Magnetismus & Elektrizität

[clausadi]

Der Text spricht doch nur von Essigsäure als Beispiel für einen schwachen Elektrolyten. Der Text differenziert "Stoffe" aufgrund ihres Dissoziationsvermögens. Und das ist bei Schwefel- und Salzsäure im Gegensatz zur Essigsäure ganz ausgeprägt.

Ok, Kochsalz aber hat wohl ein noch besseres Dissoziationsvermögen, weshalb gemäß Wiki Kochsalz ein starker Elektrolyt ist, oder nicht?

Ja. Schwefelsäure wird aber auch den starken Elektrolyten zugeordnet. Die elektrische Leitfähigkeit der Schwefelsäure ist aber sehr viel besser als die einer gleichmolaren Kochsalzlösung,

Ok ...

weil

1. Neben den Dissoziationsresten noch -- Pluto sagte es schon -- Wasserstoffionen produziert werden
   
2. Und -- Pluto sagte es schon -- die Leitfähigkeit mithilfe der Wasserstoffionen größer ist als einer gleichmolaren Na+-Lösung. Weil nämlich die Wasserstoffionen in der wässrigen Lösung viel mobiler sind.

Also beim elektrostatischen Aufladen eines Blei-Akkus mittelst Gleichstroms entsteht Knallgas (Wasserstoff-Sauerstoff-Gemisch), welches aus dem Elektrolyt ausgast.
Folglich können Wasserstoff und Sauerstoff an der elektrischen Leitfähigkeit des Elektrolyten nicht beteiligt sein.

Also meine Aussage war, dass der Elektrolyt in einem Blei-Säure-Akku den elektrischen Kreis schließt. Denn ein elektrischer Kreis muss geschlossen sein, damit ein elektrischer Strom fließen kann.

Genau. Und dass die Funktionsweise des Akkumulators nicht auf chemischen Reaktionen beruhen, sondern ein elektrostatisches Phänomen darstelle.

So ist es, denn die grundlegende Physik einer Batterie bzw. Akkumulator ist Elektrizität, also die elektrostatische Aufladung von Materie.
Denn Materie speichert elektrische Energie (Elektrizität).
Denn ein Akkumulator speichert elektrische Energie (Elektrizität), ist aber im Gegensatz zur Batterie wieder elektrostatisch aufladbar.
Denn ein Akkumulator muss zuvor mittelst Gleichstroms elektrostatisch aufgeladen werden, damit der Akku elektrische Energie (Elektrizität) abgeben kann.
Folglich gewinnt ein Akku die elektrische Energie nicht aus einer chemischen Reaktion!

Ok, und weshalb verwendet man bei einem Blei-Akku Schwefelsäure und nicht Kochsalz als Elektrolyt?

Weil es mit einer Kochsalzlösung aufgrund des chemischen Erklärungsmodells nicht funktionieren würde.

Mit Kochsalzlösung funktioniert es gar nicht???
Oben aber hast du gesagt, Kochsalzlösung hätte lediglich eine andere elektrische Leitfähigkeit als wässerige Schwefelsäure Lösung.

Also ein Blei-Säure-Akku besteht aus zwei Blei-Elektroden und Schwefelsäure in wässeriger Lösung als Elektrolyt. Was sich sich bisher bestens bewährt hat.

Wenn es genausogut -- aufgrund der clausadi'schen Elektrostatiktheorie auch funktioniert,

1. könnten die Batterien und Akkumulatoren sehr viel günstiger, umweltfreundlicher usw. hergestellt werden
   
2. wäre die Theorie der elektrochemischen Begründung der Funktionsweise von Batterien und Akkumulatoren falsifiziert und die Lehrbücher und "Tante wiki" könnten korrigiert werden.

Wie gesagt, die grundlegende Physik einer Batterie bzw. Akkumulator ist Elektrizität, also die elektrostatische Aufladung von Materie.
Denn Materie speichert elektrische Energie (Elektrizität).
Denn ein Akkumulator speichert elektrische Energie (Elektrizität), ist aber im Gegensatz zur Batterie wieder elektrostatisch aufladbar.
Denn ein Akkumulator muss zuvor mittelst Gleichstroms elektrostatisch aufgeladen werden, damit der Akku elektrische Energie (Elektrizität) abgeben kann.
Folglich gewinnt ein Akku die elektrische Energie nicht aus einer chemischen Reaktion!

[clausadi]

Zumindest ist die elektrische Leitfähigkeit einer Salzlösung geringer, als die einer Schwefelsäure

Andersherum, Säuren haben eine geringere elektrische Leitfähigkeit als Salze. Denn Kochsalz (Natriumchlorid) hat das metallische Natrium und Metalle sind ja bekanntlich gute elektrische Leiter.

Nein, aber dies kannst Du nicht verstehen.

