Elektrolyse mit anderer Säure als Schwefelsäure?
In fast allen Beispielen für Elektrolyse Reaktionen wird versünnte Schwefelsäure verwendet. Salzsäure sollte nicht verwendet werden, dadie Chlorid Ionen schnell zu elementaren Chlor oxidiert werden können, aber wie sieht das bei anderen Säuren aus? Würde eine Elektrolyse beispielsweise mit Essigsäure oder Zitronensäure funktionieren, oder sind diese Säuren nicht geeignet?
2 Antworten
Schwache Säuren wie Essigsäure haben weniger H₃O⁺ und leiten den Strom daher schlechter (mehr Wärmeentwicklung während der Elektrolyse, die den Wirkungsgrad herabsetzt). Sie entwickeln aber an der Kathode genauso H₂ wie Schwefelsäure.
Das Problem ist, was an der der Anode passiert. Da kann grundsätzlich entweder das Säurerest-Anion oxidiert werden, oder das Wasser (im letzteren Fall bildet sich O₂). Sulfat oder Nitrat sind Anionen, die sich nur schlecht bis gar nicht oxidieren lassen, und daher bildet sich O₂; demgegenüber sind sich Chlorid oder Bromid leichter als Wasser oxidierbar (⇒ Cl₂, Br₂).
Organische Säure lassen sich immer oxidieren, im Extremfall zu CO₂ und H₂O. Was aber genau passiert, hängt bestimmt auch von den genauen Versuchsbedingungen ab. Eine häufige Reaktion bei der Elektrolyse von Carbonsäure ist die oxidative Decarboxylierung, die aus der COOH-Gruppe ein CO₂ abspaltet, und von den zurückbleibenden Resten tun sich zwei zusammen und bilden ein neues Molekül:
2 CH₃CO₂¯ ⟶ CH₃CH₃ + 2 CO₂ + 2 e¯
aber ich getraue mich nicht, vorauszusagen, wie diese Reaktion bei Citrat ablaufen könnte. Wahrscheinlich weiß das Citrat das selber nicht, und es entsteht irgendeine wilde Mischung von verschiedenen Oxidationsprodukten.
Ja, Phosphorsäure ist auch nicht oxidierbar, daher wird das Wasser zu O₂ oxidiert.
Über die Elektrolyse von Alkoholen habe ich nie nachgedacht oder nachgelesen. Aber ich vermute, daß mit einer nicht oxidierbaren Säure an der Kathode Kohlenwasserstoffe und an der Anode O₂ entstehen.
Sekundäre Alkohole werden ja zu ketonen oxidiert, könnte das sein? Und wenn in der anderen halbzelle etwas anderes gelöst ist, das reduziert werden kann, dann würde das reduziert werden oder?
Hmm, ja, Du hast recht, es ist plausibler, wenn an der Anode Aldehyde bzw. Ketone gebildet werden. Stellt sich nur die Frage, was bei tertiären Alkoholen passieren könnte — vielleicht meldet sich ja jemand mit einer Idee.
Ich denke nicht, dass das mit puren Alkoholen funktioniert - dazu ist deren Leitfähigkeit und Salzlöslichkeit doch viel zu gering. Ionische Flüssigkeiten sind aber, soweit ich weiß, im Labormaßstab eine Alternative zu Säuren.
Ja, aber man kann problemlos Säuren wie H₂SO₄ in Alkoholen lösen und sollte ann leitfähige Lösungen bekommen — die Alkohole sind ja protonierbar.
H₂SO₄ + ROH ⟶ HSO₄¯ + RO⁺H₂
Also was kommt bei Schwefel und Salzsäure raus (also mit elementarzeichen und so)und wie macht man das
Kannte das bisher nur mit Wasser und Salzen
Die Lösung, in der das Salz gelöst wird oder eben das (in Wasser gelöste) Wasser haben ein kleinwenig Schwefelsäure zugesetzt, um den Ladungsaustausch zwischen den Halbzellen zu ermöglichen. Die Schwefelsäure selbst wird aber nicht oxidiert/reduziert. Bei Salzsäure kann es passieren, dass die Chlorid Ionen oxidiert werden und so Chlorgas entsteht, was man eben vermeiden will. Daher nimmt man keine Salzsäure dafür
Wie wäre das bei phosphorsäure, würde da auch Sauerstoff entstehen? Und wie ist das bei anderen Lösungsmitteln als Wasser, z.B Isopropanol, würde das funktionieren? Auf jeden Fall schonmal danke für die Antwort, war sehr hilfreich