Elektrolyse wässriger Lösungen mit inerten Elektroden

Was sie zeigt

Bei der Elektrolyse einer wässrigen Lösung wandern Kationen zur Kathode und Anionen zur Anode, doch entladen wird nicht immer ein Ion des Salzes, weil Wasser an beiden Elektroden konkurriert. Cu²⁺ wird leichter reduziert als Wasser, Na⁺ dagegen nicht; daher liefert NaCl Wasserstoff an der Kathode und Chlor an der Anode, und eine Na₂SO₄-Lösung zerlegt lediglich Wasser in H₂ und O₂ im Volumenverhältnis 2 : 1. Die geflossene Ladung q = I·t bestimmt nach dem Faradayschen Gesetz die Produktmenge.

So funktioniert es

Wählen Sie eine Elektrolytlösung und stellen Sie die Stromstärke ein; lassen Sie die Zelle laufen, während Ladung, Stoffmenge der Elektronen und Masse oder Volumen des Produkts mitlaufen. Mit Langsam, Ionen beobachten lässt sich die Wanderung der Kationen und Anionen verfolgen. Mit Neu starten wiederholen Sie den Versuch bei anderer Stromstärke und vergleichen die Mengen nach gleicher Zeit; mit Pause können die Lernenden die Faraday-Rechnung selbst nachprüfen.

Einstellbare Parameter

• Elektrolytlösung CuSO₄ (inerte Elektroden), NaCl (inerte Elektroden), Na₂SO₄ (inerte Elektroden)
• Stromstärke 0,1–5 A
• Simulationsgeschwindigkeit 1–60 ×

Fragen zum Erkunden

1. Warum entsteht bei der Elektrolyse einer NaCl- oder Na₂SO₄-Lösung kein metallisches Natrium?
2. Wie ändert sich die abgeschiedene Kupfermasse, wenn Sie die Stromstärke bei gleicher Zeit verdoppeln?
3. Warum ist bei der Elektrolyse einer Na₂SO₄-Lösung das Volumen von H₂ doppelt so groß wie das von O₂?