Was nein? Natrium ist nicht metallisch? Oder Säuren haben keine geringere el. Leitfähigkeit?

Kannst Du mir sagen, warum Metalle so gute elektrische Leiter sind? Und warum Salzwasser und Säuren elektrischen Strom leiten, aber destilliertes Wasser nicht?

Das die Elektrolyte Säuren und Salze destilliertes Wasser elektrisch leitfähig machen, steht ja außer Frage.
Die Frage aber war, sind Säuren oder Salze die schwächeren Elektrolyte.
Wobei man das nicht so eindeutig sagen kann, denn die elektrische Leitfähigkeit hängt ja auch von der Konzentration und der Dissoziationsfähigkeit des Elektrolyten ab.

[Pluto]

Also beim elektrostatischen Aufladen eines Blei-Akkus mittelst Gleichstroms entsteht Knallgas (Wasserstoff-Sauerstoff-Gemisch), welches aus dem Elektrolyt ausgast.
Folglich können Wasserstoff und Sauerstoff an der elektrischen Leitfähigkeit des Elektrolyten nicht beteiligt sein.

Das ist nicht nur naiv sondern schlicht falsch.

Richtig steht es in Wikipedia:

Die Wirkungsweise des Bleiakkumulators lässt sich anhand der bei der Ladung und Entladung bzw. der Stromentnahme ablaufenden chemischen Prozesse darstellen.

Bei der Entladung laufen folgende chemische Vorgänge ab:

Negativer Pol:


Positiver Pol:


Beim Laden laufen die Vorgänge in Gegenrichtung ab.
Die Gesamtreaktion beim Entladen:


Nach rechts findet unter Energieabgabe die Entladung des Bleiakkus statt, nach links unter Energiezufuhr die Aufladung.

Wo bitte siehst du hier freien Wasserstoff?

Rekationen laufen in der Praxis nicht perfekt. So gibt es ungewollte Nebenreaktionen. In den modernen Starterbatterien werden diese Reaktionen weitgehend unterdrückt, sodass ein Überdruckventil völlig ausreichend ist, um Spuren von Wasserstoffgas abzulassen.

...die grundlegende Physik einer Batterie bzw. Akkumulator ist Elektrizität, also die elektrostatische Aufladung von Materie.

Was zu beweisen wäre....

Denn ein Akkumulator speichert elektrische Energie (Elektrizität), ist aber im Gegensatz zur Batterie wieder elektrostatisch aufladbar.

Ein Akkumulator (Kondensator) kann Elektrizität elektrostatisch speichern. Dies ist aber im Falle eines Blei-Akkus nicht so. Dieser funktioniert auf elektrochemischem Weg (s. oben).

[Anton B.]

Also meine Aussage war, dass der Elektrolyt in einem Blei-Säure-Akku den elektrischen Kreis schließt. Denn ein elektrischer Kreis muss geschlossen sein, damit ein elektrischer Strom fließen kann.

Genau. Und dass die Funktionsweise des Akkumulators nicht auf chemischen Reaktionen beruhen, sondern ein elektrostatisches Phänomen darstelle.

So ist es, denn die grundlegende Physik einer Batterie bzw. Akkumulator ist Elektrizität, also die elektrostatische Aufladung von Materie.
Denn Materie speichert elektrische Energie (Elektrizität).
Denn ein Akkumulator speichert elektrische Energie (Elektrizität), ist aber im Gegensatz zur Batterie wieder elektrostatisch aufladbar.
Denn ein Akkumulator muss zuvor mittelst Gleichstroms elektrostatisch aufgeladen werden, damit der Akku elektrische Energie (Elektrizität) abgeben kann.
Folglich gewinnt ein Akku die elektrische Energie nicht aus einer chemischen Reaktion!

Völlig richtig! Innerhalb des Modells "Elektrizität, also die elektrostatische Aufladung von Materie". Also der guten alten clausadi-Elektrostatik-Theorie.

Oben aber hast du gesagt, Kochsalzlösung hätte lediglich eine andere elektrische Leitfähigkeit als wässerige Schwefelsäure Lösung.

Hat der Anton so bestimmt nicht gesagt.

Also ein Blei-Säure-Akku besteht aus zwei Blei-Elektroden und Schwefelsäure in wässeriger Lösung als Elektrolyt. Was sich sich bisher bestens bewährt hat.

Wenn es genausogut -- aufgrund der clausadi'schen Elektrostatiktheorie auch funktioniert,

1. könnten die Batterien und Akkumulatoren sehr viel günstiger, umweltfreundlicher usw. hergestellt werden
   
2. wäre die Theorie der elektrochemischen Begründung der Funktionsweise von Batterien und Akkumulatoren falsifiziert und die Lehrbücher und "Tante wiki" könnten korrigiert werden.

