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Polarisation [2]

[166] Polarisation, elektrische, die Veränderung an der Oberfläche zweier Elektroden (z.B. derjenigen eines galvanischen Elementes oder eines elektrolytischen Bades), die nach erfolgter Stromeinwirkung eine elektromotorische Gegenkraft (s. Galvanismus) hervorruft, welche einen dem ursprünglichen Primärstrome entgegengesetzten Strom zu erzeugen sucht. Die Oberflächenveränderung wird durch die chemischen Reaktionen des Primärstromes bewirkt, welche auf den Elektroden Ueberzüge, z.B. von Wasserstoff und Sauerstoff, hervorbringen, deren Polarität der ursprünglichen entgegengesetzt ist. Der Wasserstoff geht hierbei zur Kathode (Kupferpol), der Sauerstoff zur Anode (Zinkpol).

Das Auftreten dieser elektromotorischen Kraft der Polarisation läßt sich durch folgenden Versuch nachweisen. Man legt in den Stromkreis einiger galvanischer Elemente eine Zersetzungszelle (Voltameter), bestehend aus zwei in angesäuertes Wasser getauchten Platinblechen, und ferner ein Galvanometer. Schaltet man dann die Elemente, nachdem sie eine Zeitlang Strom geliefert haben, aus und verbindet die Zersetzungszelle und das Galvanometer zu einem neuen Stromkreise, so gibt das letztere jetzt einen Ausschlag nach entgegengesetzter Richtung, zeigt also den durch die elektromotorische Gegenkraft hervorgerufenen Polarisations- oder sekundären Strom an. (Gaselement, s.a. Galvanismus.) Die Größe dieser elektromotorischen Kraft ist von der Natur der Elektroden und der zerfetzten Flüssigkeit abhängig; sie beträgt z.B. bei Platinelektroden in Wasser ~ 1,5 Volt; die Zersetzung des Wassers tritt daher nur dann ein, wenn die Spannung der Elemente größer als 1,5 Volt ist. Sobald im weiteren Verlauf des Versuches die Gasschichten von den Elektroden verschwunden sind, hört auch der Polarisationsstrom auf.

Bezeichnet bei einem galvanischen Elemente (s. Galvanismus) J die Stromstärke, E die elektromotorische Kraft, W den Gesamtwiderstand und e die elektromotorische Gegenkraft der Polarisation, so ist J = (E – e) : W. Die Polarisation wirkt also auf den Primärstrom des Elementes schwächend ein, und ihre Wirkung muß beseitigt werden, wenn ein konstantes Element erzielt werden soll, welches während des Stromdurchganges gar keine oder doch nur eine geringe Abnahme der elektromotorischen Kraft erleidet. Bei allen neueren Elementen erfolgt die Beseitigung der Polarisation auf chemischem Wege, indem man solche Körper (Depolarisatoren) in die Nähe der Kathode bringt, welche leicht Sauerstoff abgeben und den freiwerdenden Wasserstoff binden. Dazu eignen sich besonders Superoxyde, starke Säuren, Salze u. dergl. (s. Galvanismus).

Im Gegensatz zu diesen Primärelementen bezeichnet man die obenerwähnte Zersetzungszelle als Sekundärelement. Ritter hat schon 1803 die Polarisation von Metallelektroden zur Herstellung solcher sekundären Elemente (Ladungssäulen) benutzt, konnte jedoch[166] keine befriedigenden Resultate bekommen, solange die Zersetzungsprodukte hauptsächlich nur aus Gasen bestanden, welche sich leicht wieder ablösten und so unwirksam wurden. Planté strebte deshalb dahin, die Zersetzungsprodukte mit der Elektrodenoberfläche in chemische Verbindung zu bringen, und es gelang ihm 1860, durch die Verwendung von Blei und Bleioxyden sehr wirksame Sekundärelemente (s. Akkumulatoren, elektrische) herzustellen.

Literatur: Heinke und Ebert, Handbuch der Elektrotechnik, Leipzig 1902; Holzt, Schule des Elektrotechnikers, Leipzig 1908.

Holzt.