Elektrolyse
[* 2] (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 Elektrolyse
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 Elektrolyse
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
[* 3] eines jeden einfachen
elektrischen
Paars zersetzt. Verdünnte
Schwefelsäure
[* 4] 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
[* 5] wird in
Chlor und
Wasserstoff,
Chlorkalium in
Chlor und
Kalium zersetzt. Bei der Elektrolyse
eines
Schwefelsäuresalzes, z. B. des
Kupfervitriols
CuSO4 , scheidet sich an der elektronegativen
Elektrode
Kupfer,
[* 6] 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 Schwefelsaure 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 Elektrolyse
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 Elektrolyse
findet Anwendung in der
Galvanoplastik,
[* 7] zum
Vergolden,
Versilbern etc., zum
Ätzen auf
Metall,
zur Abscheidung von
Metallen aus ihren
Verbindungen (s.
Elektrometallurgie)
[* 8] 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
[* 9] zum
Entfuseln des
Spiritus
[* 10] benutzt.