ELEKTRODYNAMIK
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3.2. LEITUNGSMECHANISMEN 49<br />
sich dann einstellende Potentialunterschied ist vom Metall, vom Elektrolyt und von der Temperatur<br />
abhängig.<br />
Der Potentialunterschied zwischen der Elektrode und dem Elektrolyt läßt sich nicht direkt<br />
messen. In Tabellen findet man daher die Potentiale relativ zu einer Standardelektrode, der sog.<br />
Wasserstoffelektrode. Diese besteht aus einer von Wasserstoff umspülten Platinelektrode in einer<br />
Säurelösung mit 1 mol l −1 (1N-Lösung). Tabelle 3.2 gibt die so definierten Elektrodenpotentiale einiger<br />
Metalle wieder. Metalle mit hohen Potentialen (z.B. Au, Ag,) werden als ” edel“ bezeichnet,<br />
weil sie schlecht in Lösung gehen und deshalb korrosionsresistent sind.<br />
Tabelle 3.2: Standard-Elektrodenpotentiale einiger Metalle. Gemessen wurde das Potential einer<br />
Elektrode des jeweiligen Metalls in einer 1N-Lösung des angegebenen Ions relativ zur Wasserstoffelektrode.<br />
Abbildung 3.6: Zum Prinzip der galvanischen<br />
Zelle. Durch den Widerstand R fließen<br />
Elektronen von der Zink- zur Kupferelektrode.<br />
An der Zinkelektrode gehen<br />
Zn ++ -Ionen in Lösung, wodurch Elektronen<br />
frei werden. An der Kupferelektrode nehmen<br />
Cu ++ -Ionen Elektronen auf und scheiden<br />
sich als Cu-Atome aus.<br />
Metall Pot. [V] Metall Pot. [V]<br />
Li + -2,959 Cd ++ -0,402<br />
Rb + -2,926 Sn +++ -0,336<br />
K + -2.924 Pb ++ -0,12<br />
Na + -2.715 Cu ++ +0,345<br />
Zn ++ -0,762 Hg ++ +0,799<br />
Fe ++ -0,44 Ag + +0,798<br />
R<br />
2e<br />
Zn Cu<br />
-<br />
- +<br />
Zn --> 2e<br />
- ++<br />
+ Zn<br />
CuSO -<br />
4<br />
Lösung<br />
++<br />
Cu + 2e<br />
-<br />
--> Cu<br />
Kehren wir zu unserem Beispiel—Cu und Zn in CuSO 4 —zurück (s. Abb. 3.6). Die Potentialdifferenz<br />
ergibt sich in guter Näherung durch die Differenz der in der Tabelle 3.2 aufgeführten<br />
Werte, also in diesem Fall<br />
U = [0,345 − (−0,762)] V = 1,107 V,<br />
wobei Cu positiv und Zn negativ ist. Verbinden wir die beiden Elektroden z.B. über einen Widerstand<br />
R miteinander, fließen Elektronen vom Zink zum Kupfer. Die unmittelbare Auswirkung des<br />
Elektronenflusses ist eine Erhöhung des Potentials der Zinkelektrode und eine Erniedrigung des<br />
Potentials der Kupferelektrode. Diese Potentialänderungen würden aber die oben angesprochenen<br />
Auflösungsgleichgewichte stören und werden daher dadurch kompensiert, daß Zink in Lösung
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