Daniell-Element: Zink-Kupfer

[Elke1]

Frage zum Daniell-Element mit Zink und Kupfer.

Wenn nur die Halbzelle mit Zink und Zinksulfat betrachtet wird, also noch ohne Verbindung zur anderen Halbzelle mit Kupfer.
Quasi nur ein Zinkblech in einer Zinksulfatlösung, dann kann man in jedem Buch folgendes lesen:

Aus dem Zinkblech gehen weitere Zinkionen in die wässrige Lösung, also Zn2+ Ionen.
2 Elektronen verbleiben je Zinkatom jeweils im Zinkblech. Dies geschieht solange, bis ein je nach Temperatur und Konzentration der Zinkionen spezifisches Gleichgewicht herrscht. Resultat:
Das Zinkblech ist negativ aufgeladen und die Lösung selbst ist positiv aufgeladen, da nun in der Lösung mehr positive Zinkionen sind als negative Sulfationen.
Ich hoffe, bis hier hin ist alles richtig.
Meine Frage:
Passiert auf der Kupferseite das gleiche? Also bevor die Halbzellen verbunden werden.
Auch hier hat man einfach nur ein Kupferblech in einer nun Kupfersulfatlösung.
Wie beim Zink gehen nun positive Kupferionen vom Kupferblech in die Lösung und das Kupferblech wird sich negativ aufladen, da die Elektronen der in Lösung gehenden Kupferionen im Kupferblech verbleiben.
ABER:
Bei gleicher Temperatur und Konzentration der Kupfersulfatlösung wie bei der Zinksulfatlösung gehen weniger Kupferionen in Lösung.
Dies deswegen, weil Kupfer edler ist als Zink und einen geringeren Lösungsdruck hat.
Resultat:
Ich habe nun ein negativ aufgeladenes Zinkblech UND ein negativ aufgeladenes Kupferblech.
Jedoch: Beide sind unterschiedlich stark negativ aufgeladen. Das Zinkblech ist negativer, hat eine höhere Anzahl negativer Elektronen als das Kupferblech.
Dadurch besteht nun ein elektrisches Potential zwischen den beiden unterschiedlich stark negativ geladenen Blechen.
FRAGE: Ist das bis hier hin richtig? Leider ist dies in den Schulbüchern mit dem Kupfer immer sehr schwammig bis gar nicht ausgeführt.

Erst jetzt verbinde ich die beiden Bleche mit einem Draht miteinander. (Das mit der Salzbrücke lasse ich erstmal weg).
Also ich verbinde die Bleche. Wegen der unterschiedlich starken negativen Ladung auf den Blechen fließen Elektronen vom Zinkblech zum Kupferblech. Damit ist das Gleichgewicht von negativen Elektronen im Kupferblech und positiven Kupferionen in der Lösung für diese Temperatur in der Kupferhalbzelle gestört. Deswegen gehen jetzt umgekehrt aus der Lösung positive Kupferionen in Verbindung mit den zusätzlichen Elektronen vom Zinkblech und werden zu neutralen Kupferatomen, welche sich am Kupferblech abscheiden. Dies führt dazu, dass der Anteil der positiven Kupferionen in der Lösung immer weniger wird. Unter Annahme, dass dieser Prozess weiter abläuft, wird nun der Anteil der positiven Kupferionen in der Kupfersulfatlösung kleiner als die Anzahl der negativen Sulfationen.
Richtig?
Für die Kupferseite fasse ich zusammen:
Vor der Verbindung der beiden Halbzellen gehen auch auf der Kupferseite vom Kupferblech einige Kupferionen in die Kupfersulfatlösung.
So dass auch auf der Kupferseite das Kupferblech sich negativ mit Elektronen auflädt Die Kupfersulfatlösung wird deswegen positiv, weil mehr positive Kupferionen in der Lösung sind als negative Sulfationen. Dies geschieht bis zu einem für Kupfer spezifischen Gleichgewicht von Elektronen im Kupferblech und Kupferionen in der Lösung.
Erst nach der Verbindung mit einem Draht wird das Gleichgewicht gestört. Positive Kupferionen gehen nun wieder mit den zusätzlichen Elektronen vom Zink zusammen und scheiden sich am Kupferblech als neutrale Kupferatome ab. Die positive Kupfersulfatlösung verliert zunehmend Kupferionen und wird mit der Zeit sogar negativ, also eine negative Kupfersulfatlösung.
Damit das Ganze weiterlaufen kann, käme nun die Salzbrücke ins Spiel.
Ich höre hier auf. Das war viel Text.
Nochmal, stimmt das alles?
In den Schulbüchern steht das nicht so ausführlich.

