Elektrochemisches Äquivalent

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Das elektrochemische Äquivalente) gibt an, wie viel Gramm eines Stoffes bei der Elektrolyse an einer Elektrode durch eine elektrische Ladung von einem Coulomb (oder von einer Amperestunde) abgeschieden werden. Es ist gleich der Molaren Masse M dividiert durch das Produkt aus der Änderung der Wertigkeit bzw. der Oxidationszahl z des Stoffes und der Faraday-Konstante F:

Das elektrochemische Äquivalent ist eine in der Galvanotechnik wichtige Größe. Pro einfache Ladung eines Mols sind 96485,336 As/mol (Faraday-Konstante) zur Reduktion bzw. Oxidation erforderlich.

Die tatsächlich zur Abscheidung benötigte Ladung ist aufgrund von Nebenreaktionen oft größer als der mit Hilfe des elektrochemischen Äquivalents berechnete Wert; dies wird dann über die Stromausbeute berücksichtigt.

Hintergrund[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Nach dem Ersten Faradayschen Gesetz in seiner ursprünglichen Fassung ist die Masse eines bei einer Elektrolyse abgeschiedenen Stoffes der geflossenen elektrischen Ladung proportional. Das elektrochemische Äquivalent ist der Proportionalitätsfaktor zwischen Ladung Q und abgeschiedener Masse m:

Die oben angegebene Formel ergibt sich aus dem Zweiten Faradayschen Gesetz, nach dem die Masse des umgesetzten Stoffes seiner Molmasse proportional ist.

Wertetabelle elektrochemischer Äquivalente[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die SI-Einheit des elektrochemischen Äquivalents ist g/C bzw. g/As. In der Galvanotechnik werden Ladungen meist in Amperestunden (Ah) gemessen; für Äe ist daher auch die Einheit g/Ah gebräuchlich.

Ausgewählte Beispiele für berechnete elektrochemische Äquivalente Äe
Element OZ Sb. Molmasse
[g/mol]

