Elektrodynamik und Optik - Fachbereich Physik der Universität ...

Elektrodynamik 53
Bleiakkumulator: a) Aufbau des Akkumulators; b) Spannungsverlauf und chemische Reaktion beim
Aufladen (A) (Anode = +Pol, Kathode = -Pol) und Entladen (E) (Anode = -Pol, Kathode = +Pol). Quelle:
Demtröder 2, Abb. 2.49, S. 69
Zur Bezeichnungskonvention von Anode und Kathode:
An Anoden werden Substanzen oxidiert, d.h. Elektronen treten immer in den
Leiter ein, an Kathoden werden Substanzen reduziert, d.h. die Elektronen treten
immer aus dem Leiter aus. Innerhalb des Stromkreises wandern dann die an der
Anode eingesammelten Elektronen zur Kathode zurück. Allerdings können
Anode und Kathode unterschiedliche Polaritäten annehmen, je nach dem, ob
das betrachtete System Ladungen an einen Verbraucher abgeben kann (z.B.
Entladung einer Batterie: Anode: -, Kathode: +) oder Ladungen einsammelt (z.B.
Aufladen einer Batterie: Anode: +, Kathode: -).
Prozess Oxidation einer
Substanz, die
Elektronen abgeben
kann, sich also im
reduzierten Zustand
befindet (=red):
Entladen einer Batterie
(d.h. die Batterie ist hier
ein galvan. Element)
Aufladen einer Batterie
(d.h. im Medium findet
Elektrolyse statt)
Anode Kathode
red ox n e −
→ + ⋅
Reduktion einer
Substanz, die
Elektronen aufnehmen
kann, sich also im
oxidierten Zustand
befindet (=ox):
−
ox + n⋅e → red
- +
+ -
Beim Vergleich von Elektrolyse (Aufladen) und Galvanischem Element (Entladen)
kehren sich nicht die Pol-Zeichen um. Jedoch ändert sich die Richtung des
Elektronenflusses, also kehren sich die Vorgänge "Reduktion" und "Oxidation"
um. Das gilt letztlich dann auch für die Bezeichnungen "Anode" und "Kathode".
Bei wieder aufladbaren Batterien kann derselbe Pol also abwechselnd als Anode
oder Kathode arbeiten, je nachdem ob die Batterie entladen oder geladen wird.