Vielen Dank für das Lesen des langen Textes.

Ich habe weitere Fragen zum Daniell-Element. Später.

Elke

[Nobby]

Das stimmt so nicht, da Du den Wasserstoff vergessen hast. Das Zink löst sich, da es unedler wie Wasserstoff ist. Das Kupfer eher nicht, da es positiver als Wasserstoff ist.

[Elke1]

Danke Bobby,
aber was bedeutet deine Aussage?
Wenn man Kupferblech in eine Kupfersulfatlösung stellt, dann
passiert gar nichts?
UND:
Du schriebst: Kupfer löst sich "eher" nicht.
Ist mit "eher" gemeint
--> löst sich gar nicht.
Oder
--> löst sich weniger stark als Zink, aber doch ein wenig.

[Elke1]

Danke Nobby,
aber was bedeutet deine Aussage?
Wenn man Kupferblech in eine Kupfersulfatlösung stellt, dann
passiert gar nichts?
UND:
Du schriebst: Kupfer löst sich "eher" nicht.
Ist mit "eher" gemeint
--> löst sich gar nicht.
Oder
--> löst sich weniger stark als Zink, aber doch ein wenig.

[Nobby]

Bei sauberen Kupfer passiert da nichts. Genauso, wie bei Gold, Silber und allen anderen Metallen, die in der Spannungsreihe über Wasserstoff stehen sich nichts tut. Es ist eher so, wie sich Zink auflöst scheidet sich Kupfer ab. Die Elektrode lädt sich positiv auf, da Elektronen ihr entzogen werden.

[Elke1]

Vielen Dank, Nobby.

Ich habe nun aber mehrere Webseiten gefunden, die auch ein in Lösung gehen von Kupfer in Wasser bestätigen.
Also wenn man Metalle in reines Wasser stellt. Die Frage nach der grundsätzlichen Lösung von Metallen in reinem Wasser.

Dies geschieht auch bei edleren Metallen als in Bezug zum Wasserstoff.

Frage für mich wäre nun noch die genaue Veränderung des Lösungsdrucks durch die Anwesendheit bereits vorhandener Ionen im Wasser.
Aber auch dazu habe ich erste Hinweise.

Nobby, ich finde es ganz toll, wie du hier im Forum zu ganz vielen Fragen versuchst Antworten zu geben.
Das Engagement ist super.

Ich habe aber nun den Eindruck, dass du natürlich auch nicht zu jedem Thema richtig Sattelfest bist und trotzdem kurze Schnipsel als Antworten gibst. Eine sind vielleicht ungenau bis falsch. Andere eventuell richtig , aber derart kurz und komprimiert, dass dem Frager nicht wirklich geholfen ist.

Ich denke, daran kranken viele Foren.
Ich war noch in anderen Foren. Was ich da teilweise als falsche Antworten zu Chemiefragen gelesen habe ist wirklich gruselig.
Warum Antworten Menschen zu Dingen, wenn sie nicht wirklich exaktes Wissen haben.
Das macht das System Forum ad absurdum.

[Nobby]

Unverschämt, dass trotz ja von Überheblichkeit, Du musst es ja wissen. Komplett aus dem Kontext gerissen. Anstatt Nebelkerzen zu streuen würde ich bitten exakt zu belegen wo ich unrecht habe.
Natürlich geht auch Kupfer unter bestimmten Umständen in Lösung. Was hatte ich denn geschrieben. Bitte lesen und hier posten.

[Fati]

Meine Frage:
Wie kann man erklären, dass kein Rost entsteht sondern elementares Cu, wenn man einen Fe-Nagel in eine CuSO4-Lösung gibt?


Meine Ideen:
1. Die Bildung von Rost dauert lange
2. Rost ist FeOH -> Könnte doch theoretisch entstehen, oder?

[Nobby]

Bitte keine Fragen unter einem anderen Thema stellen.

Kupfer ist edler wie Eisen, daher scheidet es sich aus einer Kupfersulfatlösung ab. Die Lösung ist leicht sauer, da kann sich sein Rost bilden, der würde gelöst.
Rost sind Eisenoxide Fe2O3 * x H2O u.a.