Leclanché-Element

Das klassische Leclanché-Element ist ein Primärelement und kann somit nicht wieder aufgeladen werden. Die negative Elektrode eines Leclanché-Elements wird durch einen Zinkbehcer gebildet. Der positive Pol wird durch einen mit Braunstein überzogenen Kohlestab gebildet, welcher sich in einem mit Sägemehl eingedickten Elektrolyten (Ammoniumchlorid) befindet. Da der Elektrolyt vollständig vom Sägemehl aufgenommen ist, wird diese Art von galvanischer Zelle als Trockenelement bezeichnet.

Im wesentlichen laufen die folgenden Reaktionen in einem Leclanché-Element ab:

Anode (Minuspol):
(1) Zn(s) -> Zn2+ + 2e-
Kathode (Pluspol):
(2) 2MnO2(s) + 2H3O+(aq)+ 2e- -> Mn2O3(s) + 3H2O(l)
Nachlieferung der nötigen Oxonium-Ionen aus dem Ammoniumchlorid-Elektrolyten:
(3) NH4+(aq) + H2O(l) -> NH3(aq) + H3O+(aq)
Die entstandenen Ammoniakmoleküle werden von den Zinkionen komplex gebunden:
(4) Zn2+(aq) + 2NH3(aq) -> [Zn(NH3)2]2+(aq)
Die Reaktion dieses Komplexes mit den Chloridionen aus dem Ammoniumchlorid:
(5)  [Zn(NH3)2]2+(aq) + 2Cl-(aq) ->  [Zn(NH3)2]Cl2(s)
 

Gesamtgleichung::
Zn + 2MnO2 +2NH4Cl ->Mn2O3 + [Zn(NH3)2]Cl2 + H2O

Die hier angegebenen Reaktionsgleichungen sind vereinfacht in der Realität sind die ablaufenden Reaktionen viel komplizierter. Ein solches galvanisches Element liefert erst dann keinen Strom mehr wenn der Braunstein verbraucht ist. Durch Anlegen eines äußeren Stroms kann jedoch kein Dimangantrioxid zu Mangandioxid oxidiert werden. Daher ist das Element nicht wieder aufladbar.

 

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