Elektrolyse

Elektrolyse von Bleinitrat zwischen Bleielektroden

Metallische Bleikristalle bilden sich und setzen sich an der Kathode ab: $Pb^{2+}$ $+$ $2e^-$ $\longrightarrow$ $Pb(s)$ Blei(II)-Ionen werden durch vom Generator gelieferte Elektronen reduziert.

An der Kathode ( $\ominus$ Elektrode ): Reduktion

 

Elektrolyse von Kaliumsulfat zwischen Kupferelektroden.

Kupfer(II)-Ionen bilden sich und lösen sich an der Anode auf: $Cu$ $-$ $2e^-$ $\longrightarrow $$Cu^{2+}$ Die $ Cu $-Atome der Anode werden durch den Verlust von Elektronen, die vom Generator angezogen werden, oxidiert.

An der Anode ( $\oplus$ Elektrode): Oxidation

 

Verallgemeinerung

Oxidationsmittel 1 ist nicht stark genug, um spontan Elektronen dem Reduktionsmittel 2 zu entreißen.

Der Generator ist eine Elektronenpumpe. Es erzwingt den Austausch von Elektronen, der sonst nicht möglich wäre. An der Kathode erzwingt es die Reduktion des stärksten Oxidationsmittels (in Lösung oder an der Elektrode) An der Anode wird die Oxidation des stärksten Reduktionsmittels erzwungen (in Lösung oder an der Elektrode) In der Lösung wird der Ladungsausgleich durch die Migration von positiven Ionen zur Anode, von negativen Ionen zur Kathode hin sicher gestellt.

 

Die Rolle des Wassers: Elektrolyse einer Kaliumjodidlösung zwischen inerten Elektroden

 

Ein Teil des Wassers dissoziiert sich immer in Wasserstoff-und Hydroxidionen : $H_2O$ $\longrightarrow H^+$ $+$ $OH^-$

Diese Dissoziation ist sehr schwach (ungefähr ein Molekül von 10.000.000), aber es genügt, die Ionen $ H^+$ und $OH^-$ bei der Vorhersage der Elektrolyse in wässriger Lösung zu berücksichtigen! In unserem Fall sind wir in der Gegenwart der folgenden Spezies: $K^+$   $I^-$   $H^+$   $OH^-$   $H_2O$ Wenn wir die Tabelle der Redox-Paare betrachten, finden wir Folgendes: $ H^+ $ ist das stärkste Oxidationsmittel. Er ist es, der auf die Kathode reduziert wird: $ 2H^+$ $ + $ $ 2e^- $ $ \longrightarrow $ $ H_2 (g) $ Nach dem Verschwinden des Wasserstoffions verbleibt ein Überschuss an Hydroxidionen, und dies ist, was Phenolphthalein färbt. $ I^- $ ist das stärkste Reduktionsmittel. Er ist es, der an der Anode oxidiert wird: $ 2I^- $ $ \longrightarrow $ $ I_2 $ Wir sehen dort die bräunliche Farbe von Iod in Erscheinung treten.