Wie gesagt, die grundlegende Physik einer Batterie bzw. Akkumulator ist Elektrizität, also die elektrostatische Aufladung von Materie.
Denn Materie speichert elektrische Energie (Elektrizität).
Denn ein Akkumulator speichert elektrische Energie (Elektrizität), ist aber im Gegensatz zur Batterie wieder elektrostatisch aufladbar.
Denn ein Akkumulator muss zuvor mittelst Gleichstroms elektrostatisch aufgeladen werden, damit der Akku elektrische Energie (Elektrizität) abgeben kann.
Folglich gewinnt ein Akku die elektrische Energie nicht aus einer chemischen Reaktion!

Diese Begründungsstruktur kann ich nicht ernst nehmen. Das ist keine Begründung, das ist eine Wiederholung der clausadi'schen Elektrostatik-Theorie der Funktionsweise von einer Bleibatterie/eines Bleiakkumulators. Begründungskern: Weil es clausadi'sche Theorie ist, funktioniert es auch so und nicht anders!

Richtig ist dagegen, dass das elektro-chemische Modell die Funktionsweise der Bleibatterie/des Bleiakkumulators als elektro-chemischen Prozess beschreibt.

Wir haben doch zwei Erklärungsmodelle für die Funktionsweise der Bleibatterie/des Bleiakkumulators:

• clausadis Elektrostatik-Theorie
  
• die elektro-chemische Chemie-/Physik-Lehrbuchtheorie

In clausadis Elektrostatik-Theorie wird eine "interne Schließung" des Stromkreises ("weil sonst kein Strom fließen kann") in der "richtigen Stärke" benötigt. Zum Beispiel durch ein wässriges Elektrolyt mit geeigneter elektrischer Leitfähigkeit.

In der Chemie-/Physik-Lehrbuchtheorie wird ein Stoff benötigt, der chemisch unter Stromabgabe und chemisch revers bei Stromaufname mit den Elektroden reagiert.

Welche Beobachtungsvorhersagen können wir für die Bleibatterie/den Bleiakkumulator aus den beiden Theorien ableiten, wenn wir sowohl eine verdünnte Schwefelsäure als auch eine Kochsalzlösung -- beide durch entsprechende Verdünnung sorgsam auf dieselbe elektrische Leitfähigkeit eingestellt -- als wässriges Elektrolyt vorhalten:

Im Falle der Chemie-/Physik-Lehrbuchtheorie müsste sich ein gewaltiges Leistungsdefizit hinsichtlich der erzeugten Spannung und der Kapazität beobachten lassen: Mit der Schwefelsäure funktioniert es fabulös, weil hier die elektro-chemischen Reaktionen, sei es bei der Stromabgabe, sei es bei der Stromaufnahme (dann entsprechend revers) gemäß den Lehrbuchgleichungen ablaufen. Mit der Kochsalzlösung dagegen sieht es mau aus.

Im Falle der clausadi-Theorie müssten Spannung und Kapazität unter Verwendung des einen wie des anderen wässrigen Elektolyts identisch sein.

Richtig?

[clausadi]

So ist es, denn die grundlegende Physik einer Batterie bzw. Akkumulator ist Elektrizität, also die elektrostatische Aufladung von Materie.
Denn Materie speichert elektrische Energie (Elektrizität).
Denn ein Akkumulator speichert elektrische Energie (Elektrizität), ist aber im Gegensatz zur Batterie wieder elektrostatisch aufladbar.
Denn ein Akkumulator muss zuvor mittelst Gleichstroms elektrostatisch aufgeladen werden, damit der Akku elektrische Energie (Elektrizität) abgeben kann.
Folglich gewinnt ein Akku die elektrische Energie nicht aus einer chemischen Reaktion!

Völlig richtig! Innerhalb des Modells "Elektrizität, also die elektrostatische Aufladung von Materie". Also der guten alten clausadi-Elektrostatik-Theorie.

Also das ist keine Theorie, sondern Batterie und Akkumulator betreffend geht es um Elektrotechnik.

Eine Batterie ist nach dem Zusammenfügen mit elektrischer Energie aufgeladen und kann einmalig entladen werden.

Ein Akkumulator muss zuvor mittelst eines speziellen Gleichstrom-Ladegerätes mit elektrischer Energie aufgeladen werden.
Und ein Akkumulator ist nach dem Entladen wieder aufladbar. Denn ein Akkumulator liefert nur dann elektrische Energie, wenn er zuvor mit elektrischer Energie aufgeladen wurde.

Bei Batterien treten keine chemischen Reaktionen auf, lediglich beim Aufladen von Blei-Säure-Akkus mittelst Gleichstroms entsteht Knallgas. Denn die Schwefelsäure (H2SO4) reagiert mit dem Blei der Elektroden zu Bleisulfat (PbSO4), wobei dann der Wasserstoff (H2) frei wird und ausgast.

