Das Standardpotential

Es ist kaum möglich das Potential für eine Halbzelle zu bestimmen. Um dennoch die Metalle nach ihren Potentialen ordnen zu könne, muss die Potentialdifferenz zu einer Bezugshalbzelle unter Normbedingungen bestimmt werden.

                                                                                             Man hat sich darauf geeinigt als Bezugshalbzelle eine Platinelektrode zu nehmen, welche in 1 molarer Salzsäure eingetaucht ist. Die Platinelektrode wird kontinuierlich mit elementarem Wasserstoff umspült. Man misst die Standardpotentiale bei einem Druck von 1013 hPa  (1,013 bar) und +25°C. Um eine größere Elektrodenoberfläche zu erhalten, ist die Platinelektrode mit einem Platinschwamm überzogen, sodass möglichst viel elementarer Wasserstoff absorbiert werden kann.

Die Platinelektrode nimmt an der Redox- Reaktion nicht teil. Es handelt sich also im Prinzip um eine Wasserstoff- „Elektrode“, die in eine 1 molare Salzsäurelösung eintaucht. Diese Halbzelle wird als Standard- Wasserstoffhalbzelle bezeichnet. Ihr hat man willkürlich das Standardpotential von 0V zugeordnet.

Diese Halbzelle wird nun mit einer „Metall“- Halbzelle über einen stromleitenden Draht verbunden. Dabei taucht das Metall in eine 1 molare Lösung seiner Ionen.

Die dabei gemessene Spannung bezeichnet man als Standardpotential. Dieses Potential wird häufig auch als Redoxpotential bezeichnet, da in einer galvanischen Zelle Reduktion und Oxidation gleichzeitig ablaufen.

Ein Metall und eine Lösung seiner Ionen bilden zusammen ein Redoxpaar. Im Falle des Zinks in Zinksulfatlösung sind die Zinkionen in Lösung das Oxidationsmittel und das Metall das Reduktionsmittel:

 Zn    Zn2+ + 2e-

 Verbindet man nun eine Zinkhalbzelle mit einer Standard- Wasserstoffhalbzelle, so ist eine Potentialdifferenz von –0,76V zu messen. Das negative Vorzeichen bedeutet, das die ionische Form des Zinks der ionischen Form des Wasserstoffs überwiegt. Das heißt Zink hat eher das Bestreben in ionischer Form vorzuliegen als der Wasserstoff.

Die hier gemessene Potentialdifferenz ist das Redox- Potential für das Redoxpaar Zink und Zinksulfatlösung (bei 1 molarer Zinklösung).

Führt man die selbe Messung mit Kupfer in ein molarer Kupferlösung durch, so erhält man ein Standardpotential für Kupfer von +0,35V. Der positive Wert zeigt, dass Kupfer ein schwächeres Reduktionsfähigkeit besitzt als der Wasserstoff. Das heißt Kupfer liegt eher in elementarer Form vor als Wasserstoff.

 

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