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Standardwasserstoffelektrode einfach erklärt: Aufbau, Reaktionsgleichung und Potential

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Lena

12.11.2021

Chemie

Standardwasserstoffelektrode

Fächer

Chemie

Redoxgleichgewichte

Standardpotentiale und konzentrationsabhängigkeit

Spannungsreihe und standard-wasserstoff-halbzelle

1.493

•

12. Nov. 2021

•

2 Seiten

Standardwasserstoffelektrode einfach erklärt: Aufbau, Reaktionsgleichung und Potential

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Lena

@lernzettel2023

Die Standardwasserstoffelektrodeist ein grundlegendes Element in der Elektrochemie, das... Mehr anzeigen

Dalton LW6: Standardwasserstoffelektro- de 1.Recherchieren Sie den Aufbau der Standardwasserstoffelektrode und erklären Sie die ablaufen- de

Redoxsystem und Gleichgewichtsreaktionen der Standardwasserstoffelektrode

Die Standardwasserstoffelektrode basiert auf einem spezifischen Redoxsystem, das für ihre Funktion als Referenzelektrode entscheidend ist.

Definition: Ein Redoxpaar besteht aus der oxidierten und reduzierten Form eines chemischen Elements oder einer Verbindung, die durch Elektronenübertragung ineinander umgewandelt werden können.

Für die Standardwasserstoffelektrode ist das relevante Redoxpaar:

H+ / H2

Dieses Redoxpaar repräsentiert die oxidierte Form H+H+ und die reduzierte Form H2H2 des Wasserstoffs.

Die Gleichgewichtsreaktion, die das Potential der Standardwasserstoffelektrode bestimmt, lautet:

2H+ + 2e- ⇌ H2

Highlight: Diese Reaktionsgleichung beschreibt das dynamische Gleichgewicht zwischen Wasserstoffionen, Elektronen und molekularem Wasserstoff an der Elektrodenoberfläche.

In dieser Reaktion:

  • Die Vorwärtsreaktion vonlinksnachrechtsvon links nach rechts stellt die Reduktion dar: Wasserstoffionen nehmen Elektronen auf und bilden molekularen Wasserstoff.
  • Die Rückreaktion vonrechtsnachlinksvon rechts nach links repräsentiert die Oxidation: Molekularer Wasserstoff gibt Elektronen ab und bildet Wasserstoffionen.

Example: Wenn die Standardwasserstoffelektrode als Kathode in einer galvanischen Zelle fungiert, läuft die Reduktionsreaktion ab: 2H+ + 2e- → H2. Als Anode würde die Oxidationsreaktion stattfinden: H2 → 2H+ + 2e-.

Das Verständnis dieses Redoxsystems und der zugehörigen Gleichgewichtsreaktion ist fundamental für die Anwendung der Standardwasserstoffelektrode in elektrochemischen Messungen und für die Berechnung von Elektrodenpotentialen anderer Halbzellen.

Vocabulary: Das Standardpotential der Wasserstoffelektrode wird definitionsgemäß als null Volt festgelegt, was den Bezugspunkt für alle anderen Elektrodenpotentiale in der elektrochemischen Spannungsreihe bildet.

Die Kenntnis dieser Reaktionen und Gleichgewichte ermöglicht es Chemikern und Elektrochemikern, präzise Messungen durchzuführen und die Eigenschaften anderer elektrochemischer Systeme im Vergleich zur Standardwasserstoffelektrode zu charakterisieren.

Dalton LW6: Standardwasserstoffelektro- de 1.Recherchieren Sie den Aufbau der Standardwasserstoffelektrode und erklären Sie die ablaufen- de

Aufbau und Funktionsweise der Standardwasserstoffelektrode

Die Standardwasserstoffelektrode ist ein zentrales Element in der Elektrochemie. Sie besteht aus mehreren Komponenten, die zusammen ein präzises Messinstrument für elektrochemische Potentiale bilden.

Definition: Die Standardwasserstoffelektrode ist eine Referenzelektrode, die den Nullpunkt der elektrochemischen Spannungsreihe festlegt.

Der Aufbau der Standardwasserstoffelektrode umfasst folgende Elemente:

  1. Eine platinierte Platinelektrode
  2. Ein Wasserstoffeinstrom
  3. Eine Säurelösung mit einer H+-Konzentration von 1 mol/L
  4. Ein Abschluss zur Vermeidung von Störungen durch Sauerstoff
  5. Ein Reservoir für die Säurelösung

Highlight: Die Funktionsweise der Standardwasserstoffelektrode basiert auf der Reaktion: 2H+ + 2e- ⇒ H2

Die technische Herausforderung bei der Konstruktion einer Wasserstoffelektrode liegt darin, dass Wasserstoff als Gas weder eine Elektrodenform annehmen noch elektrisch leiten kann. Um dieses Problem zu lösen, wird eine Hilfselektrode aus Platin verwendet. Diese wird mit Wasserstoffgas umspült, welches an der Platinoberfläche absorbiert wird und eine dünne Schicht von Wasserstoffatomen bildet.

