Aufsatz-Elektrolyse?

Ich schreib gerade einen Aufsatz über die Elektrolyse von Wasser. Vielleicht gibt es hier ein paar Chemieexperten die einmal drüberschauen wollen und vielleicht etwas hinzufügen oder berichtigen wollen

Soweit bin ich bisher

Definition Wasserelektrolyse

Die Wasserelektrolyse von Wasser zu Wasserstoff ist eine chemische exoterme Reaktion die mithilfe von elektrischer Spannung Wasser und Sauerstoff im Wasser voneinander trennt.

Versuchsbeschreibung der Wasserlektrolyse:

Materialen: Verdünnte Schwefelsäure ,Gleichspannungsquelle,Anschlusskabel und Krokodilsklemmen,U-Rohr,Stativ,2 Graphitelektroden mit Gummistopfen

Aufbau

  1. Schraube das U-Rohr an das Stativ und kippe die Verdünnte Schwefelsäure rein bis es zu zwei Drittel voll ist. 
  2. Befestige nun die Elektroden an den beiden Ausgängen der Röhre. Stopfe dann mit den Gummistopfen die Rohrenden luftdicht zu. 
  3. Verbinde jetzt mithilfe der Anschlusskabel und den Krokodilsklemmen die Elektroden mit der Spannungsquelle.

Durchführung

Nun schalten wir den Gleichstrom bei 6-10 Volt( Je nachdem wie stark die Schwefelsäure verdünnt ist) bei mindestens 10 Minuten ein und lassen die Mischung elektrolysieren.

Chemischer Ablauf während der Elektrolyse

Während der Gleichstrom angeschaltet ist spielen sich zwei Teilreaktionen ab. Eine Oxidation und eine Reduktion.

 Die Oxidation passiert bei der Anode also der Elektrode die am Pluspol angeschlossen ist. Dorthin gehen die negativ geladenen Hydroxid-Ionen. Mehrere dieser Ionen verbinden sich mit der Abgabe von Elektronen miteinander. Es entsteht reines Wasser und Sauerstoff der nach oben entweicht. 

Die Reduktion läuft bei der am Minuspol angeschlossenen Elektrode also der Kathode ab. Dorthin gehen die die positiv geladenen Oxonium-Ionen. Hier bekommen sie ein Elektron das durch den Stromfluss vom Minuspol kommt. Es entsteht neutrales Wasser und ein Wasserstoffatom was sich mit einem anderen zu Wasserstoff verbindet. Dieser steigt ebenfalls nach oben.

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Reaktion von Kupfer und Salpetersäure?

Hallo liebe Chemiker,

ich habe mich in letzter Zeit einmal mit Redoxreaktionen beschäftigt (10. Klasse). Mir fällt es nicht besonders schwer, Redoxreaktionen aufzustellen. Aber den chemischen Hintergrund zu verstehen- das finde ich dann schon schwieriger.

Als Beispiel habe ich die Reaktion von Kupfer und Salpetersäure zu Kupferionen und Stickstoffdioxid.

Mir geht es besonders um die Reduktion, welche bekanntlich so aussieht:

HNO3 + e- + H+ —> NO2 + H2O

Da sich die Oxidationszahl von Stickstoff von V auf IV nimmt es ein Elektron auf, welches mit einem H-Ion ausgeglichen werden muss.

Das finde ich aber ziemlich schwer sich vorzustellen. Das Stickstoffatom nimmt ja schließlich kein Elektron auf. Stattdessen wird eines der Elektronen aus der Elektronenpaarbindung mit dem „verlorenen“ Sauerstoffatom nun nicht mehr stärker von jenem angezogen. Wenn Stickstoff „wirklich“ ein Elektron aufgenommen hätte, müsste sich doch auch die tatsächliche Ladung ändern, oder?

Das gleiche Problem stellt sich mir auch bei dem positiv geladene H-Ion: Zusammen mit dem „verlorenen“ H-Atom und O-Atom bildet es ein Wassermolekül. Müsste dieses Wassermolekül nicht dann auch einfach positiv geladen sein?

Für mich würde die Teilreaktion daher mehr Sinn machen, wenn sie so aussehen würde:

HNO3 + H —> NO2 + H20

Vielleicht kann mir jemand erklären, wo mein(e) Denfehler liegt.

LG

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