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Nernstgleichung und Konzentrationselemente - Abitur
Das Wichtigste aus dem Video
Tipp auf eine Zeit – das Video springt genau dorthin.
Transkriptautomatisch erstellt · 45 Zeilen
- so moin Leute heute geht's mal wieder um die Elektrochemie stellt euch vor ihr habt ein galvanisches Element mit zwei
- gleichen Halbzellen also z.B in beiden als Elektroden Silber und als Elektrolyt Silberionen nur in verschiedener
- Konzentration dann fließt zwischen den Halbzellen Strom und wir haben ein sogenanntes
- konzentrationselement warum das funktioniert und wie die Konzentration das Potenzial einer Halbzelle
- beeinflusst das schauen wir uns jetzt an allgemein fließt ja bei zwei genau gleichen Halbzellen kein Strom das
- können wir auch durch die standardpotentiale am Beispiel von silberhalbzellen schnell nachrechnen
- wenn beide Konzentrationen an Silberionen 1 Mol pro Liter betragen können wir die Werte aus der Redoxreihe
- verwenden das sind + 0,8 Volt und die Differenz von beiden Werten liefert jetzt die Spannung die zwischen beiden
- fließt also 0,8 vol - 0,8 vol sind 0 Volt also geht da gar nichts aber wenn wir die Konzentration ändern dann geht
- da was also muss ich das Potential einer Halbzelle mit der Konzentration ändern und genau das halt Walter Nernst in
- seiner Gleichung ausgedrückt die lautet Potential e einer Halbzelle ist gleich das Standart elektrodenpential E0 +
- 0,059 vol geteilt durch die Anzahl der übertragenen Elektronen Z mal dem Logarithmus von der Konzentration der
- oxidierten geteilt durch die Konzentration der reduzierten Teilchen klingt jetzt zum ersten Moment ziemlich
- kompliziert ist es aber gar nicht diese komische Zahl von 0,059 Volt gilt übrigens nur bei standardtemperatur und
- fast Naturkonstanten zusammen die einen Einfluss auf das Potenzial haben wie die universelle Gaskonstante r die absolute
- Temperatur und den Kehrwert der Phad konstanten F dann kommt noch ein Faktor h zu der sich durch das Umwandeln vom
- natürlichen Logarithmus in den Zehner Logarithmus ergibt das standardelektrodenpotential findet ihr
- nun in der elektrochemischen Spannungsreihe also der Wert steht in der Tabelle z.B beim Silber eben 0,8
- Volt und da steht dann auch welche Stoffe die oxidierten und die reduzierten sind also ein Beispiel von
- Silber ein silberion nimmt ein Elektron auf und wird zu elementarem Silber damit wissen wir auch gleich es wird ein
- Elektron übertragt deshalb ist Z = 1 dann ist silber natürlich der reduzierte Stoff und die Konzentration der
- Silberionen ist dann Cox die Konzentration von den Silberionen ist dann in der
- Aufgabenstellung angegeben wenn ihr das Potenzial ausrechnen wollt aber was zur Hölle ist die Konzentration von
- elementarem Silber in der Lösung und auch das ist wieder easy wenn man es weiß Stoffe die sich nicht von alleine
- lösen bekommen die Konzentration 1 Mol pro Liter zugeordnet damit haben wir jetzt alles um die Spannung von einem
- konzentrationselement zu berechnen und dafür schauen wir uns die Beispielaufgabe hier an wir sollen die
- Spannung von einem galvanischen Element berechnen das zum einen eine silberhalbzelle mit der Konzentration
- von 0,1 mol prooliter an Silberionen hat und zum anderen eine Standart silberhalbzelle am einfachsten ist es
- wenn ihr die Spannungen der einzelnen Halbzellen zuerst berechnet und dann davon die Differenz bildet mutige dür
- das aber auch in einem Rechenschritt probieren so betrachten wir die Halbzelle mit der Konzentration 0,1 mol
- pro Liter an Silberionen jetzt setzen wir in die nnstgleichung ein was wir wissen das standardpotential E0 ist +
- 0,8 vol und es wird nur ein Elektron übertragen weiter steht da + 0,059 vol mal dem Logarithmus von 0,1 mol pro
- Liter geteil 1 Mol pro Liter das könnt ihr jetzt im Kopf versuchen oder ihr nimmt den Taschenrechner zu Hilfe
- rauskommt zum Schluss 0,8 vol - 0,059 vol also etwa 0,74 Volt das Potential der Standart wasserstoffhalbzelle können
- wir direkt aus der elektrochemischen Spannungsreihe herausnehmen das sind eben die 0,8 Volt damit ergibt sich ein
- Strom mit der Spannung von 0,8 - 0,74 Volt also von 0,06 Volt je unterschiedlicher die Konzentrationen
- sind desto höher ist die Spannung wie kann man sich jetzt erklären dass die Elektronen von der Halbzelle mit einer
- geringeren Konzentration zu der anderen Halbzelle fließen da denkt man einfach dran das System will ins Gleichgewicht
- also am besten sollen beiden Halbzellen genau die gleiche Konzentration an Ionen vorherrschen dafür müssen aber in der
- Halbzelle mit der niedrigen Ionenkonzentration mehr Ionen entstehen und in der anderen Halbzelle muss die
- Konzentration sinken deshalb wandern die elektron eben von der Halbzelle mit der niedrigeren Konzentration zu der anderen
- Halbzelle mit der Gleichung könnt ihr jetzt nicht nur die Spannung von Elementen mit der gleichen
- Zusammensetzung ausrechnen sondern auch von allen möglichen galvanischen Elementen mit unterschiedlichen
- Konzentrationen falls ihr zu standardpotenzial und dem Sinn der elektrochemischen Spannungsreihe mehr
- wissen wollt dann schaut hier mal rein ansonsten haut rein Leute macht's gut bis zum nächsten Mal und ciao
Zum Nachlesen
KonzentrationselementKonzentrationselement. Galvanische Zelle, deren Spannung lediglich durch einen Unterschied in der Elektrolytkonzentration zustande kommt. Artikel · Diskussion.
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