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Berechnung zur potentiometrischen pH-Messung

Berechnungen von Halbzellen mit Nichtmetallelektroden

Für Nichtmetallelektroden wie die Chlorelektrode (Cl2 umspült in einer Cl-haltigen Lösung ein Platinblech) ist die Konzentration der oxidierten Form [Cl2] als konstant anzusehen. Dann erhält man die Nernst-Gleichung in der Form

E = E 0 0,059 V z lg [ X 2 ]
Beispiel

Als Beispiel für ein stöchiometrisch komplizierteres Redoxsysten soll das Redoxpaar Cr3+/CrO42− betrachtet werden. Die Halbzelle besteht aus einer Mischung von Chrom(III)- und Dichromat-Ionen, in die ein Platinblech eintaucht. Das potentialbildende Gleichgewicht ist:

Cr 3+ +4 H 2 O CrO 4 2- +8 H + +3 e -

In die Nernst-Gleichung müssen als oxidierte und reduzierte Form alle beteiligten Stoffe eingesetzt werden:

E = E 0' + 0,059 V 3 lg [ CrO 4 2- ] [ H + ] 8 [ Cr 3+ ] [ H 2 O ] 4

Weil die Konzentration an Wasser in der Lösung praktisch konstant ist [H2O] (= konstant), gilt die vereinfachte Gleichung:

E = E 0 + 0,059 V 3 lg [ CrO 4 -2 ] [ H + ] 8 [ Cr 3+ ]

Die Gleichung zeigt, dass die Oxidation von Cr in besonders starkem Maße von der Oxoniumionenkonzentration (beziehungsweise dem pH-Wert) abhängt, denn diese geht mit der achten Potenz ein, während die Cr(III)- und Chromatkonzentrationen lediglich linear eingehen.

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