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Aufgabe:  Wie unterscheiden sich die beiden Zellen?

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Salut,


Wie unterscheiden sich die beiden Zellen?

Der wichtigste Unterschied ist, dass in einer galvanischen Zelle die Reaktion freiwillig abläuft, wobei elektrische Energie nach außen abgegeben wird, bei der Elektrolyse hingegen durch Einsatz von elektrischer Energie die Reaktion erzwungen werden muss.

Beide Verfahren sind im wesentlichen Spiegelbilder voneinander, was sich am besten an einem Beispiel erkennen lässt:

Elektrolysiert man eine Zinkbromidlösung an Platinelektroden, so laufen die Elektrodenreaktionen nur dann ab. solange ein Gleichstrom fließt. An der mit dem Pluspol der Gleichspannungsquelle verbundenen Elektrode werden Bromidionen zu Brommolekülen oxidiert, an der mit dem Minuspol verbundenen Elektrode Zinkionen zu Zinkatomen oxidiert.

Das sieht dann folgendermaßen aus:

Oxidation (Anode, Pluspol):    2 Br - (aq)    →    Br2 (l) + 2 e-

Reduktion (Kathode, Minuspol):   Zn2+ (aq) + 2 e-    →    Zn (s)

--------------------------------------------------------------------

Redoxreaktion:  Zn2+ (aq)  +  2 Br -    →    Zn (s)  +  Br2 (l)


Wird nun diese Elektrolyse unterbrochen, so ist zwischen den Elektroden weiterhin eine Spannung messbar, wobei sich durch die Abscheidung der Elektrolyseprodukte die Platinelektroden zu einer Zink- und einer Bromidelektrode gewandelt haben und es zur Bildung eines galvanischen Elements gekommen ist, bestehend nun aus einer Zn / Zn2+ - Halbzelle sowie einer Br - / Br2 - Halbzelle. Die elektrische Energie der entstandenen galvanischen Zelle ist groß genug, um einen zwischen den Elektroden geschalteten Elektromotor zu betreiben, wodurch sich Zink - Anode und Brom - Kathode wieder auflösen.

Die Vorgänge im galvanischen Element:

Oxidation (Anode, Minuspol):   Zn (s)    →    Zn2+ (aq)  +  2e-

Reduktion (Kathode, Pluspol):    Br2 (l)  +  2e-    →    2 Br - (aq)

--------------------------------------------------------------------

Redoxreaktion:  Zn (s)  +  Br2 (l)    →    Zn2+ (aq)  +  2 Br - (aq)


Du erkennst somit, dass bei einer Elektrolyse (in wässriger Lösung) genau die umgekehrten Vorgänge ablaufen wie in einer galvanischen Zelle. Die Elektroden erhalten dabei umgekehrte Vorzeichen: Die Anode wird zum Pluspol, die Kathode zum Minuspol.


Bonne chance !

von 24 k

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