Nernst-Gleichung
Die Nernst-Gleichung beschreibt das Elektrodenpotential in Abhängigkeit von Temperatur und Konzentration.
Formel
E = E^0 - \frac{RT}{zF} \ln QVariablen & Einheiten – Nernst-Gleichung
| Symbol | Bedeutung | Einheit |
|---|---|---|
| E | Elektrodenpotential | V |
| E° | Standardelektrodenpotential | V |
| R | Gaskonstante | J/(mol·K) |
| T | Temperatur | K |
| z | Zahl der übertragenen Elektronen | dimensionslos |
| F | Faraday-Konstante (96.485 C/mol) | C/mol |
| Q | Reaktionsquotient | dimensionslos |
Herleitung & Hintergrund – Nernst-Gleichung
Walther Nernst leitete die Gleichung 1889 aus thermodynamischen Prinzipien ab. Bei 25°C vereinfacht: E = E° − (0,0592/z)·log Q.
Rechenbeispiel
Cu²⁺/Cu-Elektrode (E° = +0,34 V), [Cu²⁺] = 0,01 mol/L, T = 298 K, z = 2: E = 0,34 − (0,0296)·log(1/0,01) = 0,34 − 0,0592 = 0,28 V.
Anwendungsgebiete
Batterietechnik (Li-Ion), Brennstoffzellen, Korrosionsschutz, Biosensoren (Blutglukose)
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Frage (Vorderseite)
Was beschreibt die Formel E = E° − (RT/zF)·ln Q? Nenne alle Variablen und Einheiten.
Antwort (Rückseite)
Die Nernst-Gleichung beschreibt das Elektrodenpotential in Abhängigkeit von Temperatur und Konzentration.. E: Elektrodenpotential (V); E°: Standardelektrodenpotential (V); R: Gaskonstante (J/(mol·K)); T: Temperatur (K); z: Zahl der übertragenen Elektronen (dimensionslos); F: Faraday-Konstante (96.485 C/mol) (C/mol); Q: Reaktionsquotient (dimensionslos).
Wissenschaftliche Quellen
- [1]Nernst, W. (1889). Die elektromotorische Wirksamkeit der Jonen. Zeitschrift für Physikalische Chemie.
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