zum Directory-modus

Elektroden 2. Art

Elektroden 2. Art

Häufig liegen in Halbzellen (Elektroden) zwei an der Potentialbildung beteiligte Phasen vor, nämlich eine flüssige Phase (Lösung) und eine feste (Metall) bzw. eine gasförmige (Nichtmetall). Elektroden, an deren Potentialbildung noch eine weitere feste Phase in Form eines schwerlöslichen Salzes beteiligt ist, nennt man Elektroden 2. Art. Das Potential einer solchen Halbzelle wird primär zwar durch die Metallionenkonzentration bestimmt. Diese hängt aber in der gesättigten Lösung des Salzes über das Löslichkeitsprodukt von der Konzentration der Anionen ab. D.h. das Potential einer Elektrode 2. Art ist letztlich durch die Konzentration der Anionen gegeben, die in gewissem Rahmen beliebig festgelegt werden kann. Es gelten nebeneinander die Nernst-Gleichung und das Löslichkeitsprodukt.

E = E 0 + R T z F ln [ M + ]  ,  mit  K L = [ M + ] [ X - ]
Beispiel

Die Beziehung für das Potential einer Elektrode 2. Art soll am Beispiel der Silberchloridelektrode abgeleitet werden. Diese Elektrode kann hergestellt werden, indem man ein Silberblech oder einen Silberdraht durch anodische Oxidation in chloridionenhaltiger Lösung mit einer AgCl-Schicht überzieht. Bringt man die so vorbereitete Elektrode in eine Lösung mit festgelegter Chloridionenkonzentration, so gilt für das Potential dieser Halbzelle bei 25 °C:

E ( AgCl ) = E 0 ( Ag / Ag + ) + R T F ln [ Ag + ]

Da der Elektrolyt mit AgCl gesättigt ist, ist die Konzentration der Silberionen bestimmt durch das Löslichkeitsprodukt des AgCl und die Konzentration der Chloridionen

[ Ag + ] = K L [ Cl - ]

Durch Einsetzen in die erste Gleichung erhält man

E ( AgCl ) = E 0 ( Ag/Ag + ) + R T F ln K L [ Cl - ]   oder E ( AgCl ) = E 0 ( Ag/Ag + ) + R T F ln [ K L ] - R T F ln [ Cl - ]

Da die beiden ersten Glieder bei gegebener Temperatur konstant sind, kann man sie zum Standardpotential der AgCl-Elektrode zusammenfassen:

E 0 (AgCl)= E 0 ( Ag/Ag + )+ R T F ln ( K L )= E 0 ( Ag/Ag + )+0,059Vlg(KL)=+0,224V

Für die AgCl-Elektrode gilt also

E(AgCl)= E 0 (AgCl)- R T F ln[ Cl - ]

Legt man [Cl-] fest, so besitzt die Elektrode ein bestimmtes Potential, so dass man sie ebenso wie die Standardwasserstoffelektrode als Bezugselektrode für Potentialmessungen verwenden kann. Analog zur AgCl-Elektrode können auch AgBr- und AgI-Elektroden verwendet werden.

Eine weitere Elektrode 2. Art, die häufig Verwendung findet, ist die Kalomel-Elektrode; sie soll hier allerdings nicht behandelt werden.

<Seite 1 von 1>