Ha szétválasztjuk az oxidáció és a redukció folyamatát, és a két folyamat színhelye közé fémes vezetőt iktatunk, akkor elérhetjük, hogy azon keresztül elektromos áram folyjon.

Mártsunk egy főzőpohárban lévő vas(II)-szulfát-oldatba vaslemezt, és egy másik főzőpohárban lévő réz(II)-szulfát-oldatba rézlemezt. Kössük össze a két lemezt fémes vezetővel úgy, hogy iktassunk közbe egy árammérő műszert is. Végül kössük össze a két főzőpohárban lévő oldatot úgy, hogy kálium-szulfát-oldatba áztatott szűrőpapírcsík két végét a két pohárba mártjuk. Ügyeljünk arra, hogy a szűrőpapír ne érjen a fémekhez. Figyeljük közben az árammérőt!

Az árammérő kitér. A rézlemez mutatkozik a pozitív, a vaslemez a negatív pólusnak.

A vas - amely saját ionjait tartalmazó oldatba merül - képezi a rendszer negatív pólusát, amelyen a vasatomok oxidálódnak, és negatív töltésű elektronokat hagynak vissza. A rézelektród - amely a saját ionjait tartalmazó oldatba merülő rézlemez - a rendszer pozitív pólusa. Itt a réz(II)- ionok elektronokat vesznek fel, redukálódnak. A pozitív póluson megmutatkozó elektronhiány a vaselektródról pótlódik. A két elektród között folyó árammal munkát végeztethetünk: égőt, rádiót, számológépet, stb. működtethetünk. Az ilyen és az ehhez hasonló elven működő rendszereket nevezzük galvánelemnek.

Minden galvánelemkételektródból áll. A galvánelemek fém elektródjait az adott fém és a saját ionjait tartalmazó oldata alkotja, amelybe a fém belemerül.

Amikor a galvánelemben önként végbemenő folyamatok mennek végbe, a negatívpólusonoxidáció, a pozitívpólusonredukció zajlik. Az ilyen úgynevezett galváncellákat a következőképpen jelölhetjük:

A negatív pólusú elektródot a bal oldalon tüntetjük fel, a függőleges vonalak pedig a fázishatárokat jelölik. Az elektródon belül a fázishatárt a fém és az oldat érintkezése jelenti, a két elektród közti kapcsolatot pedig a két oldat érintkezése biztosítja.

Azt a feszültséget, amit akkor mérhetünk a galvánelem pólusai közt, ha nem folyik át áram a galvánelemen, elektromotoros erőnek nevezzük. Jele EME, mértékegysége volt (jele V).

Az elektromotoros erő a két elektródpotenciál (ε) különbségeként számítható. Definíció szerint az elektromotoros erő pozitív érték, ezért mindig a pozitív pólus elektródpotenciáljából vonjuk ki a negatív pólus elektródpotenciálját.

Az elektromotoros erő

Az itáliai professzor, LuigiGalvani 1786-ban észrevette, hogy ha az anatómiai vizsgálataihoz használt békához egyszerre ér két különböző fémmel (rézzel és vassal), akkor az állati tetemen izom­­­-összehúzódás következik be.

AlessandroVolta csak jóval később állapította meg, hogy elektromos jelenség - béka helyett - bármilyen sóoldat fémek közé helyezésével előidézhető. Így született meg az első kezdetleges galvánelem. Az elektrokémiai jelenségek tisztázásához még sok más tudós is hozzájárult, a két elektródból álló berendezés azonban végül a jelenség első észlelőjéről kapta nevét.

Alessandro Volta (1745-1827)

Luigi Galvani