Anodische Oxidation

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Bei der anodischen Oxidation werden Substanzen oxidiert, wobei gleichzeitig ein elektrischer Strom durch einen äußeren Stromkreis fließt. Oxidation bedeutet, dass eine Substanz Elektronen abgibt. Diese werden durch eine Elektrode, die Anode, aufgenommen. Es gibt unterschiedliche Arten der anodischen Oxidation:

  • in galvanischen Zellen und in Batterien verläuft die Reaktion 'freiwillig', d.h. unter Energieabgabe. Die Stoffe, die oxidiert werden, geben ihre Elektronen an die Anode ab, die sich dadurch negativ auflädt. Die Anode ist Minuspol der galvanischen Zelle bzw. der Batterie.
  • in Elektrolysezellen wird die Oxidationsreaktion durch eine von außen angelegte Spannung erzwungen. Der Entzug von Elektronen erfolgt am Pluspol, der die Elektronen aufnimmt: die Anode ist der Pluspol von Elektrolysezellen.
Durch eine solche anodische Oxidation durch eine Elektrolyse können auch sehr stabile und reaktionsträge Stoffe oxidiert werden, beispielsweise ist es möglich Chlorid zum Chlor und Fluorid zum Fluor zu oxidieren. Mit leistungsfähigen Gleichstromquellen verbundene Anoden sind die stärksten Oxidationsmittel. Da sie stärker sind als alle chemische Oxidationsmittel, erlaubt die anodische Oxidation die Darstellung auch der stärksten Oxidationsmittel wie Peroxodisulfat, Chlor und Fluor in guter Ausbeute.

Jede Oxidation kann nur ablaufen, wenn die dabei abgegebenen Elektronen von anderen Substanzen aufgenommen werden, die dabei reduziert werden. Oxidation und Reduktion laufen immer gleichzeitig ab, es findet eine Redoxreaktion statt. Im Falle der anodischen Oxidation findet die Reduktion an der Elektrode statt, die Elektronen abgibt, an der Kathode. Die anodische Oxidation stellt damit den Gegensatz zur kathodischen Reduktion dar. Im Vergleich zu den rein chemischen Redoxreaktionen ist das Besondere bei den elektrochemischen Prozessen anodische Oxidation und kathodischer Reduktion, dass sie räumlich getrennt sind, an verschiedenen Elektroden ablaufen, und dass gleichzeitig ein Strom durch einen äußeren Stromkreis fließt.

Beispiele für anodische Oxidationen[Bearbeiten]

Elektrolyseverfahren[Bearbeiten]

Die Chloralkalielektrolyse ist eine anodische Oxidation von Chlorid.

Ein technisch wichtiges Verfahren zur Veredelung von Metalloberflächen ist die Anodisierung, die insbesondere auch beim Aluminium durchgeführt wird und dann Eloxalverfahren heißt.

Galvanische Zellen[Bearbeiten]

In Alkali-Mangan-Zellen erfolgt die anodische Oxidation von Zink: Zn -> Zn2+. Bei der Entladung von Lithium-Ionen-Akkus geht am Minuspol Lithium in Lösung, es findet die anodische Oxidationsreaktion LiC6 -> C6 + Li+ +e statt. In Lithiumbatterien lösen sich Lithiumionen aus einer Folie aus Lithiummetall: Li -> Li+.