Volumen von Chlor an der Anode einer Elektrolysezelle berechnen?

Question by palimpalim: Volumen von Chlor an der Anode einer Elektrolysezelle berechnen?
Hallo. ich komm grade echt nicht weiter. Hab Chemie-Hausaufgaben und die sind sehr schwer. Hab auch schon im Netz geguckt, aber finde nichts. Hoffe jemand kann mir helfen?!

Also die Aufgabe ist:
Berechnen Sie das Volumen von Chlor, welches in 8 Stunden an der Anode einer Elektrolysezelle abgeschieden wird, wenn ein Strom von 50 000 A fließt und die Stromausbeute 90% (Wirkungsgrad: 0,9) beträgt.
Und dann soll man noch den für z eingestezten Wert begründen...

Also die Formel ist ja n= (I*t)/(z*F)
I = 50 000 A oder muss ma das umrechnen?
t= 2880s
ja und F und z weiß ich gar nicht???


Best answer:

Answer by picus48
Letzlich kommt es darauf an, welche Ladungsmenge Q bei der anodischen Oxidation von Cl⁻ zu Cl₂ zur Verfügung steht.

Reaktionsgleichung: 2 Cl⁻ + 2 e⁻ --> Cl₂

Und die ladungsmenge Q ist gegeben durch die Stromstärke I und die Zeit t:

Q = I * t = 50.000 A * 8 h * 60 min/h * 60 sec/min = 1440000000 As = 1440000000 C (Coulomb)

z = 2, es werden ja pro Molekül (mol) Cl₂ 2 (mol) Elektronen benötigt. Jetzt benötigen wir nur noch die Faraday-Konstante und dann können wir die Stoffmenge Cl₂ berechnen und damit das Volumen

Die Konstante ist sozusagen die molare Ladungsmenge und definiert als F = Q/n (Ladung C/mol) der Wert ist F = 96 485,3365 C · mol⁻¹.

Damit ergibt sich n = 1440000000 C/(2 * 96 485,3365 C · mol⁻¹) = 74620 mol

Mit dem Volumen ist das so eine Sache, da Chlor kein ideales Verhalten zeigt [http://de.wikipedia.org/wiki/Ideales_Gas]. Aber wir haben ja nichts anderes. 1 mol eines idealen Gases nimmt unter Normalbedingungen das Volumen von 22,4 Litern ein. Daher haben wir:

V = 22,4 l/mol * 74620 mol = 167155 l = 167,155 m³

Edit

Das Ergebnis muss noch mit dem Wirkungsgrad korrigiert werden! Hatte ich glatt vergessen :-(

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