Nehmen wir an, wir fabrizieren eine Batterie, indem wir eine Kupfer und eine Zinkelektrode in eine Zinksulfatlösung tauchen. Es bildet sich eine Spannung von ca 1 V aus (Cu/Zn: 1,09 V Potentialunterschied), so wie es Alumni auch gemessen hat. Nun verbinden wir das Zinkblech (Minuspol mit einer Kupferelektrode, die in eienm zweiten Becherglas in einer zinksulfatlösung hängt und eine zweite Kupferelektrode im selben Beccherglas mit der Kupferelektrode unserer Batterie (dem Pluspol). Was wird passieren: vom Minuspol fließen die Elektronen zur Kathode der zweiten Zelle und dort wird sich Zink auf dem Kupferbelch abscheiden. An der Anode wird Sauerstoff entstehen.

Die Frage ist doch eigentlich: Warum scheidet sich das unedlere Zink auf dem edleren Kupfer ab? Ich stimme dem Kollegen lemmi zu, dass das mit den Gesetzen der Thermodymanik nicht vereinbaren lässt. Punkt um!

Es saugt die Zinkatome auf und bringt sie in einen energetisch niedrigeren Zustand als im reinen Zink.

Das wäre das Modell, daß sich eine Kupferelektrode in einer Zinksulfatlösung befindet, Kupfer in Lösung geht und sich dafür Zink abscheidet. Das findet nicht statt, da die Normalpotentiale es nicht zulassen.

Ansonsten würde sich aus Kupfer und Zink keine homogene Mischphase (Messing) bilden, sondern die Metalle würden sich beim Abkühlen entmischen.

Aber wie erklärt sich denn die Abscheidung der Zinks auf dem Kupfer bei der Zinksulfatlösung? Das klingt doch ein bisschen nach Perpetuum Mobile: Zink löst sich vom Zinzkpulver, wandert zum Kupfer und scheidet sich dort ab. Wie ist das thermodynamisch möglich?

Zuerst nehme ich an, dass sich die chemischen Potentiale von Zink auf Kupfer-bulkphase und Zink auf Zink-bulkphase nicht unterscheiden.

Aber zusätzlich dürfte man annehmen, dass zwischen Kupfer und Zink eine Wechselwirkung eintritt und deswegen das chemische Potential von Zink auf Kupfer etwas günstiger ist, solange die Schicht nicht zu dick wird.

Die Frage ist doch eigentlich: Warum scheidet sich das unedlere Zink auf dem edleren Kupfer ab? Ich stimme dem Kollegen lemmi zu, dass das mit den Gesetzen der Thermodymanik nicht vereinbaren lässt. Punkt um!

Es liegt m. E. eine elektrochemische Transportreaktion vor.

Geht es bei der Unterpotentialabscheidung nicht um monoatomare Schichten?

Bei diesem Vergoldungsexperiment ist die Schicht wohl erheblich dicker.  Hier wird u.a. die Abscheidung von Zink auf Kupfer untersucht, für die Potentialverschiebung aber keine plausible Erklärung angeboten.

Ich warte noch auf Kommentare zu meiner experimentellen Beobachtung, daß sich zwischen dem verzinkten Kupferdraht und der Zinkelektrode in Zinksulfatlösung ein Potential ausbildet, daß sich von Zink, Kupfer oder dem nach Erhitzen gebildeten Messing deutlich unterscheidet.