Einteilung von Metallen (Edel- und unedle Metalle) aufgrund des Standardpotentials

Einige Stoffe (v. a. unedle Metalle) unterliegen dem Einstufungs- bzw. Klassifizierungskriterium „Stoff, der bei Berührung mit Wasser entzündbare Gase entwickelt“ und werden so als Gefahrstoff bzw. Gefahrgut der entsprechenden Gefahrstoff bzw. Gefahrgutklasse zugeordnet.

Einteilung in edle und unedle Metalle

Unedle Metalle reagieren mit den Wasserstoffionen (= Protonen) des Wassers. Bei dieser Redoxreaktion entsteht Wasserstoff, ein entzündbares Gas. Wie lässt sich aber beurteilen, ob ein Metall ein Edelmetall oder ein unedles Metall ist?

Auf den ersten Blick weisen sowohl Edelmetalle als auch unedle Metalle weisen typische metallische Eigenschaften auf. Typische metallische Eigenschaften sind der metallische Glanz und die elektrische Leitfähigkeit.

Unterschiedliches Reaktionsverhalten von Metallen

Allerdings reagieren Edelmetalle und unedle Metalle mit diversen Reaktionspartnern (Sauerstoff, Wasser) unterschiedlich. Schon früh hat man das unterschiedliche Reaktionsverhalten von Metallen mit Luftsauerstoff beobachtet. Anhand dieser Beobachtung wurde die so genannte Oxidationsreihe der Metalle aufgestellt (Reihenfolge von Metallen anhand deren Reaktionsverhalten gegenüber Sauerstoff):

K, Na, Mg, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn, Pb, Cu, Ag, Hg, Au

Kalium reagiert beispielsweise sehr heftig mit Sauerstoff, während Gold nicht mit Luftsauerstoff reagiert. Allgemein gilt: je edler ein Metall ist, desto geringer ist das Bestreben des Metalls, mit Sauerstoff (aus der Luft) zu reagieren.

Das Standardpotential

Metalle reagieren aber nicht nur (unterschiedlich) mit Sauerstoff, sondern auch mit Säuren. Typische unedle Metalle wie Magnesium, Eisen oder Zink reagieren mit typischen Säuren wie Essigsäure oder Salzsäure. Edelmetalle wie Silber oder Gold reagieren nicht mit Wasserstoffsäuren (wie Salzsäure oder Essigsäure). Dabei lässt sich beobachten, dass unedle Metalle mit Säuren (bzw. den Protonen) unter Bildung von Wasserstoff reagieren.

Dieser Unterschied (unedle Metalle reagieren mit Säuren unter Wasserstoffentwicklung) ist das wesentliche Merkmal für die Unterscheidung zwischen edlen und unedlen Metallen. Nach dieser Unterscheidung sind unedle Metalle, Metalle, denen ein negativeres Standardpotential als Wasserstoff = 0,00 V zugrunde liegt. Anders ausgedrückt, Edelmetalle unterscheiden sich von den unedlen Metallen durch deren positives Standardpotential). Beispiele nachfolgend:

  • Gold, + 1,50 V, Edelmetall
  • Silber, + 0,80 V, Edelmetall
  • Wasserstoff, + 0,00 V
  • Zink, - 0,76 V, unedles Metall