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Die Standardwasserstoffelektrode

Standardwasserstoffelektrode

Da man Potentialdifferenzen zwischen unterschiedlichen Halbzellen messen kann, sollte man jeder Halbzelle, das heißt jedem Redoxpaar wie

Zn Zn2++ 2e

oder

Cu2++ 2e Cu

ein Redoxpotential zuordnen können. Dies kann allerdings nicht absolut geschehen, sondern man muss einen willkürlichen Standard als Nullpunkt festlegen, ähnlich wie man Säuren und Basen bezüglich ihrer Stärke durch ihre Reaktion mit Wasser vergleicht. Hierzu dient die Standard (Normal-)wasserstoffelektrode. Die Standardwasserstoffelektrode ist eine Halbzelle bei 25 °C, in der eine Elektrode aus platiniertem Platin, die von Wasserstoff von 1013 mbar Druck umspült wird, in eine Lösung eintaucht, die Oxoniumionen mit der Aktivität 1  molL-1 enthält.

Abb.1
Standardwasserstoffelektrode mit Zink
Abb.2
Standardwasserstoffelektrode mit Kupfer

Das Potential der Standardwasserstoffelektrode wird Null gesetzt. Halbzellen, das heißt Redoxsysteme, die gegenüber der Standardwasserstoffelektrode Elektronen abgeben, also als Reduktionsmittel wirken, erhalten ein negatives Vorzeichen für Δ E . Redoxsysteme, die von der Standardwasserstoffelektrode Elektronen aufnehmen, erhalten posititve Vorzeichen. Da die Konzentration eines Reduktions- oder Oxidationsmittels die Zellspannung mitbestimmt, wird zur Messung des Standardpotentials E 0 eine Aktivität aller Reaktionspartner in Lösung von 1  molL-1 vorgegeben. Die Messung der Zellspannung zwischen der Standardwasserstoffelektrode und einer Halbzelle, in der metallisches Zink in eine Lösung eintaucht, die Zn2+-Ionen in einer Konzentration von 1  molL-1 enthält, ergibt −0,76 V; dies ist das Standardpotential des Redoxsystems Zn/Zn2+.

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