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Faraday-Gesetze

Beispiel

Zur Abscheidung von 1 mol (= 1 val) Natrium ist eine Ladungsmenge von 1 ⋅ 1 mol ⋅ F = 96487 C notwendig.

Na++ e Na

Bei der Elektrolyse von Mg2+ scheidet die gleiche Ladungsmenge nur ½ mol (= 1 val) Magnesium ab, denn pro mol Mg2+ werden 2 mol Elektronen, d.h. 2 ⋅ F benötigt.

Mg2++ 2e Mg

Man macht sich diese definierten Verhältnisse bei Coulometern zunutze. Mit Coulometern kann man geflossene Ladungsmengen bestimmen, wenn man sie in den Stromkreis schaltet.

In einem Silbercoulometer erfolgt die Reaktion:

Ag++ e Ag

Durch Wägung der Kathode vor und nach der Elektrolyse, kann die geflossene Ladungsmenge berechnet werden, denn 1 mol Silber entspricht 96487 C.

Beim Knallgascoulometer wird das Volumen des bei der Elektrolyse von verdünnter Schwefelsäure freigesetzten Wasserstoffs (Kathode) und Sauerstoffs (Anode) bestimmt und über das molare Volumen der Gase auf die geflossene Ladungsmenge geschlossen:

Abb.1
Knallgascoulometer

Zur Berechnung der Knallgasmenge müssen die Druckverhältnisse (Hydrostatischer Druck phydro, Partialdruck des Wassers p H 2 O , Atmosphärendruck pL) beachtet werden:

p Knallgas = p L + p hydro p H 2 O
Abb.2

Ferner muss die Redoxgleichung aufgestellt werden:

Abb.3
Hinweis
Eine Ladungsmenge von 4 F erzeugen 3 mol Knallgas.
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