B II - 1 - Überführungszahlen und Wanderungsgeschwindigkeit

Ersetzt man dann den Strom I durch die Ladung Q = I·t, ergibt sich:
(B II - 1-4):
Ferner gilt:
Q +
t + = (B II - 1-5):
Q
λ
(B II - 1-6): =
Λ
+
t +
(B II - 1-7):
λ
=
Λ
−
t − .
Q −
t − = .
Q
λ+, λ-: Ionenäquivalentleitfähigkeit
Λ: Äquivalentleitfähigkeit
Im Versuch werden die Überführungszahlen nach Elektrolyse von 0.1N KOH oder 0.1N
H2SO4 in einer Hittorf-Zelle bei konstantem Strom und anschließender Bestimmung der
Änderung der Äquivalente an OH - -Ionen (KOH) bzw. H + -Ionen (H2SO4) im Anoden- und
Kathodenraum ermittelt (vgl. Versuchsdurchführung).
Bei der Elektrolyse sowohl von KOH als auch von H2SO4 wird an der Kathode Wasserstoff
und an der Anode Sauerstoff entwickelt. (Geben Sie die Gleichungen für die Elektrodenreaktionen
an!)
Die Menge der an Anode und Kathode durch die Ladung Q = I·t entladenen Ionenäquivalente
Q Q Q
ist gleich . Durch Wanderung werden die Mengen t+· an Kationen und t-· an Anionen
F
F
F
transportiert. Bei Berücksichtigung beider Effekte in Anoden- und Kathodenraum erhält man
folgende Bilanz:
a) KOH
K +
OH -
H +
Anodenraum Kathodenraum
Entladung Wanderung Entladung Wanderung
---
Q
-t+·
F
---
Q
+t+·
F
Q
-
F
Q
+t-·
F
---
Q
-t-·
F
--- ---
---
Q Q -
- = + an OH
F F
Q Q
nE = nA - + t-·
F F
Q Q
nE = nA + - t-·
F F
n E − n A
t- = ⋅ F + 1
I ⋅ t
n A − n E
t- = ⋅ F + 1
I ⋅ t
nA, nE: vorhandene Stoffmenge an OH - vor bzw. nach der Elektrolyse in Mol