Galvanische Elemente
Galvanische Elemente sind Energieumwandler, die auf elektrochemischem Weg eine Spannung erzeugen. Die Höhe der Spannung ist abhängig von der Art der Werkstoffe und von der Art und Menge des Elektrolyten.
Die Spannung entsteht dadurch, dass zwei Werkstoffe (Elektroden) in ein Elektrolyt getaucht werden. Das ist dann das galvanische Element. Metalle neigen dazu, sich im Elektrolyten aufzulösen. Dabei werden positive Ionen erzeugt. Die Elektronen bleiben auf dem metallischen Werkstoff zurück. Das Metall wird gegenüber dem Elektrolyten negativ. Es entsteht ein Ladungs- und damit ein Spannungsunterschied (-U und +U) zwischen Werkstoff und Elektrolyt.
Gleichzeitig gibt es Stoffe, die sich nicht zersetzen, sondern positive Ionen anziehen. Damit wird dieser Werkstoff gegenüber dem Elektrolyten positiv. Es entsteht ein Ladungs- und damit ein Spannungsunterschied zwischen Werkstoff und Elektrolyt. Schließlich entsteht ein Spannungsunterschied zwischen den beiden Werkstoffen bzw. Elektroden (Uges).
Elektrochemische Spannungsreihe (Normalpotentiale)
Metalle, die sich im Elektrolyten auflösen, sind hervorragend als Elektroden-Werkstoff geeignet. Jedes geeignete Metall hat eine andere galvanische Spannung, die bei der Elektrolyse entsteht. Diese Spannung ist in der elektrochemischen Spannungsreihe festgehalten. Dort sind sie in der Reihenfolge ihrer galvanischen Spannung und Polarität aufgereiht. Wasserstoff (H) gilt dabei als elektrisch neutral und hat das Potential von 0 V.
Metalle, die gegenüber dem Wasserstoff eine positive Spannung haben, werden als edle Metalle, alle mit einer negativen Spannung werden als unedle Metalle bezeichnet.
Metall | Nichtmetalle | Potential bei 25°C |
---|---|---|
Fluor (F) | + 2,87 V | |
Gold (Au) | + 1,69 V | |
+ 1,50 V | ||
+ 1,40 V | ||
Chlor (Cl) | + 1,36 V | |
Chrom (Cr) | + 1,33 V | |
Platin (Pt) | + 1,20 V | |
Quecksilber (Hg) | + 0,85 V | |
Silber (Ag) | + 0,80 V | |
Braunstein (Mangandioxid) | + 0,74 V | |
Kupfer (Cu) | + 0,35 V | |
Kupfer (Cu) | + 0,16 V | |
Wasserstoff (H) | 0 V | |
Blei (Pb) | - 0,13 V | |
Zinn (Sn) | - 0,14 V | |
Nickel (Ni) | - 0,23 V | |
Cadmium (Cd) | - 0,40 V | |
Eisen (Fe) | - 0,41 V | |
Zink (Zn) | - 0,76 V | |
Mangan (Mn) | - 1,18 V | |
Aluminium (Al) | - 1,66 V | |
Magnesium (Mg) | - 2,362 V | |
Lithium (Li) | - 3,04 V |
Hinweis: Quecksilber ist ein Metall das sich bei Standardbedingungen in einem flüssigen Zustand befindet.
Weitere verwandte Themen:
Teilen:
Elektronik-Fibel
Elektronik einfach und leicht verständlich
Die Elektronik-Fibel ist ein Buch über die Grundlagen der Elektronik, Bauelemente, Schaltungstechnik und Digitaltechnik.
Elektronik-Set "Basic Edition"
Umfangreiches Elektronik-Sortiment
- Über 1.300 elektronische Bauteile: Viele unterschiedliche Widerstände, Kondensatoren, Dioden, Transistoren und viele LEDs in verschiedenen Farben.
- Anschlussbelegung, Kennzeichnung und wichtige Kennwerte: Mit dabei für alle Bauteile im Elektronik-Guide als PDF-Datei zum Download.
- Für jeden Elektroniker: Als sinnvolle Erstausstattung für Einsteiger oder für alte Hasen, die mal wieder ihren Bestand auffüllen oder ergänzen wollen.
Elektronik-Set "Starter Edition"
Elektronik erleben und experimentieren
Perfekt für Einsteiger und Widereinsteiger
- Elektronik-Einstieg ohne Vorkenntnisse
- Schnelles Verständnis für Bauteile und Schaltsymbole
- Ohne Lötkolben experimentieren: Bauteile einfach stecken
Online-Workshop Mehr Informationen Elektronik-Set jetzt bestellen