Vocabulary: Platinierung bezeichnet den Prozess, bei dem die Platinelektrode elektrolytisch mit Platinmohr überzogen wird, um ihre Oberfläche zu vergrößern.

Die ablaufenden Reaktionen in der Standardwasserstoffelektrode sind komplex:

  1. Die Platinelektrode wird von Wasserstoffgas bei einem Druck von 1013 Pa und einer Temperatur von 298,15 K 25°C25°C umspült.
  2. Das Wasserstoffgas absorbiert teilweise am Platin und bildet ein Gleichgewicht mit den Wasserstoffionen der Säure.
  3. Dieses Gleichgewicht legt das elektrochemische Potential fest.

Example: In einer galvanischen Zelle dient die Standardwasserstoffelektrode als Referenzpunkt. Die Zellspannung ergibt sich aus der Differenz der Standardelektrodenpotentiale der beteiligten Halbzellen.

Die Bedeutung der Standardwasserstoffelektrode für galvanische Zellen liegt in ihrer Rolle als Bezugspunkt. Sie ermöglicht die Bestimmung der Zellspannung jeder beliebigen galvanischen Zelle unter Standardbedingungen, da sich die Zellspannung aus der Differenz der Standardelektrodenpotentiale ergibt.



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Stefan S

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Samantha Klich

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Jana V

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Lena M

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

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Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

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Marcus B

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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Chemie

Redoxgleichgewichte

Standardpotentiale und konzentrationsabhängigkeit

Spannungsreihe und standard-wasserstoff-halbzelle

 

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12. Nov. 2021

•

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Die Standardwasserstoffelektrode ist ein grundlegendes Element in der Elektrochemie, das als Referenzpunkt für Elektrodenpotentiale dient. Sie besteht aus einer platinierten Platinelektrode, die von Wasserstoffgas umspült wird und in eine Säurelösung eintaucht. Ihre Funktionsweise basiert auf der Redoxreaktionzwischen Wasserstoffionen und... Mehr anzeigen

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Redoxsystem und Gleichgewichtsreaktionen der Standardwasserstoffelektrode

Die Standardwasserstoffelektrode basiert auf einem spezifischen Redoxsystem, das für ihre Funktion als Referenzelektrode entscheidend ist.

Definition: Ein Redoxpaar besteht aus der oxidierten und reduzierten Form eines chemischen Elements oder einer Verbindung, die durch Elektronenübertragung ineinander umgewandelt werden können.

Für die Standardwasserstoffelektrode ist das relevante Redoxpaar:

H+ / H2

Dieses Redoxpaar repräsentiert die oxidierte Form H+H+ und die reduzierte Form H2H2 des Wasserstoffs.

Die Gleichgewichtsreaktion, die das Potential der Standardwasserstoffelektrode bestimmt, lautet:

2H+ + 2e- ⇌ H2

Highlight: Diese Reaktionsgleichung beschreibt das dynamische Gleichgewicht zwischen Wasserstoffionen, Elektronen und molekularem Wasserstoff an der Elektrodenoberfläche.

In dieser Reaktion:

  • Die Vorwärtsreaktion vonlinksnachrechtsvon links nach rechts stellt die Reduktion dar: Wasserstoffionen nehmen Elektronen auf und bilden molekularen Wasserstoff.
  • Die Rückreaktion vonrechtsnachlinksvon rechts nach links repräsentiert die Oxidation: Molekularer Wasserstoff gibt Elektronen ab und bildet Wasserstoffionen.

Example: Wenn die Standardwasserstoffelektrode als Kathode in einer galvanischen Zelle fungiert, läuft die Reduktionsreaktion ab: 2H+ + 2e- → H2. Als Anode würde die Oxidationsreaktion stattfinden: H2 → 2H+ + 2e-.

Das Verständnis dieses Redoxsystems und der zugehörigen Gleichgewichtsreaktion ist fundamental für die Anwendung der Standardwasserstoffelektrode in elektrochemischen Messungen und für die Berechnung von Elektrodenpotentialen anderer Halbzellen.

Vocabulary: Das Standardpotential der Wasserstoffelektrode wird definitionsgemäß als null Volt festgelegt, was den Bezugspunkt für alle anderen Elektrodenpotentiale in der elektrochemischen Spannungsreihe bildet.

Die Kenntnis dieser Reaktionen und Gleichgewichte ermöglicht es Chemikern und Elektrochemikern, präzise Messungen durchzuführen und die Eigenschaften anderer elektrochemischer Systeme im Vergleich zur Standardwasserstoffelektrode zu charakterisieren.

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Aufbau und Funktionsweise der Standardwasserstoffelektrode

Die Standardwasserstoffelektrode ist ein zentrales Element in der