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  pH-Abhängigkeit von Redox-Potentialen

Das Potential der Standardwasserstoff-Elektrode ist abhängig vom pH-Wert. Dies wird aus der Reaktionsgleichung und der daraus formulierten Nernstschen Gleichung deutlich:

2 H3O+ + 2 e <=> H2 + 2 H2O

Nernstsche Gleichung

Das Standardpotential E° beträgt hierfür 0 V (bei einem pH-Wert von 0). Für die oxidierte Form wird die Protonen-Konzentration, für die reduzierte Form die H2-Konzentration eingesetzt. Bei einem Formelumsatz werden zwei Elektronen übertragen: z = 2.

Nernstsche Gleichung

Die Konzentration von Wasser ist um mindestens das 100fache größer als die Protonen-Konzentration (bei pH 1: [H3O+] = 0,1 mol/l, [H2O] = 56 mol/l) und ändert sich daher bei der Reaktion praktisch nicht. Sie kann vernachlässigt werden. [H2] ist bei Standarddruck (1,013 bar) gleich 1. Die Nernstsche Gleichung vereinfacht sich so zu:

Nernstsche Gleichung*

Auch alle anderen Redox-Reaktionen, bei denen neben Elektronen auch Protonen ausgetauscht werden, sind pH-abhängig. Der pH-Wert beeinflußt somit die Potentiale dieser Redox-Prozese. Umgekehrt ist es möglich, durch entsprechende elektrochemische Zellen pH-Werte zu messen.

* ) log x2 = 2 log x; - log [H3O+] = pH


© Prof. Dr. J. Gasteiger, Dr. A. Schunk, CCC Univ. Erlangen, Fri Mar 30 11:42:29 2001 GMT
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