Elektrolyse einer Zinkbromid-Lösung

 
Chemikalien: Skizze:

3-4 Spatelspitzen Zinkbromid (ZnBr2)

100 ml Wasser
 
Geräte:
2 Graphitelektroden
U-Rohr
2 Kabel
Transformator
Stativmaterial
Durchführung:
Zunächst werden 3-4 Spatelspitzen in 100ml destilliertem Wasser gelöst und anschließend in das U-Rohr gefüllt, welches in ein Stativ gespannt ist.. Danach werden die Graphitelektroden in das U-Rohr eingeführt und mit den Kabeln an den Transformator angeschlossen. Die Elektrolyse wird mit einer Spannung von 1,85V betrieben.

 

Beobachtung Bild:
An der Kathode bildet sich ein Bart aus Zink. An der Anode ist eine Bildung von gelben Schlieren zu erkennen.

 

¹ Video: Elektrolyse einer Zinkbromid-Lösung

Erklärung/ Auswertung

Bei dem Zinkbart, welcher sich an der Kathode bildet handelt es sich um elemetares Zink an der Anode bildet sich Brom. Elektrolysiert man die Zinkbromid-Lösung einige Zeit könnte man den Transformator gegen einen 2V-Motor austauschen, welcher durch die soeben entstandene galvanische Zelle betrieben würde. Die Elektrolyse ist also die Umkehrung einer galvanischen Zelle:

Elektrolyse Anode
  Kathode
galvanische Zelle Anode
  Kathode
 

Wie berechnet man eine Zersetzungsspannung?

Zunächst muss man die theoretische Spannung der Zink-Brom-Zelle berechnen. Dazu muss man das Potential über die Nernst'sche-Gleichung aus dem Standartpotential (U0) errechnen. Dazu betrachtet man Donator- und Akzeptorhalbzelle getrennt voneinander:

UAkz.= U0(Br/Br-) - 0,059V/n ● lg c

UDon.= U0(Zn/Zn2+) + 0,059V/n ● lg c

Zu dieser Spannung muss noch eine Überspannung addiert werden, welche durch die Ablagerung der Elemente an den Elektroden entsteht. Diese ist abhängig vom Elektrodenmaterial und von der Elektrodenfläche und kann in Tabellen nachgeschlagen werden.

UZers. = (Upol +UÜbersp.)A - (Upol + UÜbersp.)D

                                                                    

PDF-Download: Elektrolyse

 

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