Änderung
Wertigkeit

[µmol/As]
Äe
[mg/As]
Äe
[g/Ah]
Typ Anwendungsbeispiele, Bemerkungen
Aluminium 13 Al 26,98154 3 3,45476 0,09321 0,33557 M Aluminium-Herstellung 3 ↔ 0
Antimon 51 Sb 121,76 3 3,45476 0,42065 1,51434 SG −3 ↔ 0 bzw. 3 ↔ 0
Antimon 51 Sb 121,76 5 2,07285 0,25239 0,90861 SG 5 ↔ 0
Antimon 51 Sb 121,76 2 5,18213 0,63098 2,27152 SG 5 ↔ 3
Barium 56 Ba 137,327 2 5,18213 0,71165 2,56193 EAM 2 ↔ 0
Beryllium 4 Be 9,01218 2 5,18213 0,04670 0,16813 EAM 2 ↔ 0
Bismut 83 Bi 208,9804 3 3,45476 0,72198 2,59912 SG 3 ↔ 0
Blei 82 Pb 207,2 4 2,59107 0,53687 1,9327 M 4 ↔ 0
Blei 82 Pb 207,2 2 5,18213 1,0737 3,8655 M Blei-Akku 4 ↔ 2 bzw. 2 ↔ 0
Brom 35 Br 79,904 1 10,3643 0,82815 2,98133 H −1 ↔ 0
Cadmium 48 Cd 112,414 2 5,18213 0,58254 2,09716 M 2 ↔ 0
Caesium 55 Cs 132,90545 1 10,3643 1,37747 4,95888 AM 1 ↔ 0
Calcium 20 Ca 40,078 2 5,18213 0,20769 0,74768 EAM 2 ↔ 0
Chlor 17 Cl 35,45 1 10,3643 0,3674 1,3227 H Chlor-Alkali-Elektrolyse −1 ↔ 0
Chrom 24 Cr 51,9961 3 3,45476 0,17963 0,64668 M Verchromen 3 ↔ 0
Chrom 24 Cr 51,9961 6 1,72738 0,08982 0,32334 M Verchromen 6 ↔ 0
Cobalt 27 Co 58,93319 2 5,18213 0,30540 1,09944 M 2 ↔ 0
Eisen 26 Fe 55,845 2 5,18213 0,28940 1,04183 M Eisenbeschichtung 2 ↔ 0
Eisen 26 Fe 55,845 3 3,45476 0,19293 0,69455 M 3 ↔ 0
Eisen 26 Fe 55,845 1 10,3643 0,57879 2,08365 M 3 ↔ 2
Fluor 9 F 18,9984 1 10,3643 0,19690 0,70886 H Fluor-Herstellung −1 ↔ 0
Gold 79 Au 196,96657 1 10,3643 2,04141 7,34909 M Au(I) nur in Komplexen beständig
Gold 79 Au 196,96657 3 3,45476 0,68047 2,4497 M 3 ↔ 0
Iod 53 I 126,90447 1 10,3643 1,31527 4,73498 H −1 ↔ 0
Kalium 19 K 39,0983 1 10,3643 0,40523 1,45881 AM 1 ↔ 0
Kupfer 29 Cu 63,546 2 5,18213 0,32930 1,18549 M Elektrolytische Kupferraffination 2 ↔ 0
Kupfer 29 Cu 63,546 1 10,3643 0,65861 2,37099 M 1 ↔ 0
Lithium 3 Li 6,94 1 10,3643 0,0719 0,2589 AM Lithium-Herstellung 1 ↔ 0
Magnesium 12 Mg 24,305 2 5,18213 0,12595 0,45343 EAM Magnesium-Herstellung 2 ↔ 0
Mangan 25 Mn 54,93804 7 1,48061 0,08134 0,29283 M 7 ↔ 0
Mangan 25 Mn 54,93804 2 5,18213 0,28470 1,02491 M
Mangan 25 Mn 54,93804 1 10,3643 0,56939 2,04981 M Zink-Mangan-Zellen 4 ↔ 3 bzw. 3 ↔ 2
Mangan 25 Mn 54,93804 3 3,45476 0,18980 0,68327 M
Natrium 11 Na 22,98977 1 10,3643 0,23827 0,85778 AM Natrium-Herstellung 1 ↔ 0
Nickel 28 Ni 58,6934 2 5,18213 0,30416 1,09497 M galvanisches Vernickeln 2 ↔ 0
Niob 41 Nb 92,90637 5 2,07285 0,19258 0,69329 M
Palladium 46 Pd 106,42 2 5,18213 0,55148 1,98534 M 2 ↔ 0
Platin 78 Pt 195,084 4 2,59107 0,50548 1,81971 M 4 ↔ 0
Platin 78 Pt 195,084 2 5,18213 1,01095 3,63943 M 4 ↔ 2 bzw. 2 ↔ 0
Quecksilber 80 Hg 200,592 2 5,18213 1,03949 3,74218 M
Quecksilber 80 Hg 200,592 1 10,3643 2,07899 7,48436 M
Rhodium 45 Rh 102,90549 3 3,45476 0,35551 1,27985 M 3 ↔ 0
Rubidium 37 Rb 85,4678 1 10,3643 0,88581 3,18892 AM 1 ↔ 0
Sauerstoff 8 O 15,9994 2 5,18213 0,08291 0,29848 Ch Wasserelektrolyse −2 ↔ 0
Schwefel 16 S 32,06 2 5,18213 0,1661 0,5981 Ch −2 ↔ 0
Selen 34 Se 78,971 2 5,18213 0,40924 1,47326 Ch −2 ↔ 0
Silber 47 Ag 107,8682 1 10,3643 1,11798 4,02471 M 1 ↔ 0
Strontium 38 Sr 87,62 2 5,18213 0,4541 1,6346 EAM 2 ↔ 0
Tantal 73 Ta 180,94788 5 2,07285 0,37508 1,35028 M 5 ↔ 0
Thallium 81 Tl 204,382 3 3,45476 0,70609 2,54192 M 3 ↔ 0
Thallium 81 Tl 204,382 1 10,3643 2,11827 7,62577 M 1 ↔ 0
Titan 22 Ti 47,867 4 2,59107 0,12403 0,44650 M 4 ↔ 0
Vanadium 23 V 50,9415 5 2,07285 0,10559 0,38014 M 5 ↔ 0
Wasserstoff 1 H 1,0074 1 10,3643 0,01044 0,03759 Hy Wasserelektrolyse
Wolfram 74 W 183,84 4 2,59107 0,47634 1,71483 M 4 ↔ 0
Zink 30 Zn 65,38 2 5,18213 0,3388 1,2197 M galvanische Verzinkung
Zinn 50 Sn 118,71 2 5,18213 0,61517 2,21462 M galvanische Verzinnung 4 ↔ 2 bzw. 2 ↔ 0
Zinn 50 Sn 118,71 4 2,59107 0,30759 1,10731 M 4 ↔ 0
Zirconium 40 Zr 91,224 4 2,59107 0,23637 0,85092 M 4 ↔ 0

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Werner John, Bernhard Gaida, Technische Mathematik für die Galvanotechnik, 9. Auflage 2007, Eugen G. Leuze Verlag, Bad Saulgau, ISBN 978-3-87480-230-7

Siehe auch: Äquivalentzahl, Wertigkeit (Chemie)