Die Spannungsreihe der Metalle

Die Spannungsreihe der Metalle

• Die Spannungsreihe ordnet Metalle nach ihrem Bestreben, Elektronen abzugeben. Gemessen wird das als Standardpotential in Volt, bezogen auf die Wasserstoffelektrode (0 V).
• Unedle Metalle stehen mit negativem Potential links: Kalium, Magnesium, Zink, Eisen. Sie geben leicht Elektronen ab und werden leicht oxidiert. Edle Metalle stehen rechts: Kupfer, Silber, Gold.
• Vorhersageregel: Ein unedleres Metall verdrängt ein edleres aus dessen Salzlösung. Ein Eisennagel in Kupfersulfatlösung überzieht sich mit Kupfer; ein Kupferblech in Eisensulfatlösung bleibt unverändert.
• Die Zellspannung ist die Differenz der Potentiale beider Metalle. Zink (\(-0{,}76\) V) und Kupfer (\(+0{,}34\) V) ergeben \(0{,}34-(-0{,}76) = 1{,}10\) V – je weiter zwei Metalle auseinanderstehen, desto höher die Spannung.
• Praktische Folge: Wer zwei verschiedene Metalle in feuchter Umgebung verbindet, baut ungewollt ein Element. Das unedlere Metall wird dann schneller zerstört – ein bekanntes Problem im Bauwesen.

1. Ein Zinkblech steht in Kupfersulfatlösung. Was ist zu beobachten?
   Lösung

   Zink löst sich auf, Kupfer scheidet sich als rotbrauner Überzug ab – Zink ist unedler.
2. Berechne die Spannung einer Zelle aus Magnesium (\(-2{,}37\) V) und Kupfer (\(+0{,}34\) V).
   Lösung

   \(0{,}34-(-2{,}37) = 2{,}71\) V.
3. Warum ist es ungünstig, ein Kupferrohr direkt mit einem verzinkten Stahlrohr zu verschrauben?
   Lösung

   Bei Feuchtigkeit entsteht ein galvanisches Element; das unedlere Zink beziehungsweise der Stahl korrodiert beschleunigt.

1. Prüft mit Nägeln und Salzlösungen mehrerer Metalle, welches jeweils abgeschieden wird, und stellt daraus selbst eine Reihenfolge auf.