4.5 Rezepte zum Aufstellen der Nernst-Gleichung

R – L = K - A

K: A:

4.8

I

4.9

pH-Messung mit der Glaselektrode

Kalomel-Elektrode 22 2 2

2 2

Hg 2Cl Hg Cl

Hg Cl 2e 2Hg 2Cl

+ −

− −

→+ ←→+ +←

Praktischer Aufbau ⇒ H+-Ionen wandern durch Membran nach außen ⇒ Außenlösung lädt sich positiv auf ⇒ Entstehende Potentialdifferenz stoppt weiteren Einstrom von H+

⇒ Elektrochemisches Gleichgewicht

p xH H+ +>

p xµ µ=

p p x xzF zF z 1µ φ µ φ+ = + =

{ } { }0 0x x p pH Hx p

RT ln a F RT ln a Fµ φ µ φ+ ++ + = + +

Mit folgt: 0 0p xµ µ=

{ }{ }

H px p

H x

aRT lnF a

φ φ φ+

+

∆ = − =

Diese Potentialdifferenz wird über die Kalomel- Elektroden abgeleitet und mit einem Voltmeter gemessen.

Technische Ausführung der Glaselektrode: Einstab-Messkette

Identische Ableitelektroden ⇒ Potentialdifferenz = Gleichgewichtszellspannung der Messkette

x pRTE ln10 (pH pH )F

= ∆ = ⋅ −φ

x pFpH E pH (5.6)

2.303RT= +

as diff p xRTE ln10 (pH pH ) (5.6 ')F

φ φ= ∆ + ∆ + ⋅ −

Asymmetrie-Potential ↔ unterschiedliche Eigenschaften der inneren und der äußeren Quellschicht.

( )x p as diffF FpH E pH

2.303RT 2.303RT

y a x b

⇒ = + + ∆ + ∆

= ⋅ +

φ φ

Bestimmung von a und b über Eichmessungen