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Abgeschiedene Stoffmenge

Stoffmenge bei Elektrolyse: n = (I · t) / (z · F). Liefert die abgeschiedenen Mole direkt aus Ladungsmenge und Ladungszahl.

Abgeschiedene Stoffmenge
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Abgeschiedene Stoffmenge berechnen

Stoffmenge bei Elektrolyse: n = (I · t) / (z · F). Liefert die abgeschiedenen Mole direkt aus Ladungsmenge und Ladungszahl.

Lösen für
n = (I · t) / (z · F)
A
s

Wie viel Stoff scheidet sich ab?

Bei der Elektrolyse ist die abgeschiedene Stoffmenge n direkt proportional zur durchgeflossenen Ladung Q = I · t. Geteilt durch z · F (Ladungszahl mal Faraday-Konstante) ergibt sich die Mol-Zahl: n = (I · t) / (z · F).

Diese Variante des Faraday-Gesetzes liefert die Stoffmenge ohne den Umweg über die molare Masse — ideal, wenn nur die Anzahl an Mol an der Elektrode interessiert.

Die Formel

Formel Abgeschiedene Stoffmenge 
n = (I · t) / (z · F)

Umstellungen:
    I = (n · z · F) / t
    t = (n · z · F) / I
    z = (I · t) / (n · F)

Die Variablen

SymbolBedeutungEinheitErklärung
nStoffmengemolAbgeschiedene Stoffmenge an der Elektrode.
IStromstärkeAKonstante Stromstärke während der Elektrolyse.
tZeitsDauer des Stromflusses.
zLadungszahl—Übertragene Elektronen pro Ion.

Mit F = 96 485,33 C/mol.

Minimal-Beispiel

Wie viel Mol Kupfer (z = 2) werden bei I = 1 A in t = 30 min abgeschieden?

Rechnung Beispiel Kupfer 
n = (1 · 1800) / (2 · 96485)
  = 1800 / 192 970
  ≈ 0,00933 mol

Praxis-Beispiele

Beispiel 1 — Schule: Wasserstoff aus Wasser

Bei der Wasserelektrolyse entstehen H₂ (z = 2) bei I = 0,5 A und t = 20 min:

Rechnung Wasserstoff 
n = (0,5 · 1200) / (2 · 96485)
  = 600 / 192 970
  ≈ 0,00311 mol

Beispiel 2 — Galvanik: Nickel-Abscheidung

Ni²⁺ (z = 2) bei I = 3 A über t = 2 h:

Rechnung Nickel-Galvanik 
n = (3 · 7200) / (2 · 96485)
  ≈ 0,1119 mol

Beispiel 3 — Praxis: Wie lange für 1 mol Silber?

Ag⁺ (z = 1) abscheiden mit I = 2 A — gesuchte Zeit für n = 1 mol:

Rechnung Silber-Zeit 
t = (n · z · F) / I
  = (1 · 1 · 96485) / 2
  ≈ 48 243 s
  ≈ 13,4 h