Spannungsänderung einer Galvanische Zelle bei Stoffhinzugabe?
Ändert sich die Spannung einer Galvanische Zelle mit einer Ag- und Ni-Halbzelle, wenn man in diese Wasser hinzugibt?
3 Antworten
Die Konzentrationsabhängigkeit des Redoxpotentials wird beschrieben durch die Gleichung von Nernst (1889), die sich thermodynamisch ableiten lässt.
E = E⁰ + R⋅T/(z⋅F) ⋅ln{[Ox]/[Red]}
E: Potential des Redoxsystems
E⁰: Standardpotential
R: universelle Gaskonstante
T: Temperatur
z: Zahl der aufgenommenen bzw. abgegebenen Elektronen
F: Faraday-Konstante = Ladung von 1 mol Elektronen
[Ox]: Konzentration der oxidierten Form
[Red]: Konzentration der reduzierten Form
Mit Hilfe der Nernst-Gleichung kann man also das Elektrodenpotential bei Konzentrationen, die von der Standardkonzentration 1 mol/L abweichen, berechnen.
Durch Wasserzugabe zu den Zellen verändern sich natürlich die Aktivitäten (Konzentrationen) der aktiven Ionen und damit auch das Potential des Redoxsystems. Auch wäre ein Konzentrationselement, bei dem beide Halbzellen dieselben Metalle und Metallionen in unterschiedlicher Konzentration enthalten nicht möglich, wenn eine Verdünnung der Elektrolyte keinen Einfluss auf die Potentiale hätte.
NEIN! Die Spannung ergibt sich aus der Spannungsreihe der Elemente und hat nichts mit irgendeiner Säurekonzentration zu tun.
https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrochemische_Spannungsreihe
Nein - jedenfalls in erster Näherung nicht; siehe Nernst-Gleichung. Danach ändert sich nicht einmal die Spannung jeder einzelnen Elektrode gegenüber einer Vergleichselektrode bei Änderung der Lösungsmittelmenge.
(Start der Recherche: https://www.google.com/search?q=Redox-Potential+Konzentrationsabh%C3%A4ngigkeit )
In die Nernst-Gleichung gehen aber die Aktivitäten (effektiven Konzentrationen) statt der tatsächlichen Konzentrationen ein. Diese Abhängigkeiten dürften aber nur in Ausnahmefällen exakt parallel laufen, sodass es zu geringfügigen Abweichungen kommen dürfte.