Galvanische Zelle: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 17. Dezember 2009, 11:03 Uhr

Der italienische Arzt und Naturforscher Luigi Galvani legte mit seinen Experimenten den Grundstock für die Entwicklung elektrochemischer Zellen, die später durch Alessandro Volta (Voltasche Säule) weiterentwickelt wurden. Er war der Namensgeber der Basis einer jeden Batterie und eines jeden Akkus, der galvanischen Zelle.

In einer galvanische Zelle läuft die Umkehrreaktion der Elektrolyse, eine Redoxreaktion ab, die durch die Potenzialdifferenz zwischen 2 Elektoden entsteht. Es fleißt ein elektrischer Strom.

Aufbau einer galvanischen Zelle

Eine galvanische Zelle besteht aus 2 Halbzellen, die beide eine metallische Lösung und das selbe Metall, als Elektrode, beinhalten. In diesen von einander abgetrennten Räumen laufen die Oxidation und die Reduktion ab. Die beiden Teile des galvanischen Elemenets sind durch einen Ionenleiter, ein Diaphragma (eine Fritte), eine Elektrolytbrücke oder eine semipermeable Wand mit einander verbunden, durchd die die Ionen von der einen Lösung in die andere wandern und so die Elektronen transportieren. Die beiden Elekroden wiederum sind noch mit einem Elektronenleiter mit einander verbunden.

Um die maximale Spannung einer galvanischen Zelle zu messen, schaltet man ein Voltmeter parallel zur galvanischen Zelle.

Das Daniell-Element

Um die Reaktionen in einer galvanischen Zelle zu verdeutlichen, nehmen wir als Beispiel das Daniell-Element, benannt nach dem englischen Physiker und Chemiker John Frederic Daniell, der mit seiner Erfindung eine spezielle galvanische Zelle entwickelte.

Die 2 Halbzellen des Daniell-Element bestehen aus den korrespondierenden Redoxpaaren (Redoxreihe der Metalle und Quantitative Redoxreihe)

Zn(s) <-> Zn²⁺(aq)+2e^- und Cu(s) <-> Cu²⁺+2e^-

Baut man nun das Daniell-Element so auf, wie es im Aufbau der Galvanischen Zelle beschrieben ist,

fließen Elektronen von der Zink-Anode zur Kupfer-Kathode, es entsteht ein elektrischer Strom. Der Strom kann nur fließen, wenn zwischen den beiden Elekroden eine Potentialdifferenz, also eine Spannung, besteht. In einem Daniell-Element beträgt die Spannung immer U=1,1 V.