Physikalische Chemie
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Physikalische Chemie Ob Elektrochemie oder Quantenmechanik, das Feld der physikalischen Chemie ist weit! Hier könnt ihr Fragen von A wie Arrhenius-Gleichung bis Z wie Zeta-Potential stellen.

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Alt 08.12.2014, 19:42   #1   Druckbare Version zeigen
Poehler009 Männlich
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Themenersteller
Beiträge: 7
Lachen Theoretische Berechnung des Ionenstroms (Elektrokorrosion)

Hallo liebe Chemieonline User,

ich habe eine kleine Frage an euch, wo ich einfach nicht weiter komme.
Es geht darum das zwei Elektrische Kontakte (Plus und Minus pol), aus gleichem Material und gleicher Oberflächenbeschaffenheit, mit einem Elektrolyten miteinander verbunden sind.
Nach dem man eine äußere Spannung auf die Kontakte gibt, tritt Elektrokorrosion auf und es fließt ein Ionenstrom von der Anode zur Kathode. Im schlimmsten Fall kann dieses dazu führen das die Anode irgendwann vollständig verschwunden ist.
Mir ist klar, dass man den Ionenstrom auch anhand von Versuchen bestimmen kann und das dieser auch von den Abstand zwischen Anode und Kathode abhängt nur würde mich einfach auch mal die theoretische Version interessieren, ob es da eine Formel gibt, anhand man den Ionenstrom berechnen kann, wenn man die Zusammensetzung des Elektrolyten und die Spannung kennt.

Ich hoffe ihr versteht was ich meine.

Vielen Dank im Voraus.

Gruß Poehler009
Poehler009 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.12.2014, 13:48   #2   Druckbare Version zeigen
Nobby Männlich
Mitglied
Beiträge: 15.613
AW: Theoretische Berechnung des Ionenstroms (Elektrokorrosion)

Zitat:
Zitat von Poehler009 Beitrag anzeigen
Hallo liebe Chemieonline User,

ich habe eine kleine Frage an euch, wo ich einfach nicht weiter komme.
Es geht darum das zwei Elektrische Kontakte (Plus und Minus pol), aus gleichem Material und gleicher Oberflächenbeschaffenheit, mit einem Elektrolyten miteinander verbunden sind.
Nach dem man eine äußere Spannung auf die Kontakte gibt, tritt Elektrokorrosion auf und es fließt ein Ionenstrom von der Anode zur Kathode. Im schlimmsten Fall kann dieses dazu führen das die Anode irgendwann vollständig verschwunden ist.
Mir ist klar, dass man den Ionenstrom auch anhand von Versuchen bestimmen kann und das dieser auch von den Abstand zwischen Anode und Kathode abhängt nur würde mich einfach auch mal die theoretische Version interessieren, ob es da eine Formel gibt, anhand man den Ionenstrom berechnen kann, wenn man die Zusammensetzung des Elektrolyten und die Spannung kennt.

Ich hoffe ihr versteht was ich meine.

Vielen Dank im Voraus.

Gruß Poehler009
Was verstehtst Du jetzt unter Ionenstrom. Der Elektrolyt hat einen Widerstand und der Strom rechnt sich nach dem ohmschen Gesetz I =U/R

R ist eine Reihenschaltung des Leitungsmaterials, der Übergangswiderstände und dem Widerstend (Kehrwert der Leitfähigkeit) der Lösung selber.

http://de.wikipedia.org/wiki/Molare_Leitf%C3%A4higkeit
__________________
Vena lausa moris pax drux bis totis
Nobby ist gerade online   Mit Zitat antworten
Alt 09.12.2014, 21:40   #3   Druckbare Version zeigen
Poehler009 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 7
Lachen AW: Theoretische Berechnung des Ionenstroms (Elektrokorrosion)

Hallo Nobby,

vielen Dank schon mal für deine Antwort.
Unter einem Ionenstrom verstehe ich den Stromfluss zwischen Anode und Kathode.
Ich verstehe nun noch nicht so ganz wie man die Fläche der Anode und Kathode mit einbeziehe, da diese ja auch den Stromfluss beeinflussen.
Folgende Daten sind bekannt:
- Werkstoff Anode Kathode, anhand des Werkstoffes ist die Leitfähigkeit herauszubekommen
- die äußere Spannung
- die Fläche der Elektroden (Breite und Höhe bekannt)
- Leitfähigkeit des Elektrolyten / Zusammensetzung des Elektrolyten
- Abstand zwischen Kathode und Anode
.....Hoffe ich habe nichts vergessen

