Die Potentialdifferenz einer galvanischen Zelle berechnet sich aus der Differenz der beiden Halbzellenpotentiale. Unter Standardbedingung ist die Berechnung recht einfach, sie ergibt sich aus:
ΔE = E0Kathode – E0Anode
(E0 = Standardpotential einer Halbzellenreaktion. Die Standartpotentiale können jeweils der Tabelle entnommen werden.)
Für das DANIELL-Element erhält man folglich die Gleichung:
ΔE = E0Kathode – E0Anode = E0Kupfer – E0Zink
E0Kupfer – E0Zink = (+0,34V) – (-0,76V) = 1,10V
Die Kombination einer Kupfer- und einer Zinkhalbzelle liefert also eine Potentialdifferenz – eine Spannung – von 1,1 Volt. Die größte Spannung erhält man folglich, wenn man zwei Halbzellen kombiniert, die in der Spannungsreihe möglichst weit voneinander entfernt stehen.
Aufgabe:
Welche beiden Elemente der hier dargestellten Tabelle liefern die größte Spannung?
Die größte Spannung liefert eine galvanische Zelle mit Lithium und Gold. Diese sind am weitesten in der Spannungsreihe voneinander entfernt.
Wie groß ist diese Spannung?
ΔE = E0Kathode – E0Anode = E0Gold – E0Lithium
E0Gold – E0Lithium = (+1,69V) – (-3,04V) = 4,73V