- galvanische Elemente
- galvanische Elemẹnte[nach L. Galvani], galvanische Zellen, elektrochemische Stromquellen, denen eine chemische Umsetzung zugrunde liegt und die nach Ablauf dieser Reaktion nicht wieder verwendet werden können (deshalb auch die Bezeichnung Primärelemente), im Unterschied zu Akkumulatoren, bei deren Ladung die chemische Reaktion immer wieder rückgängig gemacht werden kann (Sekundärelemente). Eine dritte Gruppe der elektrochemischen Spannungs- und Stromquellen sind die Brennstoffzellen.Galvanische Elemente bestehen aus zwei Elektroden (Metall oder Kohle), an denen die Halbzellenreaktionen, in die eine chemische Umsetzung zerlegbar sein muss, damit sie direkt elektrische Arbeit verrichten kann, ablaufen. Die an einer Elektrode zum Ablauf der freiwilligen Reaktionen benötigten Elektronen werden an der anderen Elektrode produziert und über den äußeren Stromkreis an den Reaktionsort gebracht. Zwischen den Elektroden befindet sich der Elektrolyt, der die Leitfähigkeit im inneren Stromkreis gewährleistet.Das älteste galvanische Element ist das Volta-Element, das bekannteste das 1835 von J. F. Daniell erfundene Daniell-Element, dessen elektromotorische Kraft etwa 1,1 Volt beträgt. Es besteht aus einer in Zinksulfatlösung tauchenden Zinkelektrode (negativer Pol) und einer in Kupfersulfatlösung tauchenden Kupferelektrode (positiver Pol); beide Lösungen sind durch eine poröse Scheidewand getrennt. Schließt man den äußeren Stromkreis, indem man die beiden Elektroden durch einen Leiter (z. B. einen Kupferdraht) verbindet, so fließt durch den Leiter ein Strom, weil an der Kupferelektrode Cu2+-Ionen entladen werden (es scheidet sich Cu ab: Cu2+ + 2e- → Cu) und an der Zinkelektrode eine äquivalente Menge Zn2+-Ionen gebildet werden (Zn geht in Lösung: Zn → Zn2+ + 2e-). Die Elektroneutralität innerhalb des Elektrolyten wird durch diffundierende Sulfationen (SO24-) gewahrt.Als Batterien finden Primärelemente mit pastenartigem Elektrolyten (Trockenelement) breite praktische Anwendung; am bekanntesten ist das 1867 von G. Leclanché entwickelte Leclanché-Element (Kohle-Zink-Zelle). Besonders lagerfähig sind Füllelemente.Normalelemente dienen als Spannungsnormal; das bei 20 ºC eine sehr konstante Spannung von 1,01865 V liefernde Weston-Element wurde 1908 als Norm für die Einheit der elektrischen Spannung festgelegt. (Konzentrationselemente)
Universal-Lexikon. 2012.
