Warum 2H3O+ + 2e- --> H2 + 2H2O ?

[rushhour]

Hallo zusammen!

Eine Sache vorweg - ich habe Chemie nicht studiert! Ich bin nur ein wissbegieriger Mensch

Ich informiere mich gerade über die Chlor Alkali Elektrolyse, folgende Sache verstehe ich aber leider nicht.

In der zweiten Hälfte, also der Reduktionsseite, entsteht ja Wasserstoff H² unter folgender Gleichung:

2H3O+ + 2e- --> H2 + 2H2O

H3O+ besitzt ja 3x H+ Protonen. Wasserstoff besitzt ja ein Proton im Kern und ein Elektron in der Hülle.

Wenn sich also ( laienhaft erklärt ) von H3O+ EIN H+ Proton abspaltet und sich mit EINEM Elektron e- verbindet entsteht ja EIN Wasserstoff Atom H2 und EIN Wassermolekül H2O.

Wie reagiert nun das ZWEITE Elektron? Warum entstehen nicht 2x H2?

Mein Gedankengang: 2x H30+ MINUS 2x H2O = 2x H+ PLUS 2x e- = 2x H2..

Vielen Dank für eure Hilfe!
Es freut mich wirklich dass es so eine Seite wie diese hier gibt um neugierige Laien wie mir beim Thema Chemie zu helfen!

[Nobby]

Die eigentliche Reaktion ist
2 H+ + 2e- => H2
Da H+ aber alleine nicht existiert im Wasser klebt dieses an einem Wassermolekül

H+ + H2O => H3O+

Daher wird aus
2 H3O+ + 2e- => 2 H2O + H2

Wenn sich also ( laienhaft erklärt ) von H3O+ EIN H+ Proton abspaltet und sich mit EINEM Elektron e- verbindet entsteht ja EIN Wasserstoff Atom H2 und EIN Wassermolekül H2O.

Nein H3O+ spaltet bei Aufnahme eines Elektrons nur H ab nicht H2.
H2 entsteht erst mit einem weiteren H Atom.
H+H=> H2

[rushhour]

Hallo, vielen Dank für deine verständliche Antwort Nobby!

Stimmt, H2 besteht ja aus zwei H+ Protonen..

Dann macht die Gleichung 2 H3O+ + 2e- => 2 H2O + H2 natürlich Sinn!


Kannst du mir bitte auch hier weiterhelfen?

https://u-helmich.de/che/lexikon/C/Ch/B ... -small.jpg

1) "Zerfällt" Natriumchlorid NaCl in Na+ und Cl von alleine oder hat das etwas mit der Anode zutun?

2) Fließen die negativ geladenen Elektronen e- wie auf dem Bild dargestellt etwa von der Anode zur Kathode?

3) Die Reaktionen welche die geringste Spannung benötigen, also näher Richtung Null Volt liegen, passieren zuerst. Habe ich das so richtig beschrieben? Kannst du mir das bitte etwas genauer erläutern?

4) Beim Membranverfahren: Die Natriumionen passieren die Membran deshalb, weil sie kleiner sind als die Chloridionen, oder?

5) Warum spaltet H3O+ bei Aufnahme eines Elektrons eigentlich das H+ Proton ab?


Vielen Dank nochmal das du oder ein anderes Forenmitglied euch die Zeit nehmt meine Fragen zu beantworten! Diese Themen finde ich echt interessant.

[Nobby]

Zu 1. Natriumchlorid besteht aus Na+ und Cl- und bildet die Würfelförmigen Kristalle. In Wasser liegen die Ionen dann solvatisiert als Na(H2O)6+ und Cl(H2O)6- vor.

Zu 2. Wenn mann zwei Elektoden eintaucht und eine Spannung anlegt wandern die positiven Na+ Ionen zur Kathode negativer Pol. Die Cl- Ionen zur Anode positiver Pol. Die Ionen werden entladen und die Elektronen wandern durch den Draht und der Spannungsquelle von Anode zur Kathode.

Zu 3. Elemente, die ein kleines Tedoxpotential zu Null haben werden zuerstabgeschieden.



Zu 4. Kleinere Ionen können eher durch die Membran diffundieren.

Zu 5. Es wird kein H+ abgeschalten sondern ein H, was sich mit einem weiteren zu H2 verbindet.

Alle gasförmigen Elemente kommen bimolekular vor also
H2, O2, N2, F2, Cl2 zusätzlich noch Br2 und I2.

[chemiewolf]

In der Reduktionsreaktion von H3O+ zu H2 und H2O braucht man zwei Elektronen aber nur ein H+ verbindet sich mit einem Elektron um H2 zu bilden.

das ist falsch. Im Thread wird doch schon erklärt, dass ein H2 aus zwei Protonen (H+) und 2 Elektronen besteht...

[Chemik-Al]

Das zweite H+ reagiert mit H2O.

Auch der Nachsatz ist falsch,es ist für den Anfänger oft nur unverständlich,was das Hydroniumion wirklich darstellt.
Nobby hat ja die relevante Reduktionsreaktion oben schon beschrieben und darauf verwiesen,daß "freie Protonen" in Lösung so nicht vorkommen.
Von daher ist der Einstand von bryan11 hier leider mehr verwirrend als hilfreich.

Chemik-Al.

[Nobby]

Und da es der einzige Post von ihm ist, lösche ich diesen.

[chemiewolf]

Alle gasförmigen Elemente kommen bimolekular vor also
H2, O2, N2, F2, Cl2. zusätzlich noch Br2 und I2

Edelgase?

[Nobby]

Edelgase natürlich einatomig.

[rushhour]

Alles klar, dankeschön!

Ich werde mir noch genauer zum Redoxpotential informieren

Soweit ich das bisher verstanden habe laufen bei einer Elektrolyse immer die Reaktionen zuerst ab, welche die kleinste Zersetzungsspannung benötigen.

Zu 2. Wenn mann zwei Elektoden eintaucht und eine Spannung anlegt wandern die positiven Na+ Ionen zur Kathode negativer Pol. Die Cl- Ionen zur Anode positiver Pol. Die Ionen werden entladen und die Elektronen wandern durch den Draht und der Spannungsquelle von Anode zur Kathode.

Wandern die Elektronen von der positiv geladenen Anode (Oxidation) zur negativen Kathode (Reduktion) weil die Elektronen dort "angezogen" werden? Da ja 2H3O+ 2 Elektronen aufnehmen, also reduziert werden?

[Nobby]

Nein, die Kationen hier H3O+ wandern zur Kathode und nehmen dort Elektronen auf, werden reduzieren. Auf der Anodenseite geben die Anionen hier Cl- Elektronen ab und werden oxidiert. Die Elektronen wandern von der Anode durch den Draht und der Spannungsquelle zur Kathode.

[rushhour]

Ok, soweit habe ich alles Wesentliche zur Chlor Alkali Elektrolyse verstanden.

Vielen Dank Nobby!! Du hast mir sehr geholfen!

Ich werde mich nun als nächstes in die Thematik des pH-Wertes hineinlesen und versuchen mir soweit wie mir möglich aufkommende Fragen selbst zu beantworten. Für den Rest bin ich dankbar dass es dieses Forum gibt.