Daniell-Element: einfach erklärt

Ein Zinkblech taucht in eine Lösung von Zinksulfat, ein Kupferblech in eine Lösung von Kupfersulfat. Die beiden Lösungen sind durch ein Diaphragma oder eine Salzbrücke getrennt, die beiden Bleche durch einen Draht verbunden.

Benannt ist das Element nach dem britischen Chemiker John Frederic Daniell, der es 1836 entwickelte.

An der Zinkelektrode, der Anode, wird Zink oxidiert: Zn → Zn²⁺ + 2 e⁻. Das Zinkblech löst sich langsam auf. An der Kupferelektrode, der Kathode, werden Kupfer-Ionen reduziert: Cu²⁺ + 2 e⁻ → Cu. Dort scheidet sich Kupfer ab.

Die Gesamtreaktion lautet Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu. Das unedlere Zink gibt also Elektronen an die Ionen des edleren Kupfers ab.

Die Spannung ergibt sich aus der Spannungsreihe: Kupfer hat ein Standardpotential von +0,34 V, Zink von -0,76 V. Die Differenz beträgt 0,34 V - (-0,76 V) = 1,10 V.

Das Daniell-Element ist damit ein typisches Beispiel für eine galvanische Zelle. Weil die Spannung nur von den beteiligten Stoffen abhängt, liefern alle Daniell-Elemente unter Standardbedingungen dieselbe Spannung, egal wie groß sie sind.