Das Standard-Potential

1. Die Metall-/Metallionen-Kombination (das _________________ ) _____ / ____
ist immer der negative Pol, die Metall-/Metallionen-Kombination _____ /____ immer der positive Pol der galvanischen Elemente.

2. Gibt man dem Halbelement Zn/Zn²⁺ den Wert Null, erhält idealtypischer Weise das Halbelement Fe/Fe²⁺ den Wert 0,32 V. Dieses Verfahren auf die anderen Messwerte angewendet ergibt die Abb. 1 (siehe links).

3. Eine etwas differenziertere Darstellung erhält man, wenn die (wieder idealtypischen) Werte aller Kombinationen dargestellt werden. Daraus wird ersichtlich, dass die Spannungsdifferenzen z.B. zwischen Fe/Fe²⁺ und Pb/Pb²⁺ bzw. Pb/Pb²⁺ und Cu/Cu²⁺ sich additiv verhalten: sie sind ebenso groß wie die Differenz zwischen Fe/Fe²⁺ und Cu/Cu²⁺ selbst (Abb.2.)

4. Eine dritte Art der Darstellung ist der Zahlenstrahl: Die Metall-/ Metallionen-Kombinationen werden so angeordnet werden, dass am linken Ende eines Zahlenstrahls die Kombination steht, die sich immer als der negative Pol erwiesen hat und am rechten Ende die Kombination, die sich immer als positiver Pol erwiesen hat. Die anderen Kombinationen werden so eingeordnet, dass links von ihnen Kombinationen stehen, denen gegenüber sie den positiven Pol darstellen und rechts diejenigen Kombinationen, denen gegenüber sie den negativen Pol darstellen. Bei Berücksichtigung der gemessenen Spannungen erhält man auf dem Zahlenstrahl die entsprechenden Kombinationen, die Abstände zwischen ihnen stellen die gemessenen Spannungen dar. Auf diese Weise entsteht eine Spannungsreihe von korrespondierenden Redoxpaaren des Typs Metall/Metallkation. Der Nullpunkt ist mit dem immer negativen Halbelement willkürlich gewählt.

5. Ebenso willkürlich, aber mit mehr inhaltlicher Begründbarkeit erscheint die Wahl des sog. Wasserstoff-Halbelements: Hier wird die Spannungsdifferenz zwischen einer Metall-/Metallionen-Kombination in Verbindung mit der sog. Standard-Wasserstoff-Elektrode gemessen. Dabei wird dieser Standard-Wasserstoff-Elektrode der Potentialwert E° = 0,00 V zugeordnet (bei 25°C und 1013 hPa). In diesem Bezugselement läuft die Reaktion H₂ + 2 H₂O _<=====^> 2 H₃O⁺ + 2 e^- ab.Je nachdem, ob das andere Element Elektronendonator oder -Akzeptor ist, bekommt dieses ein negatives oder positives Vorzeichen für seinen Potentialwert.