Big Bang HTL 2, Schulbuch

Bereich Grundlagen der Chemie (II. Jahrgang, 3. Semester) 131 Redoxreaktionen 9 –– Galvanotechnik Ein weiterer wichtiger Einsatzbereich ist die sogenannte Galvanotechnik. Dabei werden durch Elektrolyse metalli- sche Beschichtungen aufgebracht. So kann die billige Gabel aus Nickel durch einen Silberüberzug veredelt werden. Oder man schützt den Stahlauspuff des Sport- wagens durch eine Chrombeschichtung vor Korrosion und erzeugt ganz nebenbei noch einen optisch sehr anspre- chenden Glanz. Man verwendet bei solchen elektrolyti- schen Beschichtungen das Metall des gewünschten Über- zuges als Anode und der zu beschichtende Gegenstand dient als Kathode . Besteht der Gegenstand nicht aus Metall, muss er durch eine Beschichtung leitfähig ge- macht werden. An der Anode wird das Metall durch die Spannung auf- gelöst, an der Kathode (dem Werkstück) scheidet es sich wieder ab. Die Konzen- tration des Elektrolyten verändert sich deshalb bei diesem Prozess nicht. Eine wichtige Anwendung der Galvanotechnik ist der Korrosionsschutz (siehe auch Kap. 10.5). Weitere Beispiele sind verzinkte Schrauben, Verchromen von Maschinenteilen und die Vergoldung von elektri- schen Kontakten. Abb. 9.29: Vereinfachte Dar- stellung des Prinzips der Galvanotechnik am Beispiel Versilbern Abb. 9.30: Schema der Chlor-Alkali-Elektrolyse Blick in einen Zellensaal immer OH – , das sich dann im Kathodenraum anreichert und mit den Natriumionen Natronlauge bildet. Um das extrem unedle Natrium zur Elektronenaufnahme zu zwingen, wären sehr viel höhere Spannungen notwendig. Außerdem würde es sofort wieder mit dem Wasser reagie- ren (siehe Kapitel 4.4 Alkalimetalle). Wichtig bei diesem Prozess ist die effektive Trennung von Anoden- und Kathodenraum , da sonst die beiden Produkte Chlorgas und Natronlauge miteinander reagieren. Dabei würde sich Natriumhypochlorit (NaOCl) bilden. Heute hat sich dafür das moderne Membranverfahren etabliert, das im Gegensatz zu älteren Verfahren ohne Quecksilber auskommt. Es ist deshalb sehr viel umweltfreundlicher und durch den geringeren Stromverbrauch auch wirtschaftlicher. Bei diesem Verfahren besteht die Anode aus Titan mit einer Rutheniumdioxidbeschichtung, die Kathode aus Nickel. Die Reaktionsräume sind durch eine nur 0,15–3mm dicke Mem- bran aus Teflon getrennt. Diesen Kunststoff kennen wir z. B. von beschichteten Bratpfannen oder wasserdichter, aber atmungsaktiver Sportbekleidung. Die Membran ist für Ka- tionen mitsamt ihrer Hydrathülle durchlässig, nicht aber für Anionen oder freie Wassermoleküle. Die gebildete Natronlauge hat in diesem Verfahren eine Konzentration von etwa 30% und muss vor dem Verkauf durch Eindampfen noch aufkonzentriert werden. Auch die DONAU Chemie in Brückl arbeitet seit 1999 nach diesem Verfahren ( F29 ). Über die Verwendung des Chlors und die Geschichte der Chlor-Alkali-Elektrolyse haben wir schon in Kapitel 6 sehr viel gelernt. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv