Chemie begreifen, Schulbuch

Für besonders Interessierte R3 206 Die Elektrolyse wird technisch vielfach angewendet: Aus gelöstem Natriumchlorid werden zB weltweit pro Jahr mehr als 20 Millionen Tonnen Chlor und eine entsprechende Menge Natrium- hydroxid hergestellt. Etwa gleich viel Aluminium wird elektrolytisch aus geschmolzenem Aluminiumoxid produziert. Durch Galvanisieren werden viele Gebrauchsgegenstände mit Metallüberzügen versehen, um sie zu verzieren oder vor Korrosion zu schützen. Die Elektrolyse wurde von Michael Faraday (1791–1867) durch eine zufällige Beobachtung ent- deckt: Ein unter elektrischer Spannung stehender Metalldraht kam versehentlich mit Wasser in Berührung und löste dort eine Gasentwicklung aus. Durch genaue Untersuchung fand Faraday heraus, dass für die Elektrolyse von einem Mol eines beliebigen Stoffes immer die Ladung von ca. 96 500 C (oder ein ganzzahliges Vielfaches davon) erforderlich ist. Dieser Wert wird als Faraday-Konstante bezeichnet und ist – wie sich nachträglich herausgestellt hat – die Ladung von einem Mol Elektronen: 6 . 10 23 . 1,6 . 10 –19 C ~ 96 500 C Bei der Elektrolyse wirkt der Minuspol als Reduktionsmittel und der Pluspol als Oxidationsmittel . Über die Größe der elektrischen Spannung kann die »Stärke« des Reduktionsmittels bzw. Oxidationsmittels beliebig verändert werden. Stehen dem Minuspol (bzw. Pluspol) meh- rere Oxidationsmittel (bzw. Reduktionsmittel) zur Verfügung, so reagiert das stärkste Oxidationsmittel (bzw. Reduktionsmittel). Deshalb bildet sich zB bei der Chloralkali- Elektrolyse Wasserstoff und nicht metal- lisches Natrium. Ein Reinstoff wird durch Elektrolyse zerlegt. Der Elektronenfluss wird durch eine Spannungsquelle über einen Draht von einem schwachen Reduktionsmittel zu einem schwachen Oxidationsmittel erzwungen. Das Wichtigste Hier wird es anschaulicher Chloralkali-Elektrolyse Galvanisieren (Herstellen von Metallüberzügen) + – + – Die Spannungsquelle »zieht« Elektronen aus dem schwachen Reduktionsmittel heraus und »zwingt« sie in das schwache Oxidationsmittel hinein. Von selbst reagieren schwache Reduktionsmittel und schwache Oxidationsmittel nicht miteinander. Schematische Beschreibung einer Elektrolyse Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv