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4. Feb. 2026

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Galvanische Zelle & Daniell-Element: Aufbau, Reaktionsgleichungen, und Experimente

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Leonie :)

@leoniepfs

Das Daniell-Element und die Nernst-Gleichung sind wichtige Konzepte in der... Mehr anzeigen

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# Galvanische Zelle

BEISPIEL: DANIELL-ELEMENT

Minuspol -

24

$2e$

Pluspol +

$2n^+$

Elektrolytlösung (CuSO4)

$2n$

$50_4^{2-}$

↑

Zin

Elektrodenpotenzial und elektrochemische Doppelschicht

Das Elektrodenpotenzial ist ein zentrales Konzept in der Elektrochemie und beschreibt das elektrische Potenzial, das sich an der Grenzfläche zwischen einem Metall und seiner Salzlösung ausbildet. Dieses Phänomen ist eng mit der Entstehung der elektrochemischen Doppelschicht verbunden.

An der Phasengrenze zwischen Metall und Elektrolyt bildet sich eine Ladungstrennung aus. Diese elektrochemische Doppelschicht besteht aus einer starren und einer diffusen Schicht. Die starre Schicht liegt direkt an der Metalloberfläche an, während sich die diffuse Schicht in die Lösung erstreckt.

Definition: Elektrochemische Doppelschicht - Eine Anordnung von Ladungen an der Grenzfläche zwischen Elektrode und Elektrolyt, die aus einer starren und einer diffusen Schicht besteht.

Das Elektrodenpotenzial ist entscheidend für die Berechnung von Zellspannungen in galvanischen Zellen. Die Zellspannung ergibt sich aus der Differenz der Elektrodenpotenziale von Kathode und Anode:

U = U₀(Akzeptor) - U₀(Donator)

Example: Für das Daniell-Element mit Kupfer als Kathode und Zink als Anode beträgt die Zellspannung: U = U₀Cu2+/CuCu²⁺/Cu - U₀Zn2+/ZnZn²⁺/Zn = 0,34V - 0,76V-0,76V = 1,1V

Diese Berechnung zeigt, wie die Kenntnis der Elektrodenpotenziale zur Vorhersage der Spannung einer galvanischen Zelle genutzt werden kann.

# Galvanische Zelle

BEISPIEL: DANIELL-ELEMENT

Minuspol -

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Konzentrationszellen und die Nernst-Gleichung

Konzentrationszellen sind spezielle galvanische Zellen, die aus zwei Halbzellen des gleichen Redoxpaares bestehen, aber unterschiedliche Ionenkonzentrationen aufweisen. Die Nernst-Gleichung ist ein wichtiges Werkzeug zur Berechnung von Elektrodenpotenzialen unter Berücksichtigung der Konzentration und Temperatur.

Die Nernst-Gleichung lautet:

U = U₀ + RT/zFRT/zF * ln(c(Me²⁺))

Dabei ist: U: Elektrodenpotenzial U₀: Standardelektrodenpotenzial R: Gaskonstante T: Temperatur in Kelvin z: Ladungszahl des Ions F: Faraday-Konstante c(Me²⁺): Konzentration der Metallionen

Highlight: Bei 25°C vereinfacht sich der Term RT/zFRT/zF zu 0,059V/z, was die praktische Anwendung der Gleichung erleichtert.

In einer Konzentrationszelle führt die unterschiedliche Ionenkonzentration zu einer Potenzialdifferenz zwischen den Halbzellen. In der verdünnten Lösung müssen mehr Ionen aus dem Metall in Lösung gehen, was zu einer stärkeren negativen Aufladung der Elektrode führt.

Example: In einer Blei-Konzentrationszelle mit unterschiedlichen Pb²⁺-Konzentrationen würde die Halbzelle mit der geringeren Konzentration als Donator-Halbzelle (Anode) fungieren.

Die Nernst-Gleichung ermöglicht es, den Einfluss der Konzentration auf das Elektrodenpotenzial quantitativ zu erfassen und ist damit ein unverzichtbares Werkzeug in der Elektrochemie und Physiologie, beispielsweise bei der Berechnung von Membranpotentialen.

# Galvanische Zelle

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Daniell-Element als Beispiel einer galvanischen Zelle

Das Daniell-Element ist ein klassisches Beispiel für eine galvanische Zelle und demonstriert grundlegende Prinzipien der Elektrochemie. Es besteht aus zwei Halbzellen mit unterschiedlichen Redoxpaaren, die durch ein Diaphragma getrennt sind.

Die Zinkhalbzelle bildet die Anode, an der die Oxidation stattfindet. Hier gibt das unedlere Zinkmetall Elektronen ab und geht als Zn²⁺-Ionen in Lösung. Die Kupferhalbzelle fungiert als Kathode, wo die Reduktion abläuft. Cu²⁺-Ionen aus der Lösung nehmen Elektronen auf und scheiden sich als metallisches Kupfer ab.

Vocabulary: Diaphragma - Eine semipermeable Wand, die die beiden Halbzellen trennt, aber den Ionenaustausch ermöglicht.

Definition: Galvanische Zelle - Eine Vorrichtung zur Umwandlung von chemischer Energie in elektrische Energie durch eine spontan ablaufende Redoxreaktion.

Der Elektronenfluss von der Anode zur Kathode erzeugt einen elektrischen Strom, der genutzt werden kann. Die Zinkelelektrode bildet dabei den Minuspol, die Kupferelektrode den Pluspol.

Highlight: Die Daniell-Element Reaktionsgleichung lautet: Anode (Oxidation): Zn → Zn²⁺ + 2e⁻ Kathode (Reduktion): Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu

Diese Anordnung verdeutlicht wichtige Konzepte wie Oxidation und Reduktion, Elektronenfluss und die Umwandlung von chemischer in elektrische Energie in galvanischen Zellen.



Wir dachten schon, du fragst nie...

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Stefan S

iOS-Nutzer

Diese App ist wirklich super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen [...]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat so viele Möglichkeiten zur Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde sie jedem empfehlen.

Samantha Klich

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Wow, ich bin wirklich begeistert. Ich habe die App einfach mal ausprobiert, weil ich sie schon oft beworben gesehen habe und war absolut beeindruckt. Diese App ist DIE HILFE, die man für die Schule braucht und vor allem bietet sie so viele Dinge wie Übungen und Lernzettel, die mir persönlich SEHR geholfen haben.

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Einfach genial. Lässt mich 10x besser lernen, diese App ist eine glatte 10/10. Ich empfehle sie jedem. Ich kann Lernzettel anschauen und suchen. Ich kann sie im Fachordner speichern. Ich kann sie jederzeit wiederholen, wenn ich zurückkomme. Wenn du diese App noch nicht ausprobiert hast, verpasst du wirklich was.

Basil

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Diese App hat mich so viel selbstbewusster in meiner Klausurvorbereitung gemacht, nicht nur durch die Stärkung meines Selbstvertrauens durch die Features, die es dir ermöglichen, dich mit anderen zu vernetzen und dich weniger allein zu fühlen, sondern auch durch die Art, wie die App selbst darauf ausgerichtet ist, dass du dich besser fühlst. Sie ist einfach zu bedienen, macht Spaß und hilft jedem, der in irgendeiner Weise Schwierigkeiten hat.

David K

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Die App ist einfach super! Ich muss nur das Thema in die Suche eingeben und bekomme sofort eine Antwort. Ich muss nicht mehr 10 YouTube-Videos schauen, um etwas zu verstehen, und spare dadurch richtig viel Zeit. Sehr empfehlenswert!

Sudenaz Ocak

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In der Schule war ich echt schlecht in Mathe, aber dank der App bin ich jetzt besser geworden. Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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sehr zuverlässige App, um deine Ideen in Mathe, Englisch und anderen verwandten Themen zu verbessern. bitte nutze diese App, wenn du in bestimmten Bereichen Schwierigkeiten hast, diese App ist dafür der Schlüssel. wünschte, ich hätte früher eine Bewertung geschrieben. und sie ist auch kostenlos, also mach dir darüber keine Sorgen.

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Ich weiß, dass viele Apps gefälschte Accounts nutzen, um ihre Bewertungen zu pushen, aber diese App verdient das alles. Ursprünglich hatte ich eine 4 in meinen Englisch-Klausuren und dieses Mal habe ich eine 2 bekommen. Ich wusste erst drei Tage vor der Klausur von dieser App und sie hat mir SEHR geholfen. Bitte vertrau mir wirklich und nutze sie, denn ich bin sicher, dass auch du Fortschritte sehen wirst.

