Redox-Reaktion, Danielle-Element

Hallo zusammen,

ich hätte mal wieder eine Verständnisfrage zum Thema Redox-Reaktionen anhand des Danielle-Elements. Irgendwie will mein Kopp das nicht so ganz kapieren.

Also erst einmal habe ich hier folgende Darstellung des Danielle-Elements: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/fc/Daniell-element.png/640px-Daniell-element.png (Saltbrygga soll sicherlich Salzbrücke bedeuten, ich fand leider auf die schnelle kein Schaubild auf Deutsch)

Und zu dieser Darstellung diese Erklärung: Zink wird oxidiert und gibt Elektronen ab, die durch den metallischen Leiter fließen, wo sie für die Cu-Ionen+ in der Kupfersulfatlösung verfügbar werden, so dass sie zu elementarem Kupfer reduziert werden. Die Kupferionen+ aus der Kupfersulfatlösung scheiden sich auf der Kupferelektrode ab, während die Zinkelektrode nach und nach verbraucht wird. Die Kationen in der Salzbrücke wandern in den Behälter der Kupferelektrode und ersetzen dort die Kupferionen die verbraucht werden. Die Anionen aus der Salzbrücke wandern hingegen zur Zinkelektrode, wo sie die immer mehr werdenen Zink-Kationen der Zinksulfatlösung "binden", also damit die Zink-Lösung elektrisch neutral bleibt.

Und dann habe ich noch eine andere Darstellung des Danielle-Elements: ttp://bit.ly/19Ppt7T (Bitte das H des http ergänzen, scheinbar darf man hier nur 1 Link posten) (Diese ohne Salzbrücke)

Nun habe ich zwei Fragen:

1. Warum gibt Zink überhaupt Elektronen ab? Es ist unedler als Kupfer, klar, aber warum gibt es Elektronen ab? Woher kommt dieser "Zwang" ?

2. Woher kommen die Kationen und Anionen in der zweiten Darstellung des Danielle-Elements? Schließlich existiert keine Salzbrücke? Kommen sie in diesem Falle aus den beiden Sulfatlösungen, die sich praktisch gegenseitig ausgleichen?

Irgendwie kann ich mir das alles wirklich nur schwer im Kopp veranschaulichen..

Schonmal danke für Antworten!

Answer 1

[ThomasJNewton]

Wenn du meinst, es verstanden zu haben ... sicher ist sicher.

• Zunächst mal zu den Brücken, dass irgendwie ein Ausgleich der Ladung erfolgen muss, wenn ständig Elektronen von der einen zur anderen Seite fließen, ist ja klar. Im zweiten Bild ist das eben keine Brücke, sondern eine poröse Trennwand, wo dir Ionen durchströmen.
• Welche Ionen genau den Ladungsausgleich bewirken, wird im ersten Bild offen gelassen, im zweiten Bild sind es Sulfat-Ionen. In der Praxis sind es sicher auch auch Zink- und Kupferionen, und auch Protonen.
• Kleiner Exkurs, Hydronium und Hydroxid wandern viel schneller als andere Ionen. Weil sie nicht wirklich wandern, sondern sich die Protonen weiterreichen, wie die Kette von Feuerlöschern, die sich die Eimer in die Hand geben.
• Und kein Atom hat den Zwang, Elektronen abzugeben, im Gegenteil. Auch bei den Alkalimetall braucht es Energie, auch nur das einsame Elektron zu entfernen, die Ionisierungsenergie. Aber es gibt halt Elemente, die sich stärker um die Elektronen reißen. In diesem Fall Sauerstoff. Falls es dir noch nicht aufgefallen ist, auch in einer wässrigen Kupfersulfatlösung ist Sauerstoff das einzige Element mit einer negativen Oxidationszahl.
• Der Sauerstofff hat auch irgendwann dem Kupfer 2 Elektronen entrissen. Nur ist das Kupfer zwar nicht so begierig wie Sauerstoff, aber begieriger als Zink. Wie in der Karrriereleiter, nach oben buckeln und nach unten treten.

Und es heißt Daniell-Element, mit ohne E.

Ach ja, zur Elektrochemischen Doppelschicht: Vielleicht wär erst mal Nachtschicht angesagt. Habe leicht den Eindruck, dass du dich grad verzettelst.