4 Anwendungen

4.1 Volta-Element (Voltasche Säule)

(vgl. ABs)

Alessandro Volta entwickelt um 1800 die erste funktionsfähige Batterie, die „Voltasche Säule“, aus Zink- und Kupfer-Platten, zwischen die mit Schwefelsäure getränkter Filz gelegt wurde. Um die Spannung zu erhöhen, stapelte er bis zu 20 Plattenpaare übereinander.

Aufbau der Voltaschen Säule

Modellversuch zum Volta-Element
(vgl. AB Schülerübungen)

Versuch a
Gasentwicklung nur an der Zinkelektrode:

Überlege Dir dafür die Reaktionsgleichung:

 

Versuch b
An der Phasengrenze Metall/Lösung bilden sich folgende Gleichgewichte aus:

Zn (s) ⇄ Zn²⁺ (aq) + 2 e⁻
Cu (s) ⇄ Cu²⁺ (aq) + 2 e⁻

Die Lösungstendenz der Zinkatome ist größer als die Lösungstendenz der Kupferatome. Die gemessene Spannung ist charakteristisch für die Kombination dieser beiden Redoxpaare.

Versuch c
Bei Stromfluss fließen auf Grund der vorhandenen Spannung Elektronen vom Zink zum Kupfer. Dort werden die Elektronen von den Oxonium-Ionen (Hydronium-Ionen)

Überlegt euch die Halbreaktionen und die gesamte Teilchengleichung:

Vergleich Daniell-Element und Volta-Element

Überlegt euch einmal die Unterschiede beider historischen Galvanischen Zellen: