Was passiert, wenn man Salzwasser unter Strom setzt?

Elektrolyse von Salzwasser: Chemische Reaktion und Folgen

Elektrolyse ist ein elektrochemischer Prozess, bei dem ein elektrischer Strom durch eine Flüssigkeit geleitet wird, um eine chemische Reaktion hervorzurufen. Bei der Elektrolyse von Salzwasser, einer wässrigen Lösung von Natriumchlorid (NaCl), entstehen verschiedene chemische Produkte und physikalische Phänomene.

Chemische Reaktion

Wenn ein elektrischer Strom durch Salzwasser fließt, wird das Wassermolekül (H₂O) in Wasserstoff (H₂) und Sauerstoff (O₂) zerlegt. Gleichzeitig wird das Natriumchlorid in Natriumionen (Na⁺) und Chloridionen (Cl⁻) dissoziiert.

An der Kathode (negativer Pol) werden die Natriumionen reduziert und bilden elementares Natrium (Na). Dieses verbindet sich sofort mit Wasser und bildet Natriumhydroxid (NaOH) und Wasserstoffgas (H₂).

An der Anode (positiver Pol) werden die Chloridionen oxidiert und bilden Chlorgas (Cl₂). Am Pluspol entstehen auch Kupferchlorid-Ablagerungen, wenn Kupfer als Elektrodenmaterial verwendet wird.

Die Gesamtgleichung für die Elektrolyse von Salzwasser lautet wie folgt:

2 NaCl + 2 H₂O → 2 NaOH + H₂ + Cl₂

Folgen der Elektrolyse

• Natronlauge-Produktion: Die Elektrolyse von Salzwasser ist eine industrielle Methode zur Herstellung von Natronlauge (NaOH), auch bekannt als Ätznatron. Natronlauge wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter Papierherstellung, Seifenherstellung und Reinigungsmittel.
• Wasserstoffproduktion: Der bei der Elektrolyse entstehende Wasserstoff kann als Brennstoff oder zur Herstellung von Chemikalien wie Ammoniak und Methanol verwendet werden.
• Kupferchlorid-Ablagerungen: Die Bildung von Kupferchlorid-Ablagerungen an der Anode kann zu einer Beeinträchtigung der Elektrodenleistung führen und muss regelmäßig entfernt werden.
• Korrosion: Elektrolyse kann zu Korrosion von Metallelektroden führen, insbesondere wenn diese nicht aus korrosionsbeständigen Materialien wie Titan oder Platin bestehen.
• Umweltfolgen: Die Elektrolyse von Salzwasser kann zu Umweltproblemen führen, wenn die entstehende Natronlauge und das Chlorgas nicht ordnungsgemäß entsorgt werden.

Die Elektrolyse von Salzwasser ist ein wichtiger industrieller Prozess, der zur Herstellung einer Vielzahl nützlicher chemischer Produkte verwendet wird. Es ist jedoch wichtig, die chemischen und physikalischen Folgen des Prozesses zu verstehen, um sicherzustellen, dass er sicher und umweltverträglich durchgeführt wird.