Wie beeinflusst der pH-Wert die Nernst-Gleichung? + Beispiel

Der pH-Wert beeinflusst die Nernst-Gleichung nicht.

Die Nernst-Gleichung sagt jedoch das Zellpotential von Reaktionen voraus, die vom pH-Wert abhängen.

Ist H an der Zellreaktion beteiligt, so ist der Wert von # E # hängt vom pH-Wert ab.

Für die Halbreaktion gilt 2H + 2e H. # E ^ ° # = 0

Nach der Nernst-Gleichung

# E_H / H = E ^ ° - (RT) / (zF) InQ = - (RT) / (zF) In ((P_H)) / (H ^ 2)) #

Ob #P_ "H " # = 1 atm und # T # = 25 ° C, #E_H / H = - (RT) / (zF) In ((P_H)) / (H ^ 2)) = - (8,314 J · K ^ - 1 × 298,15 K) / (2 × 96 485 J · V ^ -1) × ln (1 / H * ^ 2) # = 0,012 85 V × 2ln H = 0,02569 V × 2.303 log H #

#E_ H / H = -0,059 16 V × pH #

BEISPIEL

Berechnen Sie das Zellpotential für die folgende Zelle in Abhängigkeit vom pH-Wert.

(1 mol / L) + H & sub2; (1 atm) Cu (s) + 2H & sub4; (aq)

Lösung

Cu² + 2e Cu; # E ^ ° # = + 0,34 V

H 2H + 2e; # E ^ ° # = 0

Cu² + H Cu + 2H; # E ^ ° # = + 0,34 V

#E_ "Cu² / Cu" ^ ° # = E ^ ° - (RT) / (zF) ln (1 / Cu²)) = E ^ ° + 0 = + 0,34 V

#E_ H / H = -E_H / H # = 0,059 16 V × pH

#E_ "Zelle" # = (0,034 + 0,059 16 × pH) V