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Prinzip und Anwendung
Als Elektrolyse bezeichnet man einen Vorgang, bei dem durch Anlegen einer Gleichspannung ein Redoxprozess erzwungen wird. Bei der Elektrolyse führt eine Spannungsquelle der Kathode Elektronen zu, die deshalb negativ geladen ist. Aus der Anode, der positiv geladenen Elektrode, werden dagegen Elektronen abgezogen. Die in der Lösung befindlichen Ionen wandern im elektrischen Feld: Kationen werden von der Kathode angezogen und übernehmen dort Elektronen (sie werden reduziert); Anionen werden von der Anode angezogen und geben dort Elektronen ab (sie werden oxidiert).
Elektrolyse. Kationen und Anionen eines Elektrolyten wandern im elektrischen Feld zur Kathode bzw. Anode.
(Quelle: Zabel, Kurzlehrbuch Physiologie, Thieme, 2016)Bei der Elektrolyse einer HCl-Lösung laufen an den Elektroden folgende Vorgänge ab:
Kathodenprozess: 2 H3O+ + 2 e– → H2 + 2 H2O
Anodenprozess: 2 Cl– → Cl2 + 2 e–
Bei der Elektrolyse können die im ablaufenden Reaktionen durch die zugeführte Energie umgekehrt werden. Bei der Elektrolyse werden HO-Ionen zum Oxidationsmittel und die Chloridionen zum Reduktionsmittel. In einem galvanischen Element würde die Redoxreaktion umgekehrt ablaufen.
Die elektrochemische Spannungsreihe
In der elektrochemischen Spannungsreihe sind die Standardredoxpotenziale (Standardreduktionspotenziale) verschiedener Redoxpaare bei Standardbedingungen (25 °C; 1,013 bar, pH = 0) angegeben. Die Konzentration der beteiligten Verbindungen ist 1 mol l–1.
(Quelle: Endspurt Chemie, Thieme, 2015)
