Berechnung des Potentials einer Fe2+/Fe3+ Redoxelektrode

Die Berechnung des Potentials einer Fe2+/Fe3+ Redoxelektrode erfolgt mithilfe der Nernst-Gleichung welche das Gleichgewicht zwischen den Konzentrationen der Reduktions- bzw․ Oxidationspartner und dem elektrochemischen Potential beschreibt. Die Nernst-Gleichung lautet wie folgt:

E = E0 + (0,059/n) * log(CFe2+/CFe3+)

Hierbei steht E für das elektrochemische Potential, E0 für das Standardpotential, n für die Anzahl der übertragenen Elektronen und CFe2+ bzw․ CFe3+ für die Konzentrationen der Fe2+ bzw․ Fe3+ Ionen.

Um das Potential einer Fe2+/Fe3+ Redoxelektrode zu berechnen, sind also die Konzentrationen der Fe2+ und Fe3+ Ionen erforderlich. Diese können jedoch nicht allein aus dem Standardpotential und der Nernst-Gleichung ermittelt werden, da es sich um ein Gleichgewicht handelt und dadurch mindestens zwei der drei Variablen (E, CFe2+, CFe3+) bekannt sein müssen um die dritte zu berechnen.

Um die Konzentrationen der Fe2+ bzw․ Fe3+ Ionen zu bestimmen, sind verschiedene Methoden möglich. Eine Möglichkeit besteht darin die Konzentrationen der Ionen direkt zu messen. Dies kann beispielsweise durch eine Analyse mittels spektroskopischer Methoden wie der Atomabsorptionsspektroskopie (AAS) geschehen.

Eine andere Methode besteht darin das Gleichgewicht der Redoxreaktion auszunutzen und die Konzentrationen der Ionen über die Stöchiometrie der Reaktion zu bestimmen. In diesem Fall könnte man beispielsweise das Verhältnis der Konzentration von Fe2+ und Fe3+ aus dem Ausgangsstoff und dem Produkt der Redoxreaktion ableiten.

Zusätzlich zu den Konzentrationen der Ionen ist ebenfalls das Standardpotential der Fe2+/Fe3+ Redoxelektrode von Bedeutung. Dieses kann über den "Standard Electrode Potential table" ermittelt werden. In diesem Fall beträgt das Standardpotential für die Fe2+/Fe3+ Redoxelektrode +0,77 V.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass zur Berechnung des Potentials einer Fe2+/Fe3+ Redoxelektrode die Konzentrationen der Fe2+ und Fe3+ Ionen bekannt sein müssen. Diese können entweder durch direkte Messung oder über das Ausnutzen des Redoxgleichgewichts bestimmt werden. Die Nernst-Gleichung ermöglicht dann die Berechnung des Potentials anhand des Standardpotentials und der Konzentrationen der Ionen.