Elektrolyse
Unter Elektrolyse (griech. "mittels Elektrizität befreien")versteht man die Aufspaltung einer chemischen Verbindungen unter der Einwirkung des elektrischen Stroms. (Umwandlung elektrischer in chemische Energie)Die Elektrolyse von Wasser besteht aus 2 Teilreaktionen, die an den 2 Elektroden ablaufen. Die Elektroden tauchen in Wasser ein, welches durch die Zugabe von etwas Schwefelsäure besser leitend gemacht wird.
Positiv geladene Hydronium-Ionen wandern im elektrischen Feld zu der negativ geladenen Elektrode (Kathode), wo sie jeweils ein Elektron aufnehmen. Dabei entstehen Wasserstoff-Atome, die sich mit einem weiteren, durch Reduktion entstandenen H-Atom zu einem Wasserstoff-Molekül vereinigen. Übrig bleiben Wasser-Moleküle.
2 H3O+ + 2 e- → H2 + 2 H2O
Der abgeschiedene, gasförmige Wasserstoff steigt an der Kathode auf.
Zur positiv geladenen Elektrode (Anode) wandern die negativ geladenen Hydroxid-Ionen. Jedes Hydroxid-Ion gibt zwei Elektronen an den Plus-Pol ab, so dass Sauerstoff-Atome entstehen, die sich zu Sauerstoff-Molekülen vereinigen. Die übrig bleibenden H+-Ionen werden umgehend von Hydroxid-Ionen zu Wasser-Molekülen neutralisiert.
2 OH- → 1/2 O2 + H2O
Auch hier steigt der abgeschiedene Sauerstoff als farbloses Gas an der Anode auf.
Die Gesamtreaktionsgleichung der Elektrolyse von Wasser lautet:
4 H3O+ + 4 OH- → 2 H2 + O2 + 4 H2O
Der Stromfluss im Elektrolyten wird durch die zu den Elektroden wandernden Ionen verursacht (Ionenwanderung). Den "Elektronensog" (Elektronenmangel) in der Anode und den "Elektronendruck" (Elektronenüberschuss) in der Kathode bewirkt die Spannungsquelle. Sie "pumpt" Elektronen von der Anode zur Kathode.
Neben Salzlösungen, sauren Lösungen und alkalischen Lösungen (Laugen) können auch geschmolzene Salze elektrolysiert werden (Schmelzflusselektrolyse).
Ein weiteres Beispiel für eine Elektrolyse in wässriger Lösung ist die Elektrolyse von Salzsäure unter Bildung von Wasserstoff und Chlor.
Faraday gilt als der Namensgeber der Elektrolyse.
