Basiswissen

Wie hängt die Stromstärke einer Elektrolyse davon ab, wie tief die verwendeten Stabelektroden in den Elektrolyten hineinragen? Das wurde beispielhaft mit einer Natriumsulfatlösung. Hier stehen kurz erläutert die Ergebnisse.

Bildbeschreibung und Urheberrecht — Elektroden wurden langsam tiefer in eine Elektrolytlösung eingetaucht: die Stromstärke stieg dabei weitgehend linear an. Merkwürdig ist, dass die Extrapolation einen positive Stromstärke bei Null Eintauchtiefe ergäbe. © Sebastian Schieferdecker/Gunter Heim ☛

Versuchsuchsaufbau

Durchführung am: 11. November 2022

Tischaquarium Länge: 30 cm, Breite 20 cm und Höhe: 20 cm

Gefäß gefüllt mit zwölf Litern Leitungswasser ↗

Darin aufgelöst wurden rund 60 Gramm Natriumsulfat ↗

Zwei Platinelektroden ins Wasser eingehängt: Durchmesser 6 mm, Länge 10 cm

Platinenelektroden angeschlossen an Labornetzteil ↗

Das Wasser im Aquarium war angewärmt auf vielleicht 30 °C.

Versuchsdurchführung

Die Elektroden waren gemeinsam an einem Stück Styrodur befestigt und hatten immer denselben Abstand zueinander. Sie waren in etwa parallel zueinande. Über Markierungen konnte die Eintauchtiefe gemessen werden. Die Elektroden wurden in etwa in der Mitte des Tischaquariums eingetaucht. Die Elektrodenspannung wurde von einem Labornetzteil geliefert und lag bei knapp über 30 Volt.

Versuchsergebnisse (Rohdaten)

Spalte 1: Elektrodeneintauchtiefe in Zentimeter ↗

Spalte 2: Vom Labornetzteil angezeigte Stromstärke in Ampere ↗

1 0,8

2 1,08

3 1,35

4 1,64

5 1,93

Auswertung

Die Stromstärke steigt in etwa linear zur Eintauchtiefe der Elektroden an. Für jeden Zentimeter mehr Eintauchtiefe kommt immer derselbe Wert an Stromstärke dazu, hier in etwa 0,26 Ampere. Als Funktionsgleichung wäre das y = 0,26x+0,63.

Offene Fragen

Nicht plausibel ist hier, dass die Extrapolation der Funktionsgleichung y=0,26x+0,63 einen positiven y-Achsenabschnitt gibt. Das würde anschaulich heißen, dass bei einer Eintauchtiefe von null Zentimetern bereits ein Elektrolysestrom von 0,63 Ampere fließen würde. Bei null Eintauchtiefe fließt aber gar kein Strom. Eine mögliche Ursache ist ein systematischer Ablesefehler während des Messvorganges.