Berechnen des Energieaufwandes für Elektrolyse

[brain]

Kann mir jemand einen Denkansatz liefern, mit dem ich mir eine Formel herleiten kann, um den Energieaufwand einer (Schmelzfluss-)Elektrolyse zu berechnen, wenn ich die Spannung und die Stromausbeute (Was ist das???) gegeben habe?

[verunglueckter]

Ich hab das selbe Problem mit dieser Aufgabe, zumal wie in der 9 Klasse noch nicht dranhaben wie man ausrechnet wieviel Energie bei Reaktion frei wird.

Die Stromausbeute gibt an wieviel Energie effektiv genutzt werden kann. Es wird immer etwas Energie in nicht nutzbare Energieformen umgewandelt welche damit dann verloren gehen. Wenn du 1000 kWh hast und eine Stromausbeute von 97% gehen 30 kWh in Form von Wärme oder sonstewas verloren.

[brain]

Achso. Dann müsste man also quasi nur die Reaktionswärme überlegen und das dann für die 1t ausrechnen und nochmal 95% draufschlagen oder wie?

[verunglueckter]

Du müsstest ausrechnen wieviel Energie du brauchst und diese Menge sind die 95%.
Also benötigte Energie durch 95 mal 100 und dann haste die Energie die zugeführt wird.

[brain]

Kannst das ganze einfacher ausrechnen mit 1. Faraday'schen Gesetz. Steht in jedem Tafelwerk. Ich komme sogar auf ein plausibles Ergebnis

[verunglueckter]

Danke für den Tip ich werds mir mal anschauen.

Du musst mal bei Wikipedia nach Schmelzflusselektrolyse suchen. irgendwo dort steht eine gerundete Angabe wie viel Energie zur Erzeugung von ner gewissen Menge Al brauchst.

ps: thx für die Aufgaben

[Gast]

wer nicht von selbst in die Wiki schaut, ist selber schuld Das meinte ich auch mit plausiblem ergebnis.

[verunglueckter]

Zwei Blöde ein Gedanke :D

[Polly]

Ich habe noch eine Frage zu so einer ähnlichen Aufgabe:

In einer Anlage zur Gewinnung von Aluminium durch Schmelzfluss-Elektrolyse werden im Jahr an 365 Tagen 80000 Tonnen Aluminium hergestellt. Dabei sind 200 Elektrolysezellen hintereinander geschaltet. Die Stromstärke beträgt im Durchschnitt 150kA.
a) Berechnen Sie die Masse an Aluminium, die ein einer Zelle in einer Stunde gebildet wird.
b) Berechnen Sie, wie groß in diesem Fall die Stromausbeute ist.


a) Hab ich gemacht, ging recht leicht und es kam 0,0457kg raus. (Stimmt das?)

b) Verstehe ich nicht. Was wollen die genau von mir? Hab den Thread oben hier schon gelesen, versteh es aber trotzdem nicht. Bei Wiki geguckt, und rausgefunden, wie viele kWh ich für ein kg Aluminium brauche (das sind übrigens 13-15). Und jetzt?

Bitte helft mir...^^

[alpha]

a) Hab ich gemacht, ging recht leicht und es kam 0,0457kg raus. (Stimmt das?)

Ich denke, es handelt sich um Tonnen... 80'000/(365*24*200) sollte eigentlich das Resulat liefern - und die 80'000 sind Tonnen...


Für b) solltest du wissen, das Ampère=Coulomb pro Sekunde.

Wenn in einer Stunde 45.7 kg Al elektrolysiert wird, so brauchst du 3*45.7/(60*0.027) Elektronen pro Sekunde, das sind 84.6.
Die 3 kommt davon, dass Al als Al3+ vorliegt, die 45.7 ist die Menge, die 60 ist die Umrechnung von Stunden in Sekunden und die 0.027 sind die kg/mol Al...
Dies geschieht 200 mal (in jeder Zelle), also wären es 200*84.6 Ampère, macht 17 kA, gute 10%!

Allerdings bedeutet dies, dass die Stromausbeute lediglich 10% beträgt, was ja nicht gerade berauschend ist. Folglich könnte es gut sein, dass ich mich verrechnet habe oder man einen anderen Lösungsansatz verwenden sollte!

Grüsse
alpha

[Polly]

a) Oh. Klar. Kommt davon, wenn man zu blöd ist um auf die Einheiten zu achten!!

b) Nee stimmt so nicht irgendwie. Haben wir heute in der Schule anders gemacht, nämlich nach dem zweiten Faraday-Gesetz, also n= (I*t)/(z*F)
Da kommt dann was von ca 90% raus, ganz schön viel..

[alpha]

Für b) solltest du wissen, das Ampère=Coulomb pro Sekunde.

Wenn in einer Stunde 45.7 kg Al elektrolysiert wird, so brauchst du 3*45.7/(60*0.027) Elektronen pro Sekunde, das sind 84.6.

Nicht wirklich, es sind soviele Mol Elektronen pro Sekunde!
Dann müsste man noch die Ladung von ausrechnen: 1 e- hat eine Ladung von 1.6*10^-19 C, das habe ich auch ignoriert...

Aber komme dennoch nicht auf das richtige Resultat, also stimmt irgenetwas weiterhin nicht bei mir - stehe gerade auf dem Schlauch

Grüsse
alpha

[Equilibrium]

Die Faraday Konstante könnte helfen ;)

[alpha]

Die Faraday Konstante könnte helfen

die habe ich doch nachträglich berücksichtigt:
F=NA*e= 6.02^23*1.6*10-19 C=96'320 (statt 96'485, ganz korrekt)... An der kanns also nicht liegen - muss noch einen weiteren Fehler gemacht haben...

Grüsse
alpha