H₂SO₄ = H· + H· + SO₄′′ (5).

Mit wachsender Konzentration tritt die Dissoziation im Sinne der

Gleichung (3) mehr in den Vordergrund.

In verdünnter Schwefelsäure befindet sich also eine größere Anzahl von

Ionenarten (H·, OH′, O′′, SO₄′′, HSO′₄), und daher sind verschiedene

Elektrolysen möglich. An der Kathode werden immer Wasserstoffionen

entionisiert, an der Anode aber können vier verschiedene Ionenarten

herauselektrolysiert werden.

Welche Ionenart auch außer Wasserstoff abgeschieden werden mag, an der

Stromleitung innerhalb des Elektrolyten sind ~alle~ Ionenarten

beteiligt.

Um aus einem Elektrolyten zwei verschiedene Ionenarten ~dauernd~

herauszuelektrolysieren, muß man eine gewisse Minimalspannung

anwenden; für uns kommen folgende von ~Le Blanc~ angegebene

~Zersetzungsspannungen~ in Betracht:

H· und O′′ 1,08 Volt }

H· „ OH′ 1,68 „ } + Überspannung

H· „ SO₄′′ 1,95 „ }

H· „ HSO₄′ 2,60 „ }

Die angegebenen Zersetzungsspannungen genügen i. A. noch nicht, eine

~sichtbare~ Gasentwickelung herbeizuführen, man muß diese vielmehr um

einen von der Natur der Kathode abhängigen Betrag vergrößern[7]

(natürlich ist hier nicht der Spannungsabfall im elektrolytischen

Apparat, i × w, gemeint).

Wenn sichtbare Gasentwickelung erfolgen soll, so müssen sich

Gasbläschen bilden. Man kann nun annehmen, daß für die Bildung der

Bläschen eine gewisse Arbeit verbraucht wird, die der elektrische

Strom liefern muß, und daß diese Arbeit von der Beschaffenheit der

Oberfläche, an der die Wasserstoffbildung erfolgt, abhängig ist

(Überspannung).

Am kleinsten ist die ~Überspannung~ für platiniertes Platin (Kathode),

für blankes Platin ist sie nahezu 0,1 Volt. Höchst wichtig ist für uns

die ~Überspannung~ für ~Blei~, die ~nach Caspari~ 0,64 ~Volt~

beträgt[8]. Bei der Ladung eines Akkumulators ist die Bleielektrode

Kathode; daher kann, wenn wir von der sehr geringfügigen Elektrolyse,

die den Ionen H· und O′′ entspricht, im Akkumulator eine Gasentwickelung

erst bei 1,68 + 0,64 = 2,32 Volt erfolgen; starke Gasentwickelung wird

erst bei noch höherer Spannung vor sich gehen (abgesehen von der

Überspannung des Sauerstoffs[9]).

Wegen der Überspannung ist also eine Ladung des Akkumulators erst

möglich, bezw. kann eine solche ohne ganz erhebliche Energieverluste

erfolgen.

Bei kleinen Spannungen, z. B. bei 0,5 Volt, sinkt der Strom in einem

Wasserzersetzungsapparat nicht völlig auf Null herab, es muß also auch

in diesem Falle eine Elektrolyse stattfinden. Man erhält nicht Gase von

Atmosphärendruck, sondern Wasserstoff und Sauerstoff von geringer

Konzentration, gelöst in den Elektroden und im Elektrolyten. Den Strom

bezeichnet man als ~Reststrom~ (s. S. 29).

In dem durch Elektrolyse gewonnenen Sauerstoff finden sich immer Spuren

von ~Ozon~, das durch einen sekundären Prozeß aus dem abgeschiedenen

Sauerstoff entsteht (besonders bei größerer Stromdichte).

Die Ozonbildung nimmt mit wachsender Konzentration der Säure zu. Ebenso

entsteht sekundär ~Wasserstoffsuperoxyd~[10] (H₂O₂) in geringer Menge,

wahrscheinlich an beiden Elektroden. Endlich ist zu erwähnen, daß sich

~Überschwefelsäure~ bilden kann nach der Gleichung

Die Akkumulatoren: ihre Theorie, Herstellung, Behandlung und Verwendung. · 第 22 / 66 题