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Nernst'sche GleichungZoomA-Z

Fachgebiet - Elektrochemie

1889 von Nernst erstmals abgeleiteter Zusammenhang für die Abhängigkeit des Redoxpotenzials E eines korrespondierenden Redoxpaares (Ox/Red) von der Ionenkonzentration c (exakter: Aktivität a):

Ox+neRedE=E°+RTnFln(a0xaRed)E°+RTnFln(c0xcRed)Ox - oxidiertePhaseRed - reduzierte Phasen - Anzahl der übertragenen ElektronenE - RedoxpotenzialE° - Normalpotenzial des RedoxpaaresR - allgemeine GaskonstanteT - absolute Temperatur (inK)F - Faraday-Konstantea0x - Aktivität der oxidierten PhaseaRed - Aktivität der reduzierten Phasec0x - Konzentration der oxidierten PhasecRed - Konzentration der reduzierten Phase

Unter Einbeziehung der Zahlenwerte für R und F bei T = 298 K (25 °C) und Umrechnung des natürlichen auf den dekadischen Logarithmus, ergibt sich der folgende Ausdruck:

E=E°+0,059nlog(c0xcRed)

Die Nernst'sche Formel zeigt, wie das Redoxpotenzial und damit die oxidierende bzw. reduzierende Kraft eines Redoxsystems durch Änderung der Konzentrationen der an der Reaktion beteiligten Reaktionspartner beeinflusst wird. Die Nernst'sche Gleichung gestattet die Berechnung der elektromotorischen Kraft (EMK) beliebiger galvanischer Zellen, auch wenn die am Redoxvorgang beteiligten Stoffe nicht in ihren Standardzuständen vorliegen. Sie ermöglicht Aussagen zum Verlauf von Redoxreaktionen und die Ermittlung entsprechender Gleichgewichtskonstanten.

Für pH-abhängige Redoxsysteme oder Redoxvorgänge unter Beteiligung von Gasen u.a. existieren jeweils modifizierte Formen der Nernst'schen Gleichung.

Siehe auch: Nernst'sches Verteilungsgesetz , Redoxreaktion

Lerneinheiten, in denen der Begriff behandelt wird

KonzentrationszellenLevel 130 min.

ChemieAllgemeine ChemieElektrochemie

Konzentrationszellen werden beschrieben. Als Beispiel wird die Lambda-Sonde vorgestellt.

Elektroden 2. ArtLevel 115 min.

ChemieAllgemeine ChemieElektrochemie

Beschreibung der Elektroden 2. Art.

Konzentrationsabhängigkeit des RedoxpotentialsLevel 115 min.

ChemieAllgemeine ChemieElektrochemie

Die Konzentrationsabhängigkeit des Redoxpotentials wird beschrieben.

Membran- und AktionspotenzialLevel 245 min.

BiochemieSignal- und StofftransportNeurotransmission

Intra- und extrazelluläre Ionenverhältnisse. Entstehung des Membranpotenzials. Entstehung und Ausbreitung von Aktionspotenzialen.

EMK, Elektromotorische KraftLevel 145 min.

ChemiePhysikalische ChemieElektrochemie

Die Lerneinheit beschreibt die Ursache, die Größe und die Abhängigkeiten der Elektromotorischen Kraft bei verschiedenen Elektrodensystemen. Es werden die Standard-Reduktionspotenziale und verschiedene Halbzellen (Gaselektrode, Metallelektrode, Silber-Silberchloridelektrode, Kalomel-Elektrode, Redoxelektroden und Glaselektrode) erläutert.