Elektrodengleichgewicht?
Was ist ein Elektrodengleichgewicht und wie gebe ich es bei einen unterbrochenem Stromkreis an? Und wie könnte sich dieses dann verändern wenn der Stromkreis geschlossen wird?
1 Antwort
Moin,
wie der Name schon sagt, handelt es sich hier um Gleichgewichte. Das musst du dir so vorstellen: Wenn du eine Metallelektrode in eine Salzlösung des gleichen Metalls tauchst, dann gibt es einen sogenannten Phasenübergang (festes Metall / gelöste Metallionen). Das gilt bei einem galvanischen Element für beide Halbzellen.
In jeder Halbzelle wechseln an der Phasengrenze (fest/flüssig) ständig Metallatome und Metallkationen in beide Richtungen durch. Überwiegt zunächst die Abgabe von Metallionen an die flüssige Phase, so lädt sich das Metall gegenüber der flüssigen Phase negativ auf, weil die Metallatome ja als Kationen in Lösung gehen und Elektronen in der Elektrode zurück lassen. Diese Aufladung wirkt dann aber natürlich einem weiteren Übergang von positiven Metallionen in die flüssige Phase entgegen und führt zu einem Gleichgewicht.
Pro Zeitspanne treten gleich viele Ionen in beiden Richtungen durch die Phasengrenze. An der Phasengrenze entsteht eine elektrochemische Doppelschicht aus negativen und positiven Ladungsträgern.
Diese Gleichgewichte beschrieb Nernst anschaulich als Gleichgewicht zwischen dem Lösungsdruck des Metalls und dem Abscheidungsdruck der Ionen. Unedle Metalle haben ein etwas größeres Bestreben als Ionen in Lösung zu gehen, während edlere Metalle genau umgekehrt das größere Bestreben zeigen, Elektronen aufzunehmen und sich als Metallatome an der Elektrode anzusetzen.
Nach der Einstellung des elektrochemischen Gleichgewichts sind die Elektroden unterschiedlicher Halbzellen verschieden aufgeladen, zwischen ihnen ist eine Spannung messbar.
Schließt man den Stromkreis (zum Beispiel mit Hilfe einer Salzbrücke zwischen den Halbzellen), dann fließt ein Strom von der Halbzelle mit dem unedleren Metall zur Halbzelle mit dem edleren Metall.
Bei einem Daniell-Element wären das eine (unedlere) Zink/Zinksulfat-Halbzelle und eine (edlere) Kupfer/Kupfer(II)-sulfat-Halbzelle.
Alles klar?
LG von der Waterkant