MKL1888:Elektrolyse

Elektrolyse (griech., elektrochemische Zersetzung), die durch den galvanischen Strom herbeigeführte Zersetzung chemischer Verbindungen. Leitet man von den beiden Polen einer galvanischen Batterie zwei Drähte in eine Lösung oder in eine geschmolzene Substanz, so wird dieselbe häufig in ihre nähern Bestandteile zerlegt. Die Enden der beiden Drähte nennt man Elektroden und zwar das mit dem positiven Pol der Batterie verbundene die positive Elektrode oder Anode und das mit dem negativen Pol verbundene die negative Elektrode oder Kathode. Der zersetzbare Körper heißt Elektrolyt. Da entgegengesetzt elektrische Körper sich anziehen, nennt man den an der positiven Elektrode sich ausscheidenden Körper den elektronegativen und den an der elektronegativen Elektrode sich ausscheidenden den elektropositiven Bestandteil der Verbindung. Bei der E. des Wassers erscheint z. B. der Wasserstoff als elektropositiver Bestandteil an der elektronegativen Elektrode, der Sauerstoff als elektronegativer Bestandteil an der elektropositiven Elektrode. Viele Substanzen sind der E. nicht fähig. Solche Körper, welche den elektrischen Strom nicht leiten, werden auch durch die stärksten Ströme nicht zersetzt. Jodkalium, in Wasser aufgelöst, wird durch die Kraft eines jeden einfachen elektrischen Paars zersetzt. Verdünnte Schwefelsäure in der Zersetzungszelle läßt sich, wenigstens in auffallender Weise, nur unter dem Einfluß einer kräftigen Kette zerlegen. Reines Wasser zersetzt sich noch weit schwieriger, selbst wenn es der Einwirkung starker galvanischer Batterien ausgesetzt wird. Im allgemeinen kann man sagen: alle Körper sind Elektrolyte, deren Bestandteile sich mit denen bekannter Elektrolyte (Chlorkalium, schwefelsaures Kupferoxyd) durch doppelte Wahlverwandtschaft umsetzen. An den Elektroden können sich chemisch einfache oder zusammengesetzte Körper ausscheiden. Chlorwasserstoff wird in Chlor und Wasserstoff, Chlorkalium in Chlor und Kalium zersetzt. Bei der E. eines Schwefelsäuresalzes, z. B. des Kupfervitriols CuSO₄, scheidet sich an der elektronegativen Elektrode Kupfer, an der elektropositiven die Atomgruppe SO₄ ab, welche aber sofort in Sauerstoff und Schwefelsäureanhydrid SO₃ zerfällt. Letzteres löst sich in Wasser und bildet Schwefelsäure. Bestehen die Elektroden aus Platin, so werden sie von den sich ausscheidenden Körpern nicht angegriffen. Ist die elektropositive Elektrode aber eine Zinkplatte, so wird sie von der hier sich ausscheidenden Schwefelsäure gelöst, und so kann jedes Metall bis auf Platin als positive Elektrode oxydiert werden. Die durch den galvanischen Strom hervorgebrachte Zersetzung ist proportional der Stromstärke, und daher kann man letztere messen, indem man die Menge des Sauerstoffs und Wasserstoffs bestimmt, welche der Strom in einer bestimmten Zeit aus angesäuertem Wasser entwickelt. Leitet man denselben Strom durch verschiedene Elektrolyte, so werden stets äquivalente Mengen derselben zersetzt. Die Quantitäten der abgeschiedenen Stoffe stehen im Verhältnis der Äquivalentgewichte. Bei der E. findet sehr allgemein neben den primär elektrolytischen Vorgängen eine Reihe sekundärer Prozesse statt, indem die abgeschiedenen Körper auf die Elektroden (wie schon angedeutet), auf den Elektrolyt, auch wohl gegenseitig aufeinander einwirken. So wird schwefelsaures Kali ebenso zerlegt wie schwefelsaures Kupferoxyd, statt des Kupfers wird Kalium an der negativen Elektrode abgeschieden. Das Kalium aber zersetzt in dem Moment der Ausscheidung das Wasser der Lösung, es bildet sich Kaliumhydroxyd, und Wasserstoff wird frei. Die E. findet Anwendung in der Galvanoplastik, zum Vergolden, Versilbern etc., zum Ätzen auf Metall, zur Abscheidung von Metallen aus ihren Verbindungen (s. Elektrometallurgie) und in der chemischen Analyse zur quantitativen Bestimmung der Metalle. Versuchsweise hat man den Strom auch in der Färberei zu Oxydations- und Reduktionsprozessen und in der Spiritusfabrikation zum Entfuseln des Spiritus benutzt.