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Polarisations- und Zersetzungsspannung

Strom-Spannungs-Diagramm

Das Strom-Spannungs-Diagramm hat folgende Form:

Abb.1

Der geringe Strom, der bis zum Erreichen der Zersetzungsspannung gemessen wird, kommt dadurch zustande, dass Wasserstoff- und Chlor-Moleküle langsam von der Elektrodenoberfläche in die Lösung wegdiffundieren und durch den Elektrolysestrom nachgebildet werden (Diffusionsstrom).

Die Zersetzungsspannung entspricht bei Standardbedingungen der Differenz der Standardpotentiale der beiden Redoxsysteme.

Δ E = E 0 ( Cl - /Cl 2 ) - E 0 ( H 2 / H 3 O + )

Da das Standardpotential des Systems H2/H3O+ definitionsgemäß Null beträgt, ergibt sich für die Zersetzungsspannung:

Δ E = 1,36 V 0 V = 1,36 V

Bei weiterer Steigerung der Spannung wächst der Strom nach dem Ohmschen Gesetz.

Ohmesches Gesetz
I = U Kl U z R i U Kl : Klemmenspannung U z : Zersetzungsspannung R i : Widerstand zwischen den Elektroden

Treten an Kathode und Anode die gleichen Redoxpaare auf, so wird ΔE Null, d.h. man beobachtet keine Polarisations- bzw. Zersetzungsspannung. Ein Beispiel ist die Zelle (Ag | Ag+ | Ag). Hier geht das als Anode geschaltete Silber als Ag+ in Lösung und wird an der Kathode wieder abgeschieden (Reinigungsprozess). Bei solchen Elektrolysen braucht durch die Elektrolysespannung nur der Ohmsche Widerstand der Lösung überwunden zu werden.

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