Elektrolyse als Umkehrung

• Anknüpfung (4.3.1):Bei der Zinkiodid-Elektrolyse erzwingt die Spannungsquelle die Rückreaktion der freiwilligen Reaktion von Zink mit Iod.
• Galvanische Zelle:freiwillige Redoxreaktion, wandelt chemische in elektrische Energie um.
• Elektrolysezelle:dieselbe Anordnung, aber eine äußere Quelle kehrt die Reaktion um — elektrische wird in chemische Energie umgewandelt.
• Bedingung:Die äußere Spannung muss größer sein als die Spannung, die die Zelle selbst liefert.

Dasselbe Daniell-Element (4.2.2) einmal als galvanische Zelle mit Lampe, einmal beim „Laden“ mit einer Spannungsquelle. Schalte die Ansicht um oder lege beide übereinander. Klicke dann ein Bauteil an (oder Tab, Enter, ←/→), um beide Richtungen zu vergleichen.

Halte fest: Beim Umkehren behält jede Elektrode ihren Pol — Zink bleibt Minuspol. Weil sich aber alle Vorgänge umkehren, tauschen Anode und Kathode ihre Plätze, und aus der Energiequelle wird ein Energieverbraucher.

• Versuch:Nach der Zinkiodid-Elektrolyse die Quelle abklemmen und einen Motor anschließen — er läuft: Zink wird wieder oxidiert, Iod reduziert, der Strom fließt in Gegenrichtung.
• Pole:bleiben gleich — das unedlere Metall ist in beiden Betriebsarten der Minuspol.
• Elektrodennamen:kehren sich um, denn Anode = Ort der Oxidation, Kathode = Ort der Reduktion.

• Energie:Die Zelle liefert höchstens die Energie \(W = z \cdot F \cdot \Delta E\) je Formelumsatz — mindestens so viel muss die Elektrolyse zuführen (\(\Delta G = -z \cdot F \cdot \Delta E\), vgl. 1.4.3).
• Praxis:Die Ladespannung liegt immer über der Entladespannung; die Differenz geht als Wärme verloren.