Elektrochemische Grundlagen und Berechnungen
Die Untersuchung der Bagdad-Batterie führt uns tief in die Grundlagen der Elektrochemie. Um die gemessene Spannung von 0,56 V zu überprüfen, müssen wir uns mit der Berechnung der Spannung einer galvanischen Zelle befassen.
Definition: Die Standardzellspannung ist die Potentialdifferenz zwischen zwei Halbzellen unter Standardbedingungen.
Zur Berechnung der Standardzellspannung werden die Standardelektrodenpotentiale der beteiligten Redoxpaare verwendet:
E°(Fe²⁺/Fe) = -0,44 V E° = 0,00 V
Die theoretische Standardzellspannung beträgt somit:
E°(Zelle) = E°(Kathode) - E°(Anode) = 0,00 V - = 0,44 V
Highlight: Die Abweichung zwischen der berechneten und der gemessenen Spannung kann durch Konzentrationsunterschiede und Nichtstandard-Bedingungen erklärt werden.
Die Nernst-Gleichung ermöglicht eine genauere Berechnung der Zellspannung unter Berücksichtigung der tatsächlichen Konzentrationen:
E = E° + (RT/nF) · ln(c(Ox)/c(Red))
Diese Gleichung erklärt auch, warum die Spannung der Batterie bei fortlaufender Nutzung abfällt, da sich die Konzentrationen der beteiligten Ionen ändern.






