PH-Wert Abhängigkeit von Redoxsystemen: Unterschied zwischen den Versionen

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Man sieht nun, dass sich das Potential um <math>\Delta E^{ }_{ } = 0,24 V </math> verändert hat.
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Man sieht nun, dass sich das Potential um <math>\Delta E^{ }_{ } = 0,24 V </math> verändert hat. <br />
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Denn das Argument des Logarithmus wurde kleiner und somit sinkt auch der Wert des Logarithmus, so dass auch das Elektrodenpotential des Redoxpaares kleiner werden muss.

Version vom 17. Dezember 2009, 11:29 Uhr

Das Elektrodenpotential von Redoxpaaren in sauren oder basischen Millieus hängt zusätzlich noch von dem pH-Wert des Redoxsystems ab. Diese Beziehung zwischen dem pH-Wert und dem Elektrodenpotential kann man ebenfalls durch die Nernst-Gleichung aufzeigen. Dazu betrachtet man beispielhaft die folgende Reaktion in saurem Millieu:

 Mn^{2+}(aq) + 12 H_{2}O(l) \rightarrow MnO^{+}_{4}(aq) + 8H_{3}O^{+}(aq) + 5e^{-}

Steigt nun in diesem Beispiel die Konzentration der Oxonium-Ionen, so wird auch das Elektrodenpotential des Redoxpaares Mn^{2+} / MnO^{-}_{4} steigen.
Denn formuliert man für dieses Redoxpaar die Nernst-Gleichung, so ergibt sich:

E = E^\circ + \frac {0,059}{5} V  \lg \frac {c(MnO^{-}_{4})c^{8}(H_{3}O^{+})}{c(Mn^{2+})}

Setzt man nun voraus, dass die Konzentration der  MnO^{-}_{4}-Ionen und die Konzentration der  Mn^{2+}_{ }-Ionen konstant bei 1 \frac {mol}{l} bleibt, so ergibt sich bei einem pH-Wert von 3 folgendes Eregebnis für das Elektrodenpotential:


E = 1,5 V + 0,012 V \lg \frac {1 * (10^{-3})^{8}}{1} = 1,51V +0,012V \lg 10^{-24} = 1,22V

Vergleicht man diesen Wert mit einer Reaktion bei pH-Wert 1, so ergibt sich nach der Nernst-Gleich ein Potential von:


E = 1,51V + 0,012V \lg \frac {1*(10^{-1})^{8}}{1} = 1,46V

Man sieht nun, dass sich das Potential um \Delta E^{ }_{ } = 0,24 V verändert hat.
Denn das Argument des Logarithmus wurde kleiner und somit sinkt auch der Wert des Logarithmus, so dass auch das Elektrodenpotential des Redoxpaares kleiner werden muss.