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 füllen Sie alle Lücken im Text aus. Möglicherweise sind mehrere Lösungen für eine Lücke möglich. In diesem Fall tragen Sie bitte nur eine Lösung ein.
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