Grüße chemweazle,
Zu
Warum wird die Volta-Säule schnell "verbraucht"? Bewertung der Volta-Säule als Batterie
"[...] Die so genannte Volta-Säule bestand aus Zink- und Kupferplatten, zwischen die mit Schwefelsäure getränkte Filzscheiben gelegt wurden. Die Anordnung bestand aus bis zu 30 solcher Einheiten, die übereinander geschichtet wurden. Ein Problem der Volta-Säule bestand darin. dass sie schnell "verbraucht" ist."
5. Beurteilen Sie die Eignung der Volta-Säule als technische Batterie. Erläutern Sie in diesem Zusammenhang, was mit der Aussage, die Säule sei schnell "verbraucht" gemeint ist.
Es lohnt sich mal, danach, über die Suchmaschine, in wikipediea, reinzuschauen. Das Prinzip der Funktionsweise, der Grund des schnellen Verbrauches, aufgrund der zu geringen Menge an Kupfer(II)-Salzen, sind recht nachvollziehbar erklärt.
Reduktionsmittel: Elementares Zink, von dem ist reichlich vorhanden
Oxidationsmittel: Die Passivierungs-Schicht auf den Kupferplatten.
Es ist eine sehr dünne Korrosions-Schicht, bestehend z.B. aus Kupfer(I)-Oxid, Kupfer(II)Carbonat, Kupfer(II)-Hydroxid und ggf. Kupfer(II)-Sulfat, Kupfer(II)Chlorid und Kupfer(I)-chlorid.
Diese Kupfer(II)-Salze aus der sehr dünnen Passivierungs-Schicht sind das stärkre Oxidationsmittel, liegen aber in sehr sehr geringer Menge vor und sind somit sehr schnell aufgebraucht ( reduziert zum Metall ).
Nachdem diese Kupfer-Salze aus der hauchdünnen Passivierungs-Schicht nun verbraucht sind, bleibt als weiteres Oxidationsmittel die hydratisierten Protonen aus der verd. Schwefelsäure als mengenmäßig Haupt-Oxidationsmittel übrig.
Dann werden die Protonen auf den Oberfächen der Kupferplatten zu Wasserstoffatomen reduziert, diese rekombinieren im Anschluß der Entstehung zu Wasserstoffmolekülen.
Sobald die Schwefelsäure bzw. die bereitgestellten, hydratisierten Protonen als Oxidationsmittel wirken, soll die Klemmenspannung nicht mehr so hoch sein.
Ganz untergeordnet wirkt noch der Sauerstoff aus der in der verd. Schefelsäure gelösten Luft als Oxidationsmittel. Dieser liegt aber nur in sehr geringer Konzentration vor.
Nun soll man, meiner Meinung nach, auch bedenken, daß Sir Humphrey Davy mit Hilfe der Volta´schen Säulen die Schmelz-Elektrolyse-Versuche durchführte.
Ein weiterer Nachteil ist, daß das Zink auch in der unbenuzten Batterie in Kontakt mit der verd. Schwefelsäure steht. Legt man ein Stückchen Zink in verd. Schwefelsäure, so löst es sich unter Wasserstoff-Entwicklung auf.
Es findet also auch ein Verbrauch des Zink-Metalles in der unbelastetten Batterie, gemeint ist die Batterie ohne Strom-Entnahme, statt.
Für Technische Verwendungen muß nicht die Batterie die Beste Batterie sein, die die höchste Spannung liefert, sondern es genügen für viele Zwecke auch Galvanische Zellen mit geringerer Spannung aber dafür mit höheren Strömen.
