Elektrochemische Grundlagen und Redoxreaktionen

Das Daniel-Element ist ein Primärelement aus Zink und Kupfer.

Mit elektrochemische Doppelschicht bezeichnet man die Entstehung einer Schicht aus positiven und negativen Ladungsträgern nach der Reaktion innerhalb der Halbzelle, wobei im Metall Elektronen sind und sich in der Lösung positive Ionen finden.

Eine elektrochemische Spannungreihe ist die Ordnung von Redoxpaaren nach ihrem Standardpotential.

Das Losungdruck ist die Tendenz vom Metall, Ionen zu bilden.

Das Abscheidungdruck ist die Tendenz eines Metallions, Elektronen aufnehmen.

U=U(Akzeptohr) - U(Donator)

OXIDATION- DONATOR -ANODE

REDUKTION - AKZEPTOR - KATHODE

Bei der Volta-Säule handelt es sich um eine Reihe von hintereinander geschalteten galvanischen Zellen, die eine sehr grosse Bedeutung als Stromquelle im 19. Jahrhundert hatte.

Durch Bewegung der Kupfer-Elektrode nach der Redoxreaktion wird die Spannung höher. --> Sauerstoff wird in die Lösung reingetan und es wird reduziert. 4e- + 02 + 4H2O --> 4OH

Bei einer Redoxreaktion findet ein Elektronenübergang statt.

Eine galvanische Zelle ist eine bestimmte Anordnung von zwei Stoffe in einem getrennten Raum in einem geschlossenen Stromkreis. Diese Redoxsysteme nennt man Halbzelle.

Die Potentialdifferenz, auch Zellspannung genannt oder elektrochemische Kraft, ist der Spannungsunterschied zwischen den Polen der galvanischen Zelle.

Das Reaktionspotential ist ein Maß für die Aufladung der Elektrode und wird als Spanung der Kombination mit der Standartwasserstoffelektrode gemessen.

Standardelektronenpotential wird als Spannung gegen die Standardwasserstoffelektrode unter Standardbedingengen (C=1mol/l) gemessen.

Mit elektrode bezeichnet man das Redoxsystem einer Halbzelle, vor allem das Metall, das an der Potentialbildungbeteiligt wird.

Kupfer ist edler als Zink, dh. dass die Lösungstension vom Zink größer ist. Am Zinkstab lösen sich viele Zinkionen ab. Diese lassen so an der Elektrode Zinkelektronen zurück. Die Zinkelektrode ist somit negativer als die Elektrode. Das baut eine Spannung auf. Die überschüssigen e im Zink werden über einen Leiter (Metalldraht) zum Kupfer übertragen. Die Spannung, die man ablesen kann ist 1,1 V. Die wenigen Cu-Ionen nehmen diese Elektronen auf und lagern sich als Kupfer wieder auf die Elektrode. Da auf der einen Seite sich positive Ionen (Zink) befinden als auf der anderen, muss ein Ladungausgleich stattfinden. Dies geschieht über die Ionen-Salzbrücke. SO4- wandert von rechts nach links.