In der "Spannungsreihe" werden die Elemente nach ihrem Standardpotential (früher: Normalpotential) geordnet. Diese Potentiale werden auf die Standardwasserstoff-Elektrode bezogen, d.h. das Redox-Potential des Wasserstoffs wird mit 0 V definiert. Je positiver das Potential ist, desto "edler" ist das Metall.
Metalle mit negativem Potential bezeichnet man als unedel. Bringt man eine Halbzelle eines unedlen Metalles mit der Standardwasserstoff-Elektrode in Kontakt, fließen die Elektronen von der Halbzelle zur Wasserstoffelektrode. Unedle Metalle reagieren mit verdünnten Säuren unter Wasserstoffentwicklung. Metalle mit positiven Potentialen nennt man edel. Wird eine Halbzelle eines edlen Elementes mit der Standardwasserstoff-Elektrode verbunden, fließen die Elektronen zur Halbzelle des edlen Elements.

	oxidierte Form		reduzierte Form	Standardpotential
	Na+ + e–		Na	Eo = – 2,71 V
	Zn2+ + 2 e–		Zn	Eo = – 0,76 V
	Fe2+ + 2 e–		Fe	Eo = – 0,40 V
	Sn2+ + 2 e–		Sn	Eo = – 0,14 V
	2 H3O+ + 2 e–		H2 + 2 H2O	Eo =    0,00 V
	Cu2+ + 2 e–		Cu	Eo = + 0,34 V
	Ag+ + e–		Ag	Eo = + 0,80 V
	Hg2+ + 2 e–		Hg	Eo = + 0,85 V
	O2 + 2 H2O + 4 e–		4 OH–	Eo = + 1,23 V
	Au3+ + 3 e–		Au	Eo = + 1,50 V

Die Standardpotentiale werden bei Standardbedingungen (25°C, 1,013 bar) bei 1-molaren Lösungen gemessen. Die Redox-Reaktionen werden stets als Reduktionen geschrieben. Wird eine Gleichung "umgedreht", ändert sich das Vorzeichen des Potentials.

Die Spannungsreihe erlaubt Voraussagen, welche Redoxreaktionen spontan (freiwillig) ablaufen können. Die Elektronen fließen stets vom unedleren Element zum edleren, das unedlere Metall wird also oxidiert, das edlere reduziert:
Wird elementares Zink zu einer Silbersalzlösung gegeben, wird Zink zu Zn²⁺ oxidiert, Ag⁺ zu Silber reduziert. Wird statt dessen zur Silbersalzlösung Gold gegeben, erfolgt keine Reaktion. Gold ist erheblich edler als Silber und wird damit von Ag⁺ nicht oxidiert.

In die Spannungsreihe können nun auch andere Redox-Systeme eingeordnet werden, beispielsweise:

Cl₂ + 2 e^– 2 Cl^–

MnO₄^– + 3 e^– + 4 H⁺ MnO₂ + 2 H₂O

Auch für diese Vorgänge können Standardpotentiale bestimmt werden.

3 Physikums-Fragen zur Spannungsreihe

© Prof. Dr. J. Gasteiger, Dr. A. Schunk, CCC Univ. Erlangen, Fri Mar 30 11:42:24 2001 GMT
 BMBF-Leitprojekt Vernetztes Studium - Chemie