Zitronenbatterie

Bei einer Zitronenbatterie handelt es sich um ein einfaches Experiment um eine galvanische Zelle zu simulieren. Stechen wir eine Kupfer- und eine Zink-Elektrode in eine Zitrone, lässt sich eine Spannung, die zwischen den beiden Elektroden entsteht, messen. Dies wird erst möglich durch das saure Fruchtfleisch der Zitrone.

Die Zitrone liefert die notwendigen H₃O⁺ Ionen für die Redoxreaktion. Im Prinzip funktioniert das aber auch mit anderen Früchten und Gemüse, zum Beispiel mit Äpfeln oder Kartoffeln.

Die Oberfläche einer gereinigten Elektrode besteht aus Kupfer. Dieses dient als Stromleiter, an dem die Protonen entladen werden. Die Protonen kommen von der Säure:

H₃O⁺ ⇔ H₂O+H⁺

Diese werden dann an der Kupferelektrode zu H₂ reduziert. Die Elektrode selbst wird dabei chemisch nicht verändert:

Oxidation: Zn ⇒ Zn²⁺ + 2 e^-

Reduktion : 2H⁺+2e^- ⇒ H₂↑

Redox : Zn+ 2H⁺ ⇒ Zn²⁺ + H₂↑

In diesen Redoxreaktionen wird die Zinkelektrode durch das edlere Kupfer, beziehungsweise durch Reaktionen an der edleren Kupferelektrode oxidiert. Wie man in den Teilgleichungen sehen kann, werden dabei Elektronen frei, die jedoch nicht durch die Zitrone fließen können, sondern den Weg durch den geschlossenen Stromkreis nehmen müssen. Dieses Grundprinzip, entdeckt von Alessandro Volta, liegt nahezu jeder handelsüblichen Batterie zu Grunde.

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