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Elektrolyse I - Grundlagen

Beispiel: Redoxprozess zwischen Kupferionen und metallischem Zink

Zn+ Cu2+ erzwungen freiwillig Zn2++ Cu

Im Daniell-Element läuft die Reaktion freiwillig nach rechts ab (Galvani'sches Element). Durch Elektrolyse kann der Ablauf der Reaktion von rechts nach links erzwungen werden.

Abb.1
Elektrolyse des Redoxsystems Zn/Cu

Für die Elektrolyse wird an die beiden Metallelektroden eine Gleichspannung angelegt. Der negative Pol liegt an der Zinkelektrode. Dieses ist die Kathode. Elektronen fließen von der Stromquelle zur Zink-Elektrode. Zink-Kationen aus der Lösung werden an der Zinkelektrode entladen und scheiden sich als metallisches Zink ab. An der Kupfer-Elektrode gehen Kupfer-Ionen in Lösung. Die frei werdenden Elektronen fließen zum positiven Pol der Stromquelle. Die Kupfer-Elektrode ist die Anode. Die Richtung des Elektronenflusses und damit die Reaktionsrichtung wird durch die Richtung des angelegten elektrischen Feldes bestimmt. Durch Anlegen einer Gleichspannung wird die Umkehrung der im Daniell-Element freiwillig ablaufenden Reaktion erzwungen. Zink-Kationen werden zu metallischem Zink reduziert, metallische Kupfer-Atome zu Kupfer-Kationen oxidiert.

Elektrodenvorgänge

Zn2++ 2e Zn Kathode Cu Cu2++ 2e Anode Zn+ Cu2+ Zn2++ Cu Gesamtreaktion
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