzungsspannung - Nebenreaktionen - Überspannung
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ELEKTROLYSE • Akkumulator: Energiespeicher (2.B. Elektroautos) Aufladen durch Strom Aufladen eines Akkumulators eine Spannung muss angelegt werden (z. B. durch Steckdose) } erzwungene Reaktion Verbildlichung: AUFLADEN Energie · AUFLADEN: Elektrolyse Beispiel: Zink-Bromidzelle + S Anode (Ox) Br > 2e- 2e- î Br Spannung les entsteht ein Plus-u. Minuspol) Kathode (Re) Br²- 20² 2e- ↓ Zn Br Zn 4 -> Zn²+ freiwillig Energie wild frei ENTLADEN Zinkbromidiosung Zinkbromid zerlegt sich in lonen (Säure) und diese wandern dann zum Plus- oder Minuspol (lonenwanderung) Elektrolyse- zelle Die Zink kation werden zu elementarem Zink reduziert (Aufnanme) Die Brom Anionen werden zu elementarem Brom oxidiert (Abgabe) . durch die Elektrolyse ist ein galvanisches Element entstanden Entladung sobald keine Spannung mehr hinzugefügt wird Man könnte die Spannungsquelle jetzt entfernen und einen Verbraucher anschließen ↓ elektrische Energie wird frei Spannung von 1,83 V (ähnlich zur Spannung bei Elektroluse) Kathode + (Red) = Verbraucher 2e² ↓ Br Q=1 •t 1=n.2.F t n=3 M Br²- Beim Aufladen von + nach - Beim Entladen: von nach + 2e ↑ Zn't Kathode IMMER Reduktion (Aufnahme) Anode = IMMER Oxidation (Abgabe) - - 2n²+ Anode (ox) Bei Spannung: Elektrolyse Bei Unterbrechung: sofortige Umwandlung ins galvanische Element Zn, welches sich bei der Elektrolyse om - Pol gebildet hatte galvanisches Element Z ERSETZUNGSSPANNUNG / ABSCHEIDUNGSPOTENTIAL, um die Elektrolyse zu starten, braucht man eine Mindestspannung, also die Spannung, die man mindestens braucht L> theoretische Zersetzungsspannung · U₂ = E Kathode - €°Anode ! 2 Elektroden, bzw. Redoxpotential Ox: 40H-> O₂ + 2H₂O + 4e- ↑ Gas NEBENREAKTIONEN In einer Lösung sind immer H30+ und OH-Ionen oder durch Autoprotolyse H30-lonen wandern zum Minuspol (kathode) Red: 2 H₂O + 2e° -> H₂ + 2 H₂O î Gas OH-lonen wondern zum Pluspol (Anode) 2 H₂O2 H₂ + O₂ ÜBERSPANNUNG Wasser zerlegt sich durch die Spannung in H₂ und O normalerweise Reagieren L> 2H₂O...
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reagieren also folglich zu 2 H₂ und O₂. eher die Stoffe mit kleineren n = In der Praxis stellt man fest, dass oft eine höhere Zersetzungs- spannung gebraucht wird. In der Praxis reicht die theoretische Spannung oft nicht aus L> die Spannung die zusätzlich zur Zersetzungsspannung gebraucht wird, nennt man überspannung Warum? weil Gase an manchen Elektroden besonders stark haften bleiben L> der Zutritt weiterer lonen wird erschwert n ist abhängig von Material und Größe der Elektrode L> bei Graphitelektroden: hohe überspannung gemessene DER ELEKTROLYSE graphisch ermittelte (gemessene) Zersetzungsspannung žersetzungsspannung bezogen auf eine Halbzelle sozusagen Standart- Potential theoretisch (berechnete) -7 E Kathode - €° Anode Zersetzungsspannung ! OA Stand.
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