Dein Ansatz hat mir schon weitergeholfen, nur weiß ich einfach nicht wie ich die freiliegende Fläche der Anode und Kathode mit einbeziehe. Hast du da vielleicht noch eine Idee, oder einen Ansatz der mir weiterhelfen könnte?
Poehler009 ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 10.12.2014, 10:07   #4   Druckbare Version zeigen
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nicht mehr Mitglied
Beiträge: n/a
AW: Theoretische Berechnung des Ionenstroms (Elektrokorrosion)

Zitat:
Zitat von Poehler009 Beitrag anzeigen
Mir ist klar, dass man den Ionenstrom auch anhand von Versuchen bestimmen kann und das dieser auch von den Abstand zwischen Anode und Kathode abhängt nur würde mich einfach auch mal die theoretische Version interessieren, ob es da eine Formel gibt, anhand man den Ionenstrom berechnen kann, wenn man die Zusammensetzung des Elektrolyten und die Spannung kennt.
Der Stromfluss ist eine komplizierte Funktion der Spannung und hängt u.a. vom Elektrodenmaterial und dem Elektrolyten ab. So etwas kann man nur messen. Nur als Beispiel siehe -> hier
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Alt 11.12.2014, 20:14   #5   Druckbare Version zeigen
Poehler009 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 7
AW: Theoretische Berechnung des Ionenstroms (Elektrokorrosion)

Hallo zusammen,

Danke für die Antwort.
Hm, schade dass man es nicht berechnen kann.
Habe es mal über die Formel I=U/R versucht, mit dem Widerstand des Elektrolyten R=(Elektrodenabstand/Elektrodenfläche)*(1/Leitfähigkeit) und der Spannung die bei den Messungen verwendet wurde, aber ich komme nicht wirklich drauf ;o
Gibt es denn auch keine Formel mit dem man den Stromfluss annähernd berechnen kann?

Oder gibt es noch irgendeinen Ansatz mit der man verschiedene "Varianten" der Elektrochemischen Korrosion miteinander theoretisch gut vergleichen kann? Wie z.B. die Veränderung des Elektrodenabstandes, wo man dann anhand eines Ergebnisses sagen kann, bei einem kleineren Abstand findet eine stärkere Korrosion statt etc.?
Poehler009 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.12.2014, 11:09   #6   Druckbare Version zeigen
ehemaliges Mitglied  
nicht mehr Mitglied
Beiträge: n/a
AW: Theoretische Berechnung des Ionenstroms (Elektrokorrosion)

Zitat:
Zitat von Poehler009 Beitrag anzeigen
Gibt es denn auch keine Formel mit dem man den Stromfluss annähernd berechnen kann?
Wenn du einen Strom gegeben hast, kannst du auch das Ausmaß einer fiktiven chemischen Umsetzung an den Elektroden berechnen. Nur ist der Strom- Spannungsverlauf aus den schon von Nobby erwähnten Gründen nicht linear, weil die erwähnten Übergangswiderstände von der Stromstärke abhängen, wie auch aus meinen Link hervorgeht. Es ist eben nicht alles so einfach mit dem Ohmschen Gesetz zu berechnen. Wenn es eine Formel gibt, dann enthält sie so was wie U = R(i) *i, was nicht U = R * i ist. Hierzulande wird die „Diode“ (nur als Beispiel für nichtlineare Zusammenhänge) mal ganz verschämt in der 9. Klasse behandelt und taucht dann evtl. in der 12. Klasse Physik gleich mit Quantenmechanik befrachtet wieder aus der Mottenkiste auf. Und im Chemiestudium ist Elektrotechnik –wenn das überhaupt als Beifang auftaucht- die reine Katastrophe. Das ist fatal. Und ein Missstand seit Jahrzehnten.
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Stichworte
elektrokorrosion, galvanische zelle, ionenstrom, theoretisch

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