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Elektrochemie: Galvanische Zelle und Elektrolyse einfach erklärt

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Theresa Gerl

16.10.2025

Chemie

Elektrochemie und galvanische Zelle

2.459

16. Okt. 2025

4 Seiten

Elektrochemie: Galvanische Zelle und Elektrolyse einfach erklärt

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Theresa Gerl

@theresagerl

Die Elektrochemie untersucht die Umwandlung zwischen chemischer und elektrischer Energie.... Mehr anzeigen

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Galvanische zelle,
Galvanisches Element
→ Vorrichtung zur spontanen
Umwandlung von chemischer
in elektrische Energie
→Jede Kombination von z

Grundlagen der Elektrochemie

Eine galvanische Zelle (auch galvanisches Element genannt) ist eine Vorrichtung, die chemische in elektrische Energie umwandelt. Sie besteht aus zwei unterschiedlichen Elektroden in einem Elektrolyten und funktioniert als Gleichspannungsquelle.

Der Aufbau einer galvanischen Zelle umfasst eine unedlere Elektrode (Anode), eine edlere Elektrode (Kathode), einen Elektrolyten und eine Ionenbrücke. An der Anode findet eine Oxidation statt (Elektronenabgabe), während an der Kathode eine Reduktion erfolgt (Elektronenaufnahme). Zusammen bilden diese Teilreaktionen eine Redoxreaktion.

Die elektrochemische Spannungsreihe auchRedoxreihegenanntauch Redoxreihe genannt listet Redox-Paare nach ihrem Standardelektrodenpotential auf. Sie hilft dabei, das Redoxverhalten verschiedener Stoffe vorherzusagen und zeigt, welche Metalle edel oder unedel sind.

Gut zu wissen: Eine Elektrode ist ein Elektronenleiter, der im direkten Kontakt mit einem Elektrolyten steht. An ihr erfolgt der Übergang von elektrischen Ladungsträgern (Ionen oder Elektronen) zwischen dem Feststoff und dem Elektrolyten.

Galvanische zelle,
Galvanisches Element
→ Vorrichtung zur spontanen
Umwandlung von chemischer
in elektrische Energie
→Jede Kombination von z

Die galvanische Zelle am Beispiel des Daniell-Elements

Das Daniell-Element ist ein bekanntes Beispiel einer galvanischen Zelle mit Zink- und Kupferelektroden. Die Reaktionsgleichung lautet: Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu.

Im Zelldiagramm einer galvanischen Zelle erkennt man die Hauptkomponenten: An der Anode ZinkZink findet die Oxidation statt ZnZn2++2eZn → Zn²⁺ + 2e⁻, während an der Kathode KupferKupfer die Reduktion abläuft Cu2++2eCuCu²⁺ + 2e⁻ → Cu. Die Elektronen wandern über einen externen Leiter von der Anode zur Kathode.

Die Funktion einer galvanischen Zelle wird durch eine Ionenbrücke oder ein Diaphragma poro¨seTrennwandporöse Trennwand ermöglicht. Diese trennt die beiden Elektrolytlösungen hierZnSO4undCuSO4Lo¨sunghier ZnSO₄- und CuSO₄-Lösung, lässt aber einen kontrollierten Ionenaustausch zu und schließt damit den Stromkreis.

Merke: Bei einer galvanischen Zelle ist die Anode der Minuspol (Elektronenüberschuss) und die Kathode der Pluspol (Elektronenmangel). Die Elektroden müssen aus unterschiedlichen Materialien bestehen, damit eine Spannung entsteht!

Galvanische zelle,
Galvanisches Element
→ Vorrichtung zur spontanen
Umwandlung von chemischer
in elektrische Energie
→Jede Kombination von z

Vorgänge in der galvanischen Zelle

Bei einer laufenden galvanischen Zelle beobachtet man, dass Zink zu Zn²⁺-Ionen oxidiert wird und dabei Elektronen abgibt. Gleichzeitig werden Cu²⁺-Ionen an der Kathode zu Kupfer reduziert, indem sie Elektronen aufnehmen. Die Elektronen wandern von der Anode zur Kathode über den externen Stromkreis.

