Elektrolyse — Chemie, 11–13 Jahre
Bei der Elektrolyse wird ein Stoff mithilfe von Strom in einfachere Stoffe zerlegt. Dabei kann elektrische Energie eine chemische Veränderung antreiben.
Strom trennt eine Verbindung
Bei der Elektrolyse fließt elektrischer Strom durch eine geeignete Flüssigkeit oder einen geschmolzenen Stoff. Dadurch bewegen sich Teilchen zu verschiedenen Elektroden, wo neue Stoffe entstehen können. Es ist nicht bloß Filtern oder Schmelzen: Die ursprüngliche Verbindung wird chemisch verändert.
Warum Strom verwenden?
Manche Verbindungen sind so stark zusammengehalten, dass Erhitzen oder Filtern sie nicht trennt. Chemiker brauchten eine Möglichkeit, nützliche Elemente aus Verbindungen wie geschmolzenen Salzen oder Wasser zu gewinnen. Elektrolyse liefert Energie und lenkt geladene Teilchen, braucht aber Strom und passende Geräte.
Wasser zerlegen
In einem sicheren Aufbau wird Wasser an eine Batterie und zwei Elektroden angeschlossen. An beiden Elektroden entstehen Blasen: An einer bildet sich Wasserstoff, an der anderen Sauerstoff. Sammelt man die Gase, erhält man etwa 2 Volumen Wasserstoff auf 1 Volumen Sauerstoff. Das passt zu H₂O und zur Gleichung 2H₂O → 2H₂ + O₂.
Die Flüssigkeit verschwindet
Man könnte sagen, das Wasser sei einfach verschwunden, wenn Blasen aus dem Gerät entweichen. Das scheint logisch, weil der Flüssigkeitsstand sinkt und man die Gase nicht sieht. Tatsächlich wurden Wasserteilchen zu Wasserstoff und Sauerstoff umgeordnet. Diese Gase brauchen Raum und haben andere Eigenschaften; sie sind nicht zu nichts geworden.
Metalle und Wasserstoff herstellen
Elektrolyse wird genutzt, um Aluminium aus seinem Erz zu gewinnen und Gegenstände mit einer dünnen Metallschicht zu überziehen. Außerdem kann man damit Wasserstoff aus Wasser für Forschung und manche Energiesysteme herstellen. Diese Anwendungen sind real, brauchen aber viel Strom; deshalb ist seine Herkunft wichtig.
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