Nernstsche Gleichung für Konzentrationszellen
Experimente:
Versuch: Konzentrationskette Silber
Versuch: Konzentrationskette Kupfer
Verwendet man in einem galvanischen Element zwei gleiche Halbzellen mit einer unterschiedlichen
Elektrolytkonzentration (-> Versuch), so laufen Reaktionen ab,
die eine Ausgleichung der Elektrolytkonzentrationen herbeiführen. In der Halbzelle mit der geringeren
Metall-Ionenkonzentration im Elektrolyten werden Metallatome der Elektrode oxidiert, so dass die
Metall-Ionenkonzentration im Elektrolyten ansteigt. In der anderen Halbzelle werden Metall-Ionen reduziert,
es scheidet sich Metall an der Elektrode ab.
Die Nernstsche Gleichung für Konzentrationsketten ergibt sich aus der allgemeinen Form der
Nernstschen Gleichung beim Ausrechnen der theoretischen Spannung zwischen zwei Halbzellen mit unterschiedlicher
Elektrolytkonzentration. Dabei fallen die E0-Werte heraus.
Es ergibt sich somit:
Bei einem Verhältnis der Elektrolytkonzentration der beiden Halbzellen von 1 : 10 ergibt sich:
Für z = 1 (Ag+ / Ag) hieße das: DE = 0,058 Volt und für z = 2 (Cu2+ / Cu): DE = 0,029 Volt.
Mit dieser Gleichung kann die Spannung zwischen zwei gleichen Halbzellen mit unterschiedlicher Elektrolytkonzentration berechnet werden (Beispiel).
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