Elektrochemische Spannungsreihe: einfach erklärt

Bezugspunkt der Spannungsreihe ist die Normal-Wasserstoffelektrode, deren Potential auf 0 Volt festgelegt ist. Metalle mit negativem Standardpotential heißen unedel. Sie geben ihre Elektronen leicht ab und lösen sich in Säuren unter Bildung von Wasserstoff auf, so wie Zink in Salzsäure.

Metalle mit positivem Standardpotential heißen edel. Kupfer, Silber und Gold werden von Salzsäure nicht angegriffen. In der Tabelle unten steht Lithium mit -3,04 Volt ganz unten, Gold mit +1,52 Volt ganz oben unter den Metallen.

Ein Metall mit niedrigerem Potential gibt Elektronen an die Ionen eines Metalls mit höherem Potential ab. Taucht man Zink in eine Lösung mit Kupfer-Ionen, scheidet sich Kupfer ab und Zink geht in Lösung: Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu. Umgekehrt passiert nichts. Mehr dazu findest du bei der Redoxreaktion.

Aus der Differenz zweier Standardpotentiale ergibt sich die Spannung einer Batterie aus diesen beiden Halbzellen. Beim Daniell-Element aus Zink und Kupfer sind das 0,337 V - (-0,7618 V) = rund 1,10 Volt.

Die Standardpotentiale gelten für 25 °C, eine Konzentration der gelösten Teilchen von 1 mol/l und einen Gasdruck von 101,325 kPa. Bei anderen Konzentrationen verschieben sich die Werte, das beschreibt die Nernst-Gleichung.

Die Werte in der Tabelle stammen aus der Datenseite Standard electrode potential der englischsprachigen Wikipedia, die sie aus dem CRC Handbook of Chemistry and Physics und weiteren Tabellenwerken zusammenstellt. Je nach Quelle können sich die letzten Nachkommastellen leicht unterscheiden.