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Nernst-Gleichung in der Chemie

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Steckbrief

Das Redoxpotenzial ist das Maß für die Stärke eines Redoxpaares in einer Halbzelle eines galvanischen Elements. Das Standardpotenzial eines Redoxpaares wird bei einer Temperatur von 25°C und einem Druck p = 1013 hPa gemessen und ist in der elektrochemischen Spannungsreihe festgehalten. Die Standardkonzentration der beteiligten Verbindungen ist 1 mol l–1.

Findet eine Reaktion nicht unter Standardbedingungen statt, so kann ihr Redoxpotenzial mithilfe der Nernst-Gleichung berechnet werden. Diese lautet:

Equation
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    Nernst-Gleichung zur Berechnung von Redoxpotenzialen

    Die Elektrodenpotenziale, also die elektromotorischen Kräfte von Redoxpaaren in galvanischen Elementen, sind unter Standardbedingungen in der elektrochemischen Spannungsreihe festgehalten.

    Häufig liegen jedoch keine Standardbedingungen vor, so weicht z.B. unter physiologischen Bedingungen die Temperatur vom Standardwert 25 °C ab und die Konzentration der beteiligten Verbindungen vom Standardwert 1 mol l–1. Weichen ein oder mehrere Faktoren von den Standardbedingungen ab, so verändert sich auch das Potenzial des Redoxpaares. Diese Veränderung kann mit der Nernst-Gleichung berechnet werden:

    Equation

    Die Angaben und stehen für die Ionenaktivität des jeweiligen Redoxpartners. m und n sind stöchiometrische Faktoren (wie z.B. bei 4 H die 4 oder bei 2 HO die 2). Die Angabe der Ionenaktivität wird in der physikalischen Chemie oft statt der Konzentrationsangabe verwendet. Wir gehen der Einfachheit halber von = [ox] und = [red] aus. Die Gleichung lautet dann:

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      zuletzt bearbeitet: 14.07.2022
      Fachlicher Beirat: Dr. rer. nat. Gisela Boeck, 13.07.2022
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