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Textversion des Videos

Transkript Elektromotorische Kraft – Einführung

Herzlich willkommen zum Einführungsvideo zum Thema "Die Elektromotorische Kraft". Die Elektromotorische Kraft wird auch abgekürzt als EMK, und das entspricht im Grunde der Potentialdifferenz, die sich zwischen 2 Elektroden einstellt. Gut, wie man ein Elektrodenpotential berechnet, das hatten wir bereits in den Einführungsvideos zur Nernstschen Gleichung kennengelernt. Und hier geht es jetzt letztendlich darum, dass 2 dieser Elektroden, beziehungsweise besser gesagt 2 Halbzellen, miteinander verbunden werden. Daraus resultiert dann eine galvanische Zelle, und das ist im Grunde nichts anderes als eine Batterie. Also die galvanische Zelle ist in ihrer Funktionsweise eine Batterie. Gut, was passiert da eigentlich? Es läuft eine Redoxreaktion ab. Und wichtig ist bei der galvanischen Zelle, dass man die beiden Halbreaktionen auch räumlich voneinander trennt. Das sieht man ja schon durch den Begriff Halbzellen. Also jede dieser Teilreaktionen läuft in in ihrer eigenen Zelle sozusagen ab. Und der für eine Redoxreaktion notwendige Elektronenübertrag wird dann im Grunde extern über einen Draht geleitet. Normalerweise sieht man diese Elektronen, die dort im Verlauf einer Redoxreaktion fließen, nicht. Die sind auch nicht nutzbar. Wenn man diese Halbzellen aber nun so voneinander trennt und den Ladungstransport dann sozusagen über einen Draht laufen lässt, dann kann man diesen Elektronenfluss als Stromfluss messen und natürlich auch nutzen. Gut. Wichtig ist hierbei, dass, wie gesagt, 2 verschiedene Elektroden verwendet werden. Das kann entweder sein, indem man Elektroden aus verschiedenen Metallen verwendet. Also man nimmt ein unedles Metall und ein etwas edleres Metall. Man kann das Ganze aber auch dadurch bewerkstelligen, dass man die Konzentrationen in den jeweiligen Halbzellen unterschiedlich wählt; also die Konzentration der Metallsalzlösung, die dann noch da drin ist. Dann spricht man von einer sogenannten Konzentrationskette. Wichtig ist aber nur, dass wir im Grunde 2 verschiedene Elektrodenpotentiale haben. Gut. Wir haben auf jeden Fall eine negativ geladene Elektrode. Wenn wir jetzt einfach 2 verschiedene Metallsorten verwenden, dann bedeutet das, dass diese negativ geladene Elektrode aus dem unedleren Metall besteht. Unedel bedeutet, dass die Oxidation auch schon durch Wasser im Grunde möglich ist. Und das bedeutet im Grunde einfach nur, dass es schon im Wasser sozusagen zu einem nicht zu vernachlässigenden Herauslösen von Metallkationen kommt. Da baut sich dann ein sogenanntes Redoxpotential auf, das hatte ich in den Videos zur Nernstschen Gleichung schon gezeigt. Und wichtig ist nur, ein unedles Metall führt dazu, dass relativ viel oxidiert wird. Und das bedeutet, dass relativ viele Elektronen hier im Stab zurückbleiben. Und das bedeutet wiederum, dass diese Elektrode dann negativ geladen ist, weil ja eben hier relativ viele Elektronen drin stecken. Und dann nennen wir das Ding Anode. Gut. Auf der anderen Seite verwenden wir dann, wenn wir hier ein unedles Metall verwendet haben, natürlich ein edleres Metall. Dieses edlere Metall wird nicht so stark zur Oxidation neigen. Das bedeutet dann, dass hier ganz einfach weniger Elektronen im Metallstab zurückbleiben, als das hier der Fall ist. Und das bedeutet im Grunde einfach nur, dass wir hier ein positives Potential haben. Und damit ist diese Elektrode dann die Katode. Im Verlauf dieser Redoxreaktion, die ja dann trotzdem abläuft, kommt es einfach dazu, dass die überschüssigen Elektronen aus der Anode zur Katode fließen. Gut. Wir können dann letztendlich hier eine Spannung messen. Dieses komische Ding hier, das soll ein Messgerät sein. Und hier können wir dann eine Spannung messen. Und diese Spannung, die nennt man auch Urspannung. Das entspricht genau der elektromotorischen Kraft. Also das ist im Grunde auch die Spannung, die außen auf einer Batterie draufsteht. Gut. Wie schon gesagt, ist die elektromotorische Kraft nur eine Potentialdifferenz. Das bedeutet, wir müssen bloß die verschiedenen Elektrodenpotentiale voneinander abziehen beziehungsweise einfach die Differenz der beiden hier bestimmen. Und das will ich jetzt auch noch mal kurz zeigen, wie das funktioniert. Also, um das Ganze zu wiederholen: die EMK=1ΔE. E war das Elektrodenpotential und Δ bedeutet Differenz. Also EMK=Potentialdifferenz, steht hier im Grunde auch nur. Gut. Und diese Potentialdifferenz ΔE, die berechnet man, indem man das Elektrodenpotential der Katode nimmt und davon das Elektrodenpotential der Anode abzieht. Das ist im Grunde schon alles. Und für unseren Fall würde das hier bedeuten, dass wir E1, also das Potential, das sich an der Katode eingestellt hat (hier oben), nehmen und davon halt E2, also das Potential der Anode, des unedleren Metalls, abziehen. Diese Potentialdifferenz, das ist dann, wie gesagt, die Spannung, die wir hier messen können. Und das ist im Grunde schon alles, was man als Einführung zur Elektromotorischen Kraft sagen kann, beziehungsweise zu dieser Gleichung. Denn darum geht es ja im Grunde. Gut. Im nächsten Video zeige ich dann noch ein konkretes Beispiel, wie man eine Elektromotorische Kraft beziehungsweise die Urspannung zwischen 2 Halbzellen berechnen kann und verabschiede mich hiermit erst einmal.

Informationen zum Video
1 Kommentar
  1. Handy2012 384

    Ein Beispiel wäre schön gewesen. Sonst super erklärt

    Von Kim M., vor fast 4 Jahren