In der galvanischen Zelle Anode Kathode sind klar definiert: Die Anode ist die Elektrode, an der eine Oxidation stattfindet und fungiert als Minuspol mit Elektronenüberschuss. Die Kathode ist die Elektrode, an der die Reduktion stattfindet und bildet den Pluspol mit Elektronenmangel.

Das Diaphragma spielt eine zentrale Rolle als halbdurchlässige Membran. Es trennt die Ionenlösungen, lässt aber bestimmte Ionen (vor allem negativ geladene Anionen) hindurch. Dadurch wird der Stromkreis geschlossen, ohne dass sich die Elektrolytlösungen vollständig vermischen. Die Spannungsreihe der Metalle bestimmt, welches Metall als Anode und welches als Kathode fungiert.

Wichtig: Die gesamte Funktionalität der galvanischen Zelle basiert auf der Redoxreaktion! Die Oxidation und Reduktion laufen räumlich getrennt, aber zeitlich gleichzeitig ab.

Galvanische zelle,
Galvanisches Element
→ Vorrichtung zur spontanen
Umwandlung von chemischer
in elektrische Energie
→Jede Kombination von z

Galvanische Zellen und das Daniell-Element im Vergleich

Im Inneren einer galvanischen Zelle findet ein stetiger Elektronenfluss statt. Die Elektronen wandern vom Minuspol (Anode) zum Pluspol (Kathode), während an der Anode die Oxidation und an der Kathode die Reduktion stattfindet. Diese Redoxreaktionen laufen räumlich getrennt, aber zeitgleich ab.

Parallel zum Elektronenfluss im externen Leiter findet im Elektrolyten eine Ionenwanderung statt. Durch das Diaphragma, die poröse Trennwand, diffundieren bestimmte Ionen von einer Seite zur anderen. Dieser Ionenfluss ist entscheidend für die Funktion der galvanischen Zelle, da er den Stromkreis im Inneren schließt.

Das Daniell-Element ist ein spezieller Typ einer galvanischen Zelle, der aus einer Zink- und einer Kupfer-Halbzelle besteht. Es veranschaulicht perfekt die elektrochemische Spannungsreihe, da das unedlere Zink als Anode und das edlere Kupfer als Kathode fungiert. Diese spezifische Kombination von Redox-Paaren ist bereits im Element verbaut und erzeugt eine bestimmte Spannung.

Prüfungstipp: Die Spannungsreihe der Metalle bestimmt, welches Metall oxidiert wird (das unedlere) und welches reduziert wird (das edlere). Merke dir: Je unedler ein Metall ist, desto leichter gibt es Elektronen ab!



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Stefan S

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

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Sudenaz Ocak

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Marcus B

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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Die Elektrochemie untersucht die Umwandlung zwischen chemischer und elektrischer Energie. Galvanische Zellen wandeln spontan chemische in elektrische Energie um, während bei der Elektrolyse durch Stromzufuhr chemische Reaktionen erzwungen werden. Diese Prozesse sind Grundlage für viele alltägliche Anwendungen wie Batterien und... Mehr anzeigen

Galvanische zelle,
Galvanisches Element
→ Vorrichtung zur spontanen
Umwandlung von chemischer
in elektrische Energie
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Grundlagen der Elektrochemie

Eine galvanische Zelle (auch galvanisches Element genannt) ist eine Vorrichtung, die chemische in elektrische Energie umwandelt. Sie besteht aus zwei unterschiedlichen Elektroden in einem Elektrolyten und funktioniert als Gleichspannungsquelle.

