Weston-Normalelement

Historisches Weston-Normalelement
Weston-Normalelement

Das Weston-Normalelement ist eine spezielle galvanische Zelle. Sie wurde ab 1911 zur Eichung der elektrischen Spannung, welche in Volt gemessen wird, benutzt.

Diese elektrochemische Zelle wurde 1893 von Edward Weston (1850–1936) erfunden.

Sie besteht aus zwei unterschiedlichen Elektroden in einer gesättigten Cadmiumsulfatlösung (CdSO4), deren Sättigung durch beigegebene Cadmiumsulfatkristalle aufrechterhalten wird. Von den beiden Elektroden besteht eine aus Quecksilber und die andere aus Cadmiumamalgam, einer metallischen Legierung von Cadmium und Quecksilber. Der Cadmiumanteil in der Amalgamelektrode beträgt 12 bis 13 %. Bei Stromdurchgang wandern Cadmiumionen zur positiven Quecksilberelektrode. Damit es dort nicht legiert und dadurch beide Elektroden mehr oder weniger gleich werden, befindet sich über der Quecksilberelektrode eine Mischung von Quecksilber(I)-sulfat (Hg2SO4) und Cadmiumsulfatkristallen. Bei Stromdurchgang bilden sich aus den Cadmiumionen und dem Quecksilber(I)-sulfat Cadmiumsulfat und metallisches Quecksilber:

.

Zwischen den beiden Elektroden bildet sich bei einer Temperatur von 20 °C eine Referenzspannung von

UN = 1,01865 V,

die an den Anschlussklemmen abgegriffen werden kann. Die Temperaturabhängigkeit der Spannung ist bei diesem Element relativ gering.

Seit 1990 wird die Referenz der elektrischen Spannung für die praktische Messung nicht mehr durch elektrochemische Normalelemente gebildet. Sie wird festgelegt durch den quantenmechanischen Josephson-Effekt, wovon sich die Größe der elektrischen Spannung durch eine wesentlich genauere Frequenzmessung ableiten lässt.

Literatur

  • Magda Fröhlich: Das Normalelement. Akademische Verlagsgesellschaft, Wiesbaden 1978, ISBN 3-400-00352-2.
  • Adolf Thomälen: Kurzes Lehrbuch der Elektrotechnik. 9. Auflage. Verlag von Julius Springer, 1922.

Auf dieser Seite verwendete Medien

Westoncell Volt.png
Extracted from PDF revealing US patent 494,827.

A: Outer shell or casing made preferably of sheet brass, elliptical in form. B: Wooden block containing cavities or recesses to receive the glass cells C, C'. C, C': Glass cells consist of two cylindrical vessels connected by a transverse tube D. E: Piece of muslin or other suitable cloth. F: Cork pierced with apertures G. H: Connecting wires. I: Copper wires, connected to H. J: Suitable binding posts, provided with covering caps L. K: Cover of the shell A, which is made of rubber.

M: Suitable stoppers, inserted in the mouths of the cell.
Weston cell - Hanford B Reactor - Benton County, Washington.jpg
Autor/Urheber: Jeff Keyzer from Seattle, WA, USA, Lizenz: CC BY-SA 2.0
I think this is a Weston cell.