Zersetzungsspannung & Überspannung bei Elektrolysen | Chemie Endlich Verstehen
Chemie Endlich Verstehen
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Transkript (automatisch erstellt)

0:00 Chemie endlich verstehen heute mit dem Thema Zersetzungsspannung und Überspannung als wichtiges Vorwissen solltet ihr Elektrolysen die Redoxreihe
0:08 und standardpotenziale kennen falls ihr das noch nachholen müsst schauten die Beschreibung der findet ihr die Links zu diesem Videos
0:15 die Zersetzungsspannung ist ein Grundbegriff der Elektrolyse bei der Elektrolyse wird eine ansonsten freiwillig ablaufende rettungsreaktion
0:23 umgekehrt indem wir eine elektrische Spannungsquelle anschließen das heißt wenn wir uns das ganze als galvanisches Element vorstellen würden mit einer Zink
0:32 oder Zelle würden die ganzen Reaktionen eigentlich anders rumlaufen nur dadurch dass wir Spannungsquelle anschließen laufen die Reaktion so ab wie sie
0:41 abgebildet sind das heißt bei einer Elektrolyse wollen wir die Reduktion begünstigen das heißt die zinkion sollen durch Elektronen zu
0:51 Zink reduziert werden auf teilchenebene wieder so aussehen wir haben unsere graphitelektrode die Zinkionen diffundieren an die
1:02 Elektrode heran die Elektronen die wir durch die Spannungsquelle in die Elektrode geben werden auf die 10 Ionen übertragen und machen so daraus
1:10 elementares Zink das was aber auch passieren kann bzw das was dadurch passiert dass jetzt Zink zu Zink Atomen reduziert werden ist dass
1:23 wir hier einen galvanisches Element ausbilden dadurch entsteht auf der graphitet Elektrode ein Zinküberzug und an dieser
1:32 graphitelektrode diese ist dann von jod-molekülen umgeben dadurch entsteht ein galvanisches Element und dieses galvanische Element erzeugt eine
1:42 Spannung die der Zersetzung entgegenarbeitet wie kann ich mir das vorstellen zink ist unedler als Jod wodurch hier die
1:52 Elektronen wieder abgegeben werden können das heißt die Elektronen werden vom Zink Atom auf die Elektrode übertragen und das Zink Ionen das dann
2:03 entsteht diffundiert wieder in die Lösung diese Spannung die hier entsteht nennt sich Polarisationsspannung diese wirkt
2:13 auch der Zersetzung also der Elektrolyse entgegen das heißt wir haben ein Prozess der durch die Reaktion der Abläufe steht der aber der gesamt Elektrolyse
2:24 entgegenwirkt wenn wir nun eine Elektrolysezelle aufbauen und anschließen einen Messgerät
2:31 können wir folgendes messen wenn wir eine niedrige Spannung anlegen fließt kein Strom das liegt daran dass die
2:40 Polarisationsspannung genauso groß ist wie die Spannung die wir angelegt haben und deswegen läuft kein Elektrolyse das heißt wir müssen die Spannung immer
2:50 weiter erhöhen und ernst aber am gewissen Punkt steigt der Strom bzw das heißt dass hier Strom fließt und die Elektrolyse abläuft und erst ab einer
3:00 bestimmten Spannung läuft die Elektrolyse diese maximale Polarisationsspannung das heißt die maximale Spannung die noch
3:09 dafür sorgt dass die Zersetzung nicht abläuft nennt sich Zersetzungsspannung wenn diese maximale Polarisationsspannung erreicht ist fängt
3:18 an die Elektrolyse abzulaufen das heißt das ist die Mindestspannung damit die Elektrolyse anhaltend
3:28 die liegt dann quasi an diesem Punkt das kann man auch grafisch bestimmen indem man diesen linearen Teil einfach bis zur x-Achse verlängert
3:37 Zersetzungsspannung kann man auch berechnen aber auch tatsächlich nur unter idealen Bedingungen das heißt unter standardkonzentrationen
3:46 standardtemperatur mit der idealen Elektrode das heißt mit der Platinelektrode und die würde man berechnen die man sagt die
3:57 Zersetzungsspannung ist die Potenzialdifferenz von plus und Minuspol hier steht E0 das heißt wir können hier die standardpotentiale benutzen
4:06 aber tatsächlich nur wenn es sich um die Standardbedingungen handelt ansonsten müssen wir ab scheidungspotenziale bestimmen das geht
4:14 auch über die ernstgleichung aber der Einfachheit halber nehme ich hier mal die vereinfachte Variante das heißt wir nehmen hier das
4:22 standardpotenzial von Jod und von Zink die könnt ihr in Listen nachgucken die setzt ihr einfach nur ein und berechnet für die Zersetzungsspannung ein Wert von
4:33 1,38 Volt das heißt diese Spannung sind 1,38 Volt so viel so groß muss die Spannung sein
4:45 die man anlegt damit die Zersetzung die Elektrolyse erst beginnt vorher ist die kulisationsspannung so groß dass dieser Prozess nicht abläuft
4:58 die Überspannung die meisten Elektrolysen laufen nicht unter idealen Standardbedingungen ab wenn sie nicht unter idealen
5:07 Standardbedingungen ablaufen braucht man eine höhere Spannung diese höhere Spannung nennt sich Überspannung und wird mit dem kleinen ETA abgekürzt
5:18 Gründe dafür sind unterschiedlich einer der standardgründe sind dass man andere Elektronen nutzt zum Beispiel eine graphitelektrode diese hat einen höhere
5:28 Aktivierungsenergie und dadurch wird mehr Energie benötigt das heißt wenn wir den gleichen Versuch mit einer Platinelektrode durchführen
5:35 mit einer graphitelektrode ist die Zersetzungsspannung bei der graphitelektrode deutlich größer die Differenz zwischen
5:46 berechneter Zersetzungsspannung und gemessen als ersetzungsspannung ist dann die Überspannung das heißt die könnte so auch berechnen
5:56 neben der Elektrode gibt es auch weitere Gründe zum Beispiel Temperaturen Konstellation können unterschiedlich sein das heißt es würde zu einer
6:03 schnelleren Diffusion der Edukte an die Elektrode führen sondern langsameren falls Gase als Produkt auftreten ist das Ablösen der Gasblasen von der Elektrode
6:14 auch ein Prozess der relativ lange dauert und dadurch auch die Spannung etwas erhöhen kann es gibt noch weitere Gründe aber die sind an
6:23 dieser Stelle erstmal relevant ich hoffe ihr habt soweit alles verstanden bis bald