Lösungstension
Die Lösungstension beschreibt die Tendenz eines Metalls in Lösung zu gehen. Zum Verständnis der Vorgänge sollten die Grundlagen zur Reaktionskinetik sowie zu Gleichgewichtsreaktionen und dynamischen Gleichgewichten bekannt sein.
Metalle sind bestrebt durch Elektronenabgabe stabile Kationen zu bilden (vgl. Oktettregel/Orbitale, Elektronegativität bzw. Ionisierungsenergien). Ist das Metall von Luft umgeben ist dies nicht ohne weiteres möglich, da die entstehenden Ionen nicht durch Solvatisierung stabilisiert werden können. Taucht das Metall hingegen in Wasser, so werden die entstehenden Ionen von den Wassermolekülen (Dipole) umgeben und durch eine Hydrathülle abgeschirmt. Die Elektronen verbleiben im Metall, weshalb sich der Metallstab negativ auflädt. In der Lösung bereits vorhandene Kationen werden angezogen, rekombinieren z.T. mit Elektronen und scheiden sich am Stab ab. In diesem gedanklichen Modell bildet sich dabei ein dynamisches Gleichgewicht zwischen Lösungs- und Abscheidungsprozess aus.
Je schneller bzw. leichter sich ein Metall von seinen Elektronen trennt, je leichter es also oxidierbar ist, desto stärker wird das GGW in Richtung solvatisierter Kationen verschoben. D.h. für diese Metalle stellt sich im GGW eine höhere Konzentration solvatisierter Ionen ein, und das verbleibende Metall ist aufgrund der hohen Zahl überschüssiger Elektronen stärker negativ geladen. Die Flash-Animation zeigt am Beispiel von Zink und Kupfer Stäben welche Prozesse auf Teilchenebene beim Eintauchen in Wasser ablaufen.
Eine interessante Beobachtung lässt sich nun machen, wenn man die beiden Metallstäbe mit einem Kabel verbindet! Man sollte eine Hypothese zu den dann folgenden Abläufen aufstellen können, wenn man sich zwei Punkte klar macht: Elektronen stoßen sich aufgrund ihrer gleichen Ladung ab und nehmen immer den größtmöglichen Abstand zueinander ein. Eigentlich reicht jedoch auch ein einfacher Vergleich der Elektronendichten in den Metall-Stäben und die Verknüpfung mit dem Wissen zum Themengebiet "Diffusion".