[Pluto]

Also beim elektrostatischen Aufladen eines Blei-Akkus mittelst Gleichstroms entsteht Knallgas (Wasserstoff-Sauerstoff-Gemisch), welches aus dem Elektrolyt ausgast.

Das verstehe ich nicht.
Kannst du mal die Formeln zeigen, nach denen Knallgas entsteht?

Eine Batterie ist nach dem Zusammenfügen mit elektrischer Energie aufgeladen und kann einmalig entladen werden.

Ein Akku ist eine Batterie die man mehrfach aufladen kann.
Prinzipiell lässt sich jede Batterie wieder aufladen. Bei manchen gibt es einfach zu viele unsaubere Nebenreaktionen, so dass es in er Praxis nur bei hoch reversiblen elektrochemischen Prozessen funktioniert.

Und ein Akkumulator ist nach dem Entladen wieder aufladbar.

Richtig. In der Praxis wiederaufladbare Batterien wie bspw. Ni-Cd oder Lithium-Ionen Batterien muss man aufladen wenn sie entladen sind.

Denn ein Akkumulator liefert nur dann elektrische Energie, wenn er zuvor mit elektrischer Energie aufgeladen wurde.

Nein. Akkus werden vor dem Erstgebrauch NICHT aufgeladen.

[clausadi]

Also beim elektrostatischen Aufladen eines Blei-Akkus mittelst Gleichstroms entsteht Knallgas (Wasserstoff-Sauerstoff-Gemisch), welches aus dem Elektrolyt ausgast.

Das verstehe ich nicht.
Kannst du mal die Formeln zeigen, nach denen Knallgas entsteht?

Das Laden eines Blei-Säure-Akkus bewirkt eine Elektrolyse, denn es fließt ja Gleichstrom durch die Elektroden und dem Elektrolyt.
Bei dieser Elektrolyse reagiert die Schwefelsäure (H2SO4) mit dem Blei der Elektroden zu Bleisulfat (PbSO4), wobei dann der Wasserstoff (H2) frei wird und ausgast.

[Anton B.]

Also das ist keine Theorie, sondern Batterie und Akkumulator betreffend geht es um Elektrotechnik.

[...]

Bei Batterien treten keine chemischen Reaktionen auf, lediglich beim Aufladen von Blei-Säure-Akkus mittelst Gleichstroms entsteht Knallgas. Denn die Schwefelsäure (H2SO4) reagiert mit dem Blei der Elektroden zu Bleisulfat (PbSO4), wobei dann der Wasserstoff (H2) frei wird und ausgast.

Ja, gut. Das haben wir alle ja jetzt schon mehrfach lesen können. Wenn es keine Theorie ist, dann zumindest eine Behauptung. Meines Erachtens aber durchaus auch eine Theorie bzw. eine Hypothese, weil der clausadi einen ausgesprochenen Begründungsanspruch hat.

Also, wie sieht es aus: Erklärt Deine Theorie, Dein Modell, Dein Verständnis etwas? Ist eine Batterie/ein Akku, bestehend aus einer Blei- und einer Bleioxidelektrode, also so wie eine Bleibatterie/ein Bleiakku ausgeliefert wird, in einer Kochsalzlösung funktionsfähig?

[Pluto]

Das Laden eines Blei-Säure-Akkus bewirkt eine Elektrolyse, denn es fließt ja Gleichstrom durch die Elektroden und dem Elektrolyt.
Bei dieser Elektrolyse reagiert die Schwefelsäure (H2SO4) mit dem Blei der Elektroden zu Bleisulfat (PbSO4), wobei dann der Wasserstoff (H2) frei wird und ausgast.

Ich fragte nach den Formeln, wie Wasserstoff frei wird.
Die richtigen Formeln habe ich dir hier schon gezeigt.

Die Wirkungsweise des Bleiakkumulators lässt sich anhand der bei der Ladung und Entladung bzw. der Stromentnahme ablaufenden chemischen Prozesse darstellen.

Bei der Entladung laufen folgende chemische Vorgänge ab:

Negativer Pol:


Positiver Pol:


Beim Laden laufen die Vorgänge in Gegenrichtung ab.
Die Gesamtreaktion beim Entladen:


Nach rechts findet unter Energieabgabe die Entladung des Bleiakkus statt, nach links unter Energiezufuhr die Aufladung.

Wo bitte siehst du hier freien Wasserstoff?

[Janina]

Bei dieser Elektrolyse reagiert die Schwefelsäure (H2SO4) mit dem Blei der Elektroden zu Bleisulfat (PbSO4), wobei dann der Wasserstoff (H2) frei wird und ausgast.

Ach, und ich hab mich schon immer gefragt, was die Wasserstoffflasche am Motor soll. Jetzt weiß ich's: Die wird gebraucht, um die Batterie entladen und überhaupt NUTZEN zu können!