Technische Elektrolysen
Redox-Reaktionen-Konzept
ChloralkaliElektrolyse
- Gewinnung der Grundchemikalien Chlor, Wasserstoff und Natronlauge, Natrium
- Lösung aus Steinsalz wird elektrolytisch getrennt, NaCl und andere Ionen
- Salz liegt in einer wässrigen Lösung („Sole“) vor
- Stoffe: Na+- und Cl−-Ionen, Dissoziationsprodukte des Wassers H3O+ (Oxonium-Kationen) und OH− (Hydroxid-Anionen) vorliegen.
- Einstellung einer bestimmten Zersetzungsspannung und Elektrodenmaterialen: Entladung der Chlorid- und der Oxonium-Ionen, zurück bleiben die Natrium- und die Hydroxidionen, die die Natronlauge bilden.
Kupferaffinition
- elektrolytische Kupferaffinition: Verfahren zur Reinigung und Gewinnung von Kupfer
- Erz wird gereinigt und anschließend in mehreren Schritten in Röstöfen zuerst zu Kupferoxid oxidiert. Mit Hilfe von Kupfersulfid wird CuO zu unreinem „Garkupfer“ reduziert mit einem Reinheitsgrad von etwa 98,5 %.
- Anoden: Elektrodenplatten aus Garkupfer in eine angesäuerte Kupfersulfatlösung. Oxidation des Kupfers und aller unedleren Metalle, so dass die Kupferionen (Cu2+) und unedleren Metallionen (wie z. B. Ni2+) in Lösung gehen.
- Kathode: entweder Bleche aus Reinkupfer oder Edelstahlbleche (Mt. Isa-Verfahren) Reduktion derjenigen Kationen der Lösung reduziert (Cu2+), die das größte Bestreben dazu haben, d.h., die das größte Normalpotential (E0) besitzen. Das reine Kupfer scheidet sich an der Kathode ab.
- Verunreinigungen aus edleren Metallen, als Anodenschlamm zu Boden.
Wasserstoffgewinnung
- Elektrolyse von Wasser: Zerlegung zu den Elemente Sauerstoff und Wasserstoff
- Funktionsweise: 2 Teilreaktionen, die an den beiden Elektroden (Kathoden- und Anodenräumen) ablaufen
- Prinzip der Brennstoffzelle = Zwang der Reaktion durch Ladung mit Strom, danach Umkehrung normal nach dem galvanischen Element = Strom
- Das Gesamt-Reaktionsschema dieser Redoxreaktion lautet: 2 H2O à 2 H2 + O2
- Durch die Anlegung der Spannung von Außen wird die elektrolytische Spaltung erzwungen.
Expertentipp
Hinweis:
Bitte kreuzen Sie die richtigen Aussagen an. Es können auch mehrere Aussagen richtig oder alle falsch sein. Nur wenn alle richtigen Aussagen angekreuzt und alle falschen Aussagen nicht angekreuzt wurden, ist die Aufgabe erfolgreich gelöst.
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