Betrachten Sie zwei Batterien, die die Kupferelektrode umgeben:
Zink-Kupfer- und Kupfer-Silber-Batterien.
In der ersten Zelle, die als Daniell-Zelle bekannt ist, bestehen die Elektroden aus Zink und Kupfer und wir bemerken, dass das Zink oxidiert, dh Elektronen an das Kupfer abgibt und somit die Anode ist. Die Kupferelektrode wiederum funktioniert wie die Kathode, nimmt Elektronen auf und reduziert sich selbst.
Es ist jedoch zu beobachten, dass im zweiten Haufen, den Kupfer-Silber-Elektroden, das Kupfer nicht als Kathode, sondern als Anode arbeitet und diesmal oxidiert.
Dies zeigt uns, dass beim Vergleich dieser drei Elektroden die Tendenz zur Reduktion wie folgt funktioniert:
| Zink < Kupfer < Silber |
Diese Fähigkeit zur Reduktion heißt also Reduktionspotential (Erot). Da dieser Wert von Druck, Temperatur und Konzentration der Lösung abhängt, ist a Standardpotential (oder normal, bei 25°C, Druck von 1atm und Konzentration von 1,0 mol/L), gekennzeichnet durch das Symbol UND0. Das Gegenteil ist auch der Fall, es gibt die Oxidationspotential (Eoxy), die in diesem Fall aufsteigend sortiert ist:
| Zink > Kupfer > Silber |
Je niedriger das Standardreduktionspotential ist, desto größer ist die Fähigkeit des Metalls, Elektronen zu spenden und umgekehrt. Je niedriger das Standardoxidationspotential ist, desto größer ist die Fähigkeit des Metalls, Elektronen aufzunehmen und umgekehrt.
| In einem Haufen erfährt die Spezies mit dem höchsten Ered eine Reduktion und die andere Spezies mit dem höchsten Eoxy wird einer Oxidation unterzogen. |
Wenn wir ein Voltmeter wie das in der Abbildung oben an eine dieser Zellen anpassen, wird die Stärke des von ihnen erzeugten elektrischen Stroms gemessen, d.h elektromotorische Kraft (emf oder E) oder Potentialdifferenz (U oder ddp)*. Der Wert wird in Volt (V) angegeben und erscheint normalerweise auf Akkupacks und Etiketten.
Potenzialdifferenz (U oder ddp) einer Batterie auf dem Etikett angegeben.
Die elektromotorische Kraft kann als Reduktions- oder Oxidationspotential ausgedrückt werden. Es ist wichtig, sich daran zu erinnern diese Potentiale haben denselben Wert, aber entgegengesetzte Vorzeichen.
Um die Spannung einer Batterie im Standardzustand zu berechnen, verwenden wir folgenden Ausdruck:
| ∆Und0 = UND0rot (Kathode) - UND0rot (Anode) |
oder
| ∆Und0 = UND0Oxy (Anode) - UND0Oxy (Kathode) |
Somit erscheinen nicht die Absolutwerte jeder Elektrode auf dem Voltmeter, sondern die Potenzialdifferenz zwischen ihnen.
*Wir betrachten die Potentialdifferenz gleich der elektromotorischen Kraft, da die Berechnung der Potentialdifferenz eines Generators durch die Gleichung: U = E – r.i gegeben ist, wobei
U = Potentialdifferenz
E = elektromotorische Kraft
r = Innenwiderstand
i= Stromstärke
Aber in der Chemie betrachten wir Batterien als ideale Generatoren, sodass ihr Innenwiderstand im Verhältnis zum Stromkreis vernachlässigbar ist. Wir haben also U = E.
Quelle: Brasilien Schule - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/diferenca-potencial-uma-pilha.htm