Wie Elektrizität durch Flüssigkeiten geleitet wird

Elektrizität und Flüssigkeiten sind eine tödliche Kombination, die Menschen meiden. Der Prozess, bei dem ein elektrischer Strom durch eine Flüssigkeit fließt, wird Elektrolyse genannt. Erfahren Sie in diesem kurzen Leitfaden mehr darüber, wie Strom durch Flüssigkeiten fließt.

Wie werden leitfähige Flüssigkeiten genannt?

Leitende Flüssigkeiten sind bekannt als Elektrolyte. Elektrolyte sind Substanzen, die freie Ionen enthalten und Elektrizität leiten können, wenn sie in Wasser oder einem anderen Lösungsmittel gelöst sind. Es gibt zwei Haupttypen von Elektrolyten:

• Starke Elektrolyte: Dies sind Substanzen, die in Lösung vollständig in Ionen dissoziieren, was zu einer hohen Leitfähigkeit führt. Beispiele sind Salze wie Natriumchlorid (Kochsalz), Säuren wie Salzsäure und Basen wie Natriumhydroxid.
• Schwache Elektrolyte: Diese dissoziieren in der Lösung teilweise in Ionen, was zu einer geringeren Leitfähigkeit im Vergleich zu starken Elektrolyten führt. Beispiele sind Essigsäure (in Essig enthalten) und Ammoniak.

Elektrolyte spielen eine entscheidende Rolle in verschiedenen industriellen Prozessen, biologischen Funktionen und alltäglichen Anwendungen. So sind sie beispielsweise in Batterien unverzichtbar, wo sie den Stromfluss erleichtern, und im menschlichen Körper, wo sie bei der Regulierung der Nerven- und Muskelfunktionen helfen.

Wasser

Wasser kann leitfähig sein, ist es aber nicht immer. Destilliertes Wasser enthält keine Ionen und ist nicht leitfähig. Reines Wasser enthält sehr wenige Ionen und ist daher ein schlechter elektrischer Leiter. Leitungswasser enthält oft Salz oder andere Verunreinigungen, die dem Wasser Ionen hinzufügen, wodurch es leitfähig wird.

Deshalb ist es unsicher, Stecker oder Steckdosen mit vom Leitungswasser nassen Händen zu berühren. Die Elektrizität bewegt sich durch die Flüssigkeit und kann einen Stromschlag verursachen.

Elektrolyse

Die Elektrolyse ist ein chemischer Prozess, bei dem ein elektrischer Strom verwendet wird, um eine nicht spontane chemische Reaktion auszulösen. Dieser Prozess ist in verschiedenen industriellen und wissenschaftlichen Anwendungen weit verbreitet. Bei der Elektrolyse wird ein elektrischer Strom durch einen Elektrolyten geleitet, wodurch sich die Ionen im Elektrolyten zu den Elektroden bewegen, wo sie chemische Reaktionen eingehen.

Wie die Elektrolyse funktioniert

1. Elektrolyt: Die Substanz, die Elektrizität leitet und während der Elektrolyse chemische Veränderungen erfährt. Sie kann eine Flüssigkeit oder eine ionenhaltige Lösung sein.
2. Elektroden: Zwei leitfähige Materialien, typischerweise Metall oder Graphit, werden in den Elektrolyten gelegt. Die positive Elektrode wird als Anode und die negative Elektrode als Kathode bezeichnet.
3. Elektrischer Strom: Eine Stromquelle, z.B. eine Batterie oder ein Netzteil, liefert den elektrischen Strom, der den Elektrolyseprozess antreibt.

Wenn der elektrische Strom durch den Elektrolyten fließt, bewegt er die positiven Ionen (Kationen) zur Kathode, wo sie Elektronen gewinnen (Reduktion), und die negativen Ionen (Anionen) zur Anode, wo sie Elektronen verlieren (Oxidation). Diese Bewegung der Ionen und die daraus resultierenden chemischen Reaktionen sind die Grundlage der Elektrolyse.

Anwendungen der Elektrolyse

Die Elektrolyse hat zahlreiche praktische Anwendungen, darunter:

• Galvanik: Beschichtung eines Metallobjekts mit einer dünnen Schicht eines anderen Metalls, um sein Aussehen, seine Korrosionsbeständigkeit oder andere Eigenschaften zu verbessern.
• Elektroraffination: Reinigen von Metallen durch Entfernen von Verunreinigungen durch Elektrolyse.
• Wasser-Elektrolyse: Spaltung von Wasser in Wasserstoff- und Sauerstoffgase, die als saubere Energiequellen genutzt werden können.
• Elektrolyse in der Wasseraufbereitung: Entfernen von Verunreinigungen aus dem Wasser, indem sie in weniger schädliche Substanzen zerlegt werden.

Die Bedeutung der Elektrolyse

Die Elektrolyse ist in verschiedenen Industriezweigen unverzichtbar, unter anderem in der verarbeitenden Industrie, der Energieerzeugung und dem Umweltschutz. Sie ermöglicht u.a. die Herstellung von hochreinen Metallen, die Erzeugung von Wasserstoff als Kraftstoff und die Behandlung von Abwässern. Das Verständnis der Prinzipien und Anwendungen der Elektrolyse ist entscheidend für den Fortschritt der Technologie und die Verbesserung industrieller Prozesse.

Nicht-leitende Flüssigkeiten

Flüssigkeiten, die nicht leitend sind, lassen keinen Strom durch sie fließen. Diese Flüssigkeiten enthalten wenig oder gar keine Ionen. Elektrizität wird über Ionen durch Flüssigkeiten geleitet, und ohne Ionen kann der Strom nicht durch die Flüssigkeit fließen.

Die Leitfähigkeit von Flüssigkeiten kann variieren, und sie werden umso leitfähiger, je mehr Ionen vorhanden sind. Elektrolyse ist ein Prozess, der absichtlich durchgeführt wird, um Metalle mit einer anderen Substanz zu beschichten, z.B. Versilberung. Es wird auch verwendet, um einige Metalle zu extrahieren oder zu reinigen, z.B. die Raffination von Kupfer durch Elektrolyse oder die Extraktion von Aluminium.

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