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Praktikumsversuch EMK

EMK - Grundlagen - Galvani'sche Elemente und Elektrolysezellen

Der elektrische Strom wird in Metallen durch Elektronen, in Elektrolytlösungen dagegen durch Ionen transportiert. Befinden sich Metalle und Elektrolyte im gleichen Stromkreis, so müssen Elektronen durch die Phasengrenzen Metall/Elektrolyt treten. Da die Aufnahme von Elektronen eine Reduktion und die Abgabe von Elektronen eine Oxidation bedeutet, ist eine Ladungsübertragung durch die Phasengrenzen stets mit chemischen Reaktionen verknüpft. Werden zwei Elektronenleiter (Elektroden) in eine gemeinsame oder in zwei (durch eine Salzbrücke oder eine poröse Trennwand (Diaphragma)) leitend miteinander verbundene Elektrolytlösungen getaucht und die beiden Elektroden metallisch miteinander verbunden, so erhält man eine elektrochemische Zelle.

Laufen die Reaktionen an den Elektroden der elektrochemischen Zelle freiwillig unter Stromlieferung ab, so wird diese Zelle als Galvani'sches Element (oder auch Galvani'sche Zelle bzw. Galvani'sche Kette) bezeichnet. Die Elektrode, an der die Oxidation erfolgt, heißt Anode, die Elektrode, an der die Reduktion erfolgt, heißt Kathode. An der Anode treten also Elektronen in die Elektrode ein, an der Kathode treten Elektronen aus der Elektrode in den Elektrolyten. Beim Galvani'schen Element ist die Kathode deshalb positiv geladen, die Anode negativ.

Werden elektrochemische Reaktionen durch eine von außen angelegte Spannung erzwungen, so wird von einer Elektrolyse gesprochen und die elektrochemische Zelle als elektrolytische Zelle bzw. Elektrolysezelle bezeichnet, wobei definitionsgemäß die Anode wie in der Galvani'schen Zelle diejenige Elektrode ist, an der die Oxidation stattfindet, also Elektronen in die Elektrode eintreten. In einer Elektrolysezelle wandern die Kationen zur Kathode und die Anionen zur Anode.

Tab.1
Anode (links) Oxidationselektrode: Elektronen treten aus der Lösung in die Elektrode ein. Kathode (rechts) Reduktionswelektrode: Elektronen treten aus der Elektrode in die Lösung ein.
Galvani'sches ElementMinus-PolPlus-Pol
ElektrolysezellePlus-PolMinus-Pol
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