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Technische Elektrolysen

Donator-Akzeptor
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.
Kathode: 2 H3O+ + 2 e- → H2 + 2 H2O; Anode: 6 H2O → O2 + 4 H3O+ + 4 e-
Multiple-Choice
Was ist eine typische technische Elektrolyse?
0/0
Lösen

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.

Vorstellung des Online-Kurses Anorganische ChemieAnorganische Chemie
Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Anorganische Chemie

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Diese Themen werden im Kurs behandelt:

[Bitte auf Kapitelüberschriften klicken, um Unterthemen anzuzeigen]

  • Stoffe und Stoffeigenschaften
    • Einleitung zu Stoffe und Stoffeigenschaften
    • Aggregatzustände
    • Gemische und Reinstoffe
    • Elemente und Atomaufbau
    • Periodensystem der Elemente (Aufbau)
      • Einleitung zu Periodensystem der Elemente (Aufbau)
      • Metalle und Nichtmetalle
    • Elektronegativität (EN)
    • Ionisierungsenergie (IE) und Elektronenaffinität (EA)
    • Chemisches Rechnen
  • Chemische Reaktionen
    • Einleitung zu Chemische Reaktionen
    • Chemisches Gleichgewicht und Kinetik
    • Beeinflussung des chemischen Gleichgewichts
    • Anwendungen des MWG in der chemischen Großindustrie
      • Einleitung zu Anwendungen des MWG in der chemischen Großindustrie
      • Haber-Bosch-Verfahren
      • Ostwald-Verfahren
      • Kontaktverfahren
  • Bindungsarten
    • Einleitung zu Bindungsarten
    • Lewis-Schreibweise
    • Starke Bindungen
      • Einleitung zu Starke Bindungen
      • Ionenbindung
      • Atombindung
      • Koordinative Bindung
      • Metallbindung
    • Schwache Bindungen
      • Einleitung zu Schwache Bindungen
      • Wasserstoffbrückenbindungen
      • Van-der-Waals-Bindungen
  • Fällungsreaktionen
    • Einleitung zu Fällungsreaktionen
  • Donator-Akzeptor-Prinzip
    • Einleitung zu Donator-Akzeptor-Prinzip
    • Säure-Base-Chemie
      • Einleitung zu Säure-Base-Chemie
      • Definition: Säuren und Basen
      • Protolyse von Säuren und Basen
        • Einleitung zu Protolyse von Säuren und Basen
        • Protolyse einer Säure
        • Protolyse einer Base
      • Konjugierte Säure-Base-Paare
      • Mehrprotonige Säuren
      • Ampholyte
      • Autoprotolyse des Wassers
      • Ionenprodukt des Wassers
      • pH-Wert
      • Neutralisation
      • Säure- & Basenstärke
      • Starke Säuren und Basen
      • Puffer
      • Indikatoren
      • Säure-Base-Titration
    • Redox-Chemie
      • Einleitung zu Redox-Chemie
      • Oxidation und Reduktion
      • Oxidationszahlen/ Oxidationsstufen
      • Aufstellen von Redoxgleichungen
      • Dis- und Komproportionierung
      • Redoxreaktionen: Elektrochemie
        • Einleitung zu Redoxreaktionen: Elektrochemie
        • DANIELL-Element/ galvanische Zelle
        • Elektrochemische Spannungsreihe
        • Konzentrationsabhängigkeit der Elektrodenpotentiale
        • Nernst-Gleichung
        • Korrosion
        • Elektrolyse (allgemein)
          • Einleitung zu Elektrolyse (allgemein)
          • Technisch interessante Elektrolysen
            • Einleitung zu Technisch interessante Elektrolysen
            • Chloralkali-Elektrolyse
            • Kupfer-Raffination
            • Wasserstoffgewinnung/Wasserelektrolyse
  • Komplexe
    • Einleitung zu Komplexe
    • Zähnigkeit der Liganden
    • Nomenklatur-Regeln
      • Einleitung zu Nomenklatur-Regeln
      • Anwendung der Nomenklatur-Regeln
  • Donator-Akzeptor
    • Einleitung zu Donator-Akzeptor
    • Redox-Reaktionen-Konzept
      • Einleitung zu Redox-Reaktionen-Konzept
      • Oxidations-Reduktionsmittel und Oxidationszahlen
      • Galvanisches Element und Nernstgleichung
      • Elektrolyse
      • Energiequellen der Elektrochemie
      • Technische Elektrolysen
    • Säure-Base-Konzept
      • Einleitung zu Säure-Base-Konzept
      • Herleitung der Parameter - Massenwirkungsgesetz
      • Stärke von Säuren und Basen
      • pH-Konzept
      • Puffersysteme
      • Titrationsverfahren
  • Vergleich: Protolyse und Elektrolyse (Akzeptor-Donator-Konzept)
    • Einleitung zu Vergleich: Protolyse und Elektrolyse (Akzeptor-Donator-Konzept)
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Unsere Nutzer sagen:

  • Gute Bewertung für Anorganische Chemie

    Ein Kursnutzer am 23.08.2016:
    "Schön dicht zusammengefasst und unkompliziert + umfassend beschrieben. Besten Dank!"