Chemie - Die Volta'sche Zelle

[derBenny]

Es geht um die Volta'sche Zelle:



Man nimmt irgendeine Säure, in diesem Fall Schwefelsäure, und packt zwei über ein Stromstärkenmessgerät verbundene Elektroden rein. Die Elektroden bestehen aus zwei unterschiedlich edlen Metallen (Zink (unedel) und Kupfer (edel)).

Man misst einen Stromfluss und freut sich, dass man eine Batterie gebastelt hat.
In der Euphorie gibt man gleich noch eine Reaktionsgleichung an:
Zn --> Zn(2+) + 2 e(-)
2 H3O(+) + 2 e(-) --> 2 H2O + H2

Was ich aber nicht verstehe, ist, warum die Elektronen, die beim Ionisieren des elementaren Zinks entstehen, durch das Stromstärkenmessgerät fließen und nicht einfach mit den H3O(+)-Ionen an der Zinkelektrode reagieren.

[Heaven and Hell]

Aufgrund des Elektronenüberschusses an der Zinkelektrode fließen die Elektronen zur Kupferelektrode. Und erst dort reagieren die Elektronen mit den H3O+, genauer gesagt mit den H+.
An der Kupferelektrode ergibt sich also folgende Reaktionsgleichung:

Code:

2H(+) + 2e(-) ---> H2

Um auf deine Frage zurückzukommen: Dass die Elektronen H(+) nicht am Zink reduzieren hat etwas mit der sogenannten Überspannung zu tun. Werdet ihr wahrscheinlich bald noch durchnehmen. Sorry, hab leider im mom keine Lust das zu erklären, womöglich wird es dann sogar falsch
Auf deutsch gesagt: Wasserstoff entsteht bevorzugt an den Elektroden mit geringerer Überspannung.

[derBenny]

Danke, das hilft mir schon weiter, da ich so zumindest weiß, wonach ich suchen soll.

Die Überspannung ist die Abweichung des Elektrodenpotentials vom Gleichgewichtspotential bei Stromfluss. Ursachen für die Überspannung können Hemmungen des Ladungsdurchtritts, des Stofftransportes und gekoppelter chemischer Reaktionen sein.

...

Die Geschichte mit der Überspannung habe ich so verstanden:
Zink geht in Lösung und gibt dabei zwei Elektronen an die Zinkelektrode ab. Diese Elektronen führen zunächst dazu, dass an der Zinkelektrode Wasserstoff entsteht. Da diese aber bald mit Wasserstoff umgeben ist, der nicht leitet, können die Elektronen nicht mehr nach außen abgegeben werden und es entsteht die Spannung, die schließlich zu dem beobachtetem Stromfluss führt.
Das wäre die in der Quelle beschriebene "Hemmung des Ladungsdurchtritts", schätze ich. Allerdings würde die, sobald die Elektronen zur Kupferelektrode fließen, ja dort ebenfalls stattfinden. Die einzige Erklärung, die mir einfällt, wäre, dass der größere Teil der freiwerdenden Elektronen nur zur Aufrechterhaltung der Überspannung verwendet wird und an der Zinkelektrode mit Wasserstoffionen zu Wasserstoff reagiert, während nur ein kleiner Teil der Elektronen zur Kupferelektrode fließt.
Ich hoffe, das ist nicht vollkommen verkehrt.