Das Video kommt von YouTube: erst beim Abspielen verbindet sich die Seite mit YouTube (Google).
Nernstgleichung und Konzentrationselemente - Abitur
Das Wichtigste aus dem Video
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