Der Aufbau einer galvanischen Zelle umfasst eine unedlere Elektrode (Anode), eine edlere Elektrode (Kathode), einen Elektrolyten und eine Ionenbrücke. An der Anode findet eine Oxidation statt (Elektronenabgabe), während an der Kathode eine Reduktion erfolgt (Elektronenaufnahme). Zusammen bilden diese Teilreaktionen eine Redoxreaktion.

Die elektrochemische Spannungsreihe auchRedoxreihegenanntauch Redoxreihe genannt listet Redox-Paare nach ihrem Standardelektrodenpotential auf. Sie hilft dabei, das Redoxverhalten verschiedener Stoffe vorherzusagen und zeigt, welche Metalle edel oder unedel sind.

Gut zu wissen: Eine Elektrode ist ein Elektronenleiter, der im direkten Kontakt mit einem Elektrolyten steht. An ihr erfolgt der Übergang von elektrischen Ladungsträgern (Ionen oder Elektronen) zwischen dem Feststoff und dem Elektrolyten.

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Die galvanische Zelle am Beispiel des Daniell-Elements

Das Daniell-Element ist ein bekanntes Beispiel einer galvanischen Zelle mit Zink- und Kupferelektroden. Die Reaktionsgleichung lautet: Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu.

Im Zelldiagramm einer galvanischen Zelle erkennt man die Hauptkomponenten: An der Anode ZinkZink findet die Oxidation statt ZnZn2++2eZn → Zn²⁺ + 2e⁻, während an der Kathode KupferKupfer die Reduktion abläuft Cu2++2eCuCu²⁺ + 2e⁻ → Cu. Die Elektronen wandern über einen externen Leiter von der Anode zur Kathode.

Die Funktion einer galvanischen Zelle wird durch eine Ionenbrücke oder ein Diaphragma poro¨seTrennwandporöse Trennwand ermöglicht. Diese trennt die beiden Elektrolytlösungen hierZnSO4undCuSO4Lo¨sunghier ZnSO₄- und CuSO₄-Lösung, lässt aber einen kontrollierten Ionenaustausch zu und schließt damit den Stromkreis.

Merke: Bei einer galvanischen Zelle ist die Anode der Minuspol (Elektronenüberschuss) und die Kathode der Pluspol (Elektronenmangel). Die Elektroden müssen aus unterschiedlichen Materialien bestehen, damit eine Spannung entsteht!

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In der galvanischen Zelle Anode Kathode sind klar definiert: Die Anode ist die Elektrode, an der eine Oxidation stattfindet und fungiert als Minuspol mit Elektronenüberschuss. Die Kathode ist die Elektrode, an der die Reduktion stattfindet und bildet den Pluspol mit Elektronenmangel.

Das Diaphragma spielt eine zentrale Rolle als halbdurchlässige Membran. Es trennt die Ionenlösungen, lässt aber bestimmte Ionen (vor allem negativ geladene Anionen) hindurch. Dadurch wird der Stromkreis geschlossen, ohne dass sich die Elektrolytlösungen vollständig vermischen. Die Spannungsreihe der Metalle bestimmt, welches Metall als Anode und welches als Kathode fungiert.

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Galvanische Zellen und das Daniell-Element im Vergleich

Im Inneren einer galvanischen Zelle findet ein stetiger Elektronenfluss statt. Die Elektronen wandern vom Minuspol (Anode) zum Pluspol (Kathode), während an der Anode die Oxidation und an der Kathode die Reduktion stattfindet. Diese Redoxreaktionen laufen räumlich getrennt, aber zeitgleich ab.

Parallel zum Elektronenfluss im externen Leiter findet im Elektrolyten eine Ionenwanderung statt. Durch das Diaphragma, die poröse Trennwand, diffundieren bestimmte Ionen von einer Seite zur anderen. Dieser Ionenfluss ist entscheidend für die Funktion der galvanischen Zelle, da er den Stromkreis im Inneren schließt.

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