RecycIing von Bleiakkumulatoren mit Saccharose

Experimente:
Versuch: Recycling von Bleiakku-Schrott


Da der Verbrauch an Bleiakkumulatoren wegen der durchschnittlichen Lebensdauer von nur etwa 3 Jahren relativ hoch ist, fällt unverhältnismäßig viel Akkumulatorenschrott an. Aber nicht nur wegen der sich abzeichnenden Verknappung der Bleivorräte, sondern auch wegen der hohen Giftigkeit des Bleis und seiner Verbindungen muss eine möglichst umfassende Wiederverwertung angestrebt werden.

Mit Hilfe eines umweltfreundlichen Verfahrens werden die schwerlöslichen Bleiverbindungen zunächst in konzentrierter Natronlauge, die Rohrzucker enthält, löslich gemacht und dann elektrolytisch zu Blei reduziert.

Welche Rolle spielt dabei der Zucker?
Zunächst einmal wird das Bleidioxid als starkes, störendes Oxidationsmittel durch Saccharose reduziert. Es entsteht Blei(II)-oxid/hydroxid.
Im stark alkalischen Milieu sind Rohrzucker und seine Abbauprodukte zugleich auch Komplexbildner, die die schwerlöslichen Bleiverbindungen im Akkuschrott (Blei(II)-oxid/hydroxid sowie Blei(II)-sulfat) löslich machen - unter gleichzeitiger Bildung von Blei-Chelaten. (Das ist analog zur Auflösung von Silberchlorid durch den Komplexbildner Ammoniak. Anderes Beispiel: Auflösung von Kupfer(II)-hydroxid durch den Chelatbildner Weinsäure in der Fehling-Mischung.)
Eine chemische Reaktionsgleichung für diese unter Komplexbildung ablaufende Zersetzung der schwerlösliche Bleiverbindungen zu formulieren ist schwierig und auch nicht allzu sinnvoll, da weder die Mechanismen noch die reagierenden Spezies allzu genau bekannt sind. Vielleicht sind es alkoholat-artige Verbindungen, die man auch im alkalischen Milieu der Fehling-Mischung findet.

Die Blei(II)-Chelate sind elektrisch geladen und können deshalb bei der Elektrolyse zersetzt werden. Dabei scheidet sich metallisches Blei ab. Formal kann man die kathodische Reduktion so beschreiben:

[Pb(Ligand)2]2- + 2 e- ———> Pb + 2 Ligand2-

An der Anode bilden sich Sauerstoff sowie Oxidationsprodukte der Liganden.


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Letzte Überarbeitung: 21. Februar 2013, Dagmar Wiechoczek