elektrochemie 1

Elektrochemische Spannungsreihe
	©stu2006/06/02 (last update)

Je edler ein Metall, desto weniger leicht reagiert es bzw. desto weniger leicht gibt es Elektronen her. Unedlere Metalle geben leichter Elektronen her. Wenn Ionen von edleren Metallen neben unedleren Metallen vorliegen, so gibt das unedlere Metall Elektronen an das edlere ab.

Ein Eisen-Nagel wird in eine CuSO₄-Lsg. getaucht und beobachtet:
Der Fe-Nagel überzieht sich in der CuSO₄-Lsg. mit Cu, die Lösung entfärbt sich:
Das edlere Kupfer bekommt die Elektronen vom unedleren Eisen:

Cu²⁺ + 2 e^- => Cu	Fe => Fe²⁺ + 2 e^-
Kupfer wird reduziert, es scheidet sich elementares Cu am Nagel ab.	Eisen wird oxidiert, Fe-Ionen gehen in Lösung.

In galvanischen Elementen (Batterien, Akkumulatoren) nutzt man die Elektronen, die an Redox-Reaktionen beteiligt sind, indem man das edlere und das unedlere Metall in zwei Halbzellen trennt. Auf dem Weg zwischen den zwei Halbzellen fließt elektrischer Strom.

In der elektrochemischen Spannungsreihe sind die Redoxpaare mit den entsprechenden Spannungsdifferenzen zum Wasserstoff (wurde willkürlich festgelegt) angegeben. In der folgenden Tabelle steht das sehr unedle Lithium an der Spitze, das sehr edle Fluor am Ende.

Das Daniell-Element besteht aus einer Cu-Elektrode in einer CuSO₄-Lsg. und einer Zn-Elektrode in einer ZnSO₄-Lsg.
Die KNO₃-Lsg. in der Mitte schließt den Stromkreis.
Die Spannung ist 1,1 V.

(0,763 V + 0,337 V siehe Tabelle).

Cu²⁺-Ionen bekommen an der
Elektrode je 2 e^- , es scheidet sich Cu ab,
Zn gibt je 2 e^- ab und geht als Zn²⁺ in Lösung.

Cu²⁺+ 2 e^- => Cu (+0,337 V)

Zn => Zn²⁺+ 2 e^-(-0,763 V )

Elektrochemische Spannungsreihe

1) Welche Spannung hat ein galvanisches Element aus Ag/AgNO₃ und Zn/ZnSO₄?

2) Schreibe die Teilreaktionen für dieses galvanische Element auf.

3) Wieviel Gramm AgNO₃ müsste man pro Liter Wasser lösen wenn man vom ZnSO₄ 161,4 g pro Liter löst und das galvanische Element gut funktionieren soll?

4) Welches Potential hat ein galvanisches Element aus Cu/CuSO₄ und Ag/Ag₂SO₄?
In welche Richtung fließt der Strom im Vergleich zum Daniell-Element?

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