Praktikumsskript Stand: WiSe 2010/2011 - Fachbereich Chemie ...

6. Versuchsgruppe: Analyse und Synthese des Wassers 46
6.1 Die Elektrolyse von Wasser
(Hofmann’scher Zersetzungsapparat)
Versuchsdurchführung:
Anstelle eines bei Elektrolysen häufig eingesetzten U-Rohres verwenden
wir den Hofmann’schen Zersetzungsapparat (siehe Abbildung), der mit
30 %-iger Schwefelsäure als Elektrolyt befüllt wird. Hierzu öffnet man
die Hähne der beiden Zersetzungsrohre und lässt durch die Kugel des
mittleren Rohres langsam so viel Schwefelsäure einfließen, dass die
beiden äußeren Schenkel bis in die Hähne gefüllt sind.
Die Platinelektroden werden über ein Voltmeter und ein Amperemeter
mit einer Spannungsquelle verbunden.
a) die Zersetzungsspannung
Die Spannung wird in 0,2 Volt-Schritten erhöht und jeweils die
Stromstärke notiert. Nähern Sie sich dabei jedem 0,2-Volt-Schritt durch
vorsichtiges Regulieren langsam von unten an, so dass der jeweilige
Wert nicht kurzzeitig extrem überschritten wird. Nach dem Erreichen
der Zersetzungsspannung (woran erkennbar?) wird die Messung mit der
Aufnahme von drei weiteren Werten fortgesetzt.
b) das Volumen der Gase
Für die weitere Elektrolyse wird nun konstant eine Spannung von etwa 20 V eingestellt und die
zugehörige Stromstärke notiert. Während der Elektrolyse werden die Volumina der sich
bildenden Gase zehn Minuten lang minütlich abgelesen. Danach wird weiter elektrolysiert, bis
sich der Kathodenraum fast ganz gefüllt hat.
c) Nachweise der Gase
„Knallgasprobe“:
Das Gas, welches im Kathodenraum entsteht, wird durch die Knallgasprobe als Wasserstoff
nachgewiesen. Man fängt dazu in einem Reagenzglas ca. 20 mL Gas auf und bringt sofort die
Mündung des Reagenzglases senkrecht nach unten weisend an die Bunsenbrennerflamme.
„Glimmspanprobe“:
Im Anodenraum entsteht Sauerstoff. Man fängt ihn ebenfalls in einem Reagenzglas auf und führt
rasch einen glimmenden Holzspan ein.
Auswertung während des Praktikumstages:
zu a)
Tragen Sie die Messwerte per Hand graphisch auf (Stromstärke gegen Spannung), und
diskutieren Sie den Verlauf kurz.
Warum verwenden wir keine Natriumchloridlösung anstelle der Schwefelsäure?