Es hat sich also Wasser und Wasserstoff gebildet. Diesen Vorgang kann man auch mit einer galvanischen Zelle vergleichen, obwohl nur ein Metall vorhanden ist.
Nimmt man an, das Sauerkraut wäre auf einer Silberplatte angerichtet und mit Alufolie abgedeckt, so laufen eben jene Vorgänge ab, die wir vorangehend beschrieben haben, nur dass die Alufolie diesmal nur die Anode bildet und die Silberplatte die Kathode bildet. (galvanisches Element) Das heißt, die H3O+ Ionen entladen sich diesmal an der Silberplatte. Die Reaktionsgleichungen bleiben aber die gleichen.
Vergleich:
Steckt man zwei verschiedene Metalle in eine Zitrone oder einen Apfel (säurehaltig) so bildet sich ebenfalls ein galvanisches Element, das dem obigen bis auf die Bestandteile (Sauerkraut/Apfel, Zitrone) völlig gleicht.

Heutzutage ist man weitgehend davon abgekommen Eisen zu fetten(s. Aufg. 3), da es zuverlässigere Schutzmittel gibt. Man verzinkt Eisen:

Verzinken von Eisen

Wäre Eisen ungeschützt, dann würde es so lange rosten (Oxidieren), bis nur noch poröses Eisenoxid vorhanden wäre, und der Gegenstand zerfiele.
Man verzinkt Eisen, da es Metalle gibt, die in der Verbindung mit Sauerstoff nicht bröckelig und porös sind. Während Eisenoxid von dem noch darunterliegenden Eisen abblättert und dieses somit weiter rostet (bis irgendwann nichts mehr davon vorhanden ist), bildet bspw. Zink bei der Reaktion mit Sauerstoff eine Schicht (Zinkoxid), die das darunterliegende Metall überzieht und aufgrund ihrer Dichte vor weiteren chemischen Reaktionen („Angriffen“) schützt. Verzinkt man also Eisen und es korrodiert, bildet die Zinkschicht Zinkoxid welches nun das Eisen vor dem Rosten schützt. Bei der Verwendung des Metalls hat man aber praktischerweise immer noch Eisen vorliegen.

Allerdings gibt es noch einen zweiten Grund, welcher dafür spricht, dass man Eisen verzinken sollte. Dies ist die Redoxreihe:

Zink ist (s. Abbildung) unedler als Eisen, d.h. es ist reaktionsfreudiger. Ist eine Beschädigung in der Zinkschicht rostet das Eisen trotzdem nicht, weil der dazukommende Stoff lieber mit dem unedleren Zink reagiert.
Somit gewährleistet Zink für
Eisen einen Rundumschutz.
Man nennt Verzinken auch Passivierung.
(s. Einleitung)
Wenn Zink korrodiert, gibt es Elektronen ab. In Wasser gelöster Sauerstoff nimmt diese Elektronen auf und Bildet Hydroxidionen. Die Zinkionen reagieren dann mit den Hydroxidionen und Sauerstoff.

Reaktionsgleichungen:
Oxidation: 2Zn(s) -> 2Zn2+(aq) + 4e-
Reduktion: O2(aq) + 2H2O (l) + 4e- -> 4 OH- (aq)

Quellen

Chemie heute, Schroedel Schulbuchverlag GmbH, Hannover, 1993/95 (2001)
Chemie Sek. 1, Hirschgraben-Verlag, Frankfurt am Main
Wege in die Chemie, Klettverlag, Stuttgart, 1977
Grundzüge der Chemie, Verlag Moritz Diesterweg, Sauerländer,
Frankfurt am Main, 1978/85

Vorgehensweise

Anfangs überlegten wir uns mit welchen beiden Metallen wir eine möglichst große Spannung erzielen könnten, so kam uns die Idee ein unedles und edles Metall zu wählen, da unedle Metalle ihre Elektronen besonders gerne an edle Metalle abgeben (siehe Redox/Spannungsreihe Aufgabe 6). Unsere Chemielehrerin sagte uns, dass sie uns die benötigten Chemikalien aus der Schulchemiesammlung zur Verfügung stellen könnte. Jedoch mussten wir einsehen, dass Kalium so reaktionsfreudig ist, dass es sogar in Petroleum aufbewahrt werden muss und Gold in der Schulsammlung nicht vorhanden ist.
So entschieden wir uns für Magnesium und Kupfer. Aus der Schulsammlung gab man uns etwas Magnesium- und Kupfersulfat, das wir in Wasser lösten (siehe Foto).

Um einen Stromkreis zu bauen, gossen wir die Kupfersulfatlösung in einen kleinen Blumentopf aus Ton und stellten diesen in einen Behälter mit der Magnesiumsulfatlösung.( Wir wählten einen Tontopf, da wir einen Behälter, der ionendurchlässig ist, benötigten, um einen geschlossenen Stromkreis zu garantieren.) Als nächstes befestigten wir die beiden Metalle (ein Kupferblech und ein Magnesiumband) an je einer Krokodilsklemme. Die Kabel verbanden wir mit einem Voltmeter. Das Magnesiumband hielten wir in die Magnesiumsulfatlösung und das Kupfer in die Kupfersulfatlösung. Wir stellten das Voltmeter auf DC (Gleichspannung) und maßen eine Spannung von 1.6 Volt.

Elektrodenvorgänge unserer galvanischen Zelle

Die Magnesiumatome der Magnesiumelektrode geben 2 e¯ in das Kabel ab,(es entstehen Mg 2+ Ionen) da sich diese mit den Ionen der Kupfersulfatlösung verbinden wollen (Kupfer ist edler als Magnesium). Während die Elektronen durch das Kabel wandern, gehen die Magnesiumionen in die Magnesiumsulfatlösung.
Dieser Vorgang wird wiederholt bis keine Mg-Atome mehr vorhanden sind.
Die Elektronen wandern durch das Kabel zum Kupferblech, doch da die Kupferatome keine weiteren Elektronen aufnehmen können, nehmen die Cu2+ Ionen die e- auf. Es bilden sich Kupferatome und so entsteht an der Oberfläche des Kupferbleches weiteres Kupfer.

Dieser Vorgang ist erst beendet, wenn keine weiteren Kupferionen in der Lösung vorhanden sind oder das Magnesium keine Elektronen mehr hat.

Durch die Bildung der Kupferatome herrscht in der Kupfersulfatlösung bald ein Sulfat-Ionenüberschuss, während in der Magnesiumsulfatlösung durch die in Lösung gegangenen Mg2+Ionen ein Sulfat-Ionenmangel besteht. Die überzähligen Sulfat-Ionen in der Kupfersulfatlösung gelangen durch den Blumentopf (ionendurchlässig s.o.) in die Magnesiumsulfatlösung und gleichen den dort herrschenden Mangel aus. Das Gleichgewicht in den Lösungen ist wieder hergestellt und gleichzeitig besteht ein geschlossener Stromkreis, der zum Stromerzeugen von Nöten ist .
Unsere Freude war riesig, das alles geklappt hatte.
Wir entsorgten das gelöste Kupfersulfat in den Schwermetallsalzabfällen unserer Schule, da Kupfer ein Schwermetall ist.