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DIE QUIZZE UND KARTEIKARTEN SIND SO NÜTZLICH UND ICH LIEBE Knowunity KI. ES IST AUCH BUCHSTÄBLICH WIE CHATGPT ABER SCHLAUER!! HAT MIR AUCH BEI MEINEN MASCARA-PROBLEMEN GEHOLFEN!! SOWIE BEI MEINEN ECHTEN FÄCHERN! NATÜRLICH 😍😁😲🤑💗✨🎀😮

Elisha

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Diese App ist echt der Hammer. Ich finde Lernen so langweilig, aber diese App macht es so einfach, alles zu organisieren und dann kannst du die kostenlose KI bitten, dich abzufragen, so gut, und du kannst einfach deine eigenen Sachen hochladen. sehr empfehlenswert als jemand, der gerade Probeklausuren schreibt

Paul T

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Chemie

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Galvanische Zelle & Daniell-Element: Aufbau, Reaktionsgleichungen, und Experimente

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Das Daniell-Element und die Nernst-Gleichung sind wichtige Konzepte in der Elektrochemie. Das Daniell-Element ist ein Beispiel für eine galvanische Zelle, die chemische in elektrische Energie umwandelt. Die Nernst-Gleichung ermöglicht die Berechnung von Elektrodenpotenzialen und Zellspannungen unter Berücksichtigung der Konzentration.... Mehr anzeigen

# Galvanische Zelle

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Elektrodenpotenzial und elektrochemische Doppelschicht

Das Elektrodenpotenzial ist ein zentrales Konzept in der Elektrochemie und beschreibt das elektrische Potenzial, das sich an der Grenzfläche zwischen einem Metall und seiner Salzlösung ausbildet. Dieses Phänomen ist eng mit der Entstehung der elektrochemischen Doppelschicht verbunden.

An der Phasengrenze zwischen Metall und Elektrolyt bildet sich eine Ladungstrennung aus. Diese elektrochemische Doppelschicht besteht aus einer starren und einer diffusen Schicht. Die starre Schicht liegt direkt an der Metalloberfläche an, während sich die diffuse Schicht in die Lösung erstreckt.

Definition: Elektrochemische Doppelschicht - Eine Anordnung von Ladungen an der Grenzfläche zwischen Elektrode und Elektrolyt, die aus einer starren und einer diffusen Schicht besteht.

Das Elektrodenpotenzial ist entscheidend für die Berechnung von Zellspannungen in galvanischen Zellen. Die Zellspannung ergibt sich aus der Differenz der Elektrodenpotenziale von Kathode und Anode:

U = U₀(Akzeptor) - U₀(Donator)

Example: Für das Daniell-Element mit Kupfer als Kathode und Zink als Anode beträgt die Zellspannung: U = U₀Cu2+/CuCu²⁺/Cu - U₀Zn2+/ZnZn²⁺/Zn = 0,34V - 0,76V-0,76V = 1,1V

Diese Berechnung zeigt, wie die Kenntnis der Elektrodenpotenziale zur Vorhersage der Spannung einer galvanischen Zelle genutzt werden kann.

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Konzentrationszellen und die Nernst-Gleichung

Konzentrationszellen sind spezielle galvanische Zellen, die aus zwei Halbzellen des gleichen Redoxpaares bestehen, aber unterschiedliche Ionenkonzentrationen aufweisen. Die Nernst-Gleichung ist ein wichtiges Werkzeug zur Berechnung von Elektrodenpotenzialen unter Berücksichtigung der Konzentration und Temperatur.

Die Nernst-Gleichung lautet:

U = U₀ + RT/zFRT/zF * ln(c(Me²⁺))

Dabei ist: U: Elektrodenpotenzial U₀: Standardelektrodenpotenzial R: Gaskonstante T: Temperatur in Kelvin z: Ladungszahl des Ions F: Faraday-Konstante c(Me²⁺): Konzentration der Metallionen

Highlight: Bei 25°C vereinfacht sich der Term RT/zFRT/zF zu 0,059V/z, was die praktische Anwendung der Gleichung erleichtert.

In einer Konzentrationszelle führt die unterschiedliche Ionenkonzentration zu einer Potenzialdifferenz zwischen den Halbzellen. In der verdünnten Lösung müssen mehr Ionen aus dem Metall in Lösung gehen, was zu einer stärkeren negativen Aufladung der Elektrode führt.

Example: In einer Blei-Konzentrationszelle mit unterschiedlichen Pb²⁺-Konzentrationen würde die Halbzelle mit der geringeren Konzentration als Donator-Halbzelle (Anode) fungieren.

Die Nernst-Gleichung ermöglicht es, den Einfluss der Konzentration auf das Elektrodenpotenzial quantitativ zu erfassen und ist damit ein unverzichtbares Werkzeug in der Elektrochemie und Physiologie, beispielsweise bei der Berechnung von Membranpotentialen.

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Daniell-Element als Beispiel einer galvanischen Zelle

Das Daniell-Element ist ein klassisches Beispiel für eine galvanische Zelle und demonstriert grundlegende Prinzipien der Elektrochemie. Es besteht aus zwei Halbzellen mit unterschiedlichen Redoxpaaren, die durch ein Diaphragma getrennt sind.

Die Zinkhalbzelle bildet die Anode, an der die Oxidation stattfindet. Hier gibt das unedlere Zinkmetall Elektronen ab und geht als Zn²⁺-Ionen in Lösung. Die Kupferhalbzelle fungiert als Kathode, wo die Reduktion abläuft. Cu²⁺-Ionen aus der Lösung nehmen Elektronen auf und scheiden sich als metallisches Kupfer ab.

Vocabulary: Diaphragma - Eine semipermeable Wand, die die beiden Halbzellen trennt, aber den Ionenaustausch ermöglicht.

Definition: Galvanische Zelle - Eine Vorrichtung zur Umwandlung von chemischer Energie in elektrische Energie durch eine spontan ablaufende Redoxreaktion.

Der Elektronenfluss von der Anode zur Kathode erzeugt einen elektrischen Strom, der genutzt werden kann. Die Zinkelelektrode bildet dabei den Minuspol, die Kupferelektrode den Pluspol.

Highlight: Die Daniell-Element Reaktionsgleichung lautet: Anode (Oxidation): Zn → Zn²⁺ + 2e⁻ Kathode (Reduktion): Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu

Diese Anordnung verdeutlicht wichtige Konzepte wie Oxidation und Reduktion, Elektronenfluss und die Umwandlung von chemischer in elektrische Energie in galvanischen Zellen.

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Stefan S

iOS-Nutzer

Diese App ist wirklich super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen [...]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat so viele Möglichkeiten zur Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde sie jedem empfehlen.

Samantha Klich

Android-Nutzerin

Wow, ich bin wirklich begeistert. Ich habe die App einfach mal ausprobiert, weil ich sie schon oft beworben gesehen habe und war absolut beeindruckt. Diese App ist DIE HILFE, die man für die Schule braucht und vor allem bietet sie so viele Dinge wie Übungen und Lernzettel, die mir persönlich SEHR geholfen haben.

Anna

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Beste App der Welt! Keine Worte, weil sie einfach zu gut ist

Thomas R

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Einfach genial. Lässt mich 10x besser lernen, diese App ist eine glatte 10/10. Ich empfehle sie jedem. Ich kann Lernzettel anschauen und suchen. Ich kann sie im Fachordner speichern. Ich kann sie jederzeit wiederholen, wenn ich zurückkomme. Wenn du diese App noch nicht ausprobiert hast, verpasst du wirklich was.

Basil

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Diese App hat mich so viel selbstbewusster in meiner Klausurvorbereitung gemacht, nicht nur durch die Stärkung meines Selbstvertrauens durch die Features, die es dir ermöglichen, dich mit anderen zu vernetzen und dich weniger allein zu fühlen, sondern auch durch die Art, wie die App selbst darauf ausgerichtet ist, dass du dich besser fühlst. Sie ist einfach zu bedienen, macht Spaß und hilft jedem, der in irgendeiner Weise Schwierigkeiten hat.

David K

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Die App ist einfach super! Ich muss nur das Thema in die Suche eingeben und bekomme sofort eine Antwort. Ich muss nicht mehr 10 YouTube-Videos schauen, um etwas zu verstehen, und spare dadurch richtig viel Zeit. Sehr empfehlenswert!

Sudenaz Ocak

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In der Schule war ich echt schlecht in Mathe, aber dank der App bin ich jetzt besser geworden. Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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sehr zuverlässige App, um deine Ideen in Mathe, Englisch und anderen verwandten Themen zu verbessern. bitte nutze diese App, wenn du in bestimmten Bereichen Schwierigkeiten hast, diese App ist dafür der Schlüssel. wünschte, ich hätte früher eine Bewertung geschrieben. und sie ist auch kostenlos, also mach dir darüber keine Sorgen.

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Ich weiß, dass viele Apps gefälschte Accounts nutzen, um ihre Bewertungen zu pushen, aber diese App verdient das alles. Ursprünglich hatte ich eine 4 in meinen Englisch-Klausuren und dieses Mal habe ich eine 2 bekommen. Ich wusste erst drei Tage vor der Klausur von dieser App und sie hat mir SEHR geholfen. Bitte vertrau mir wirklich und nutze sie, denn ich bin sicher, dass auch du Fortschritte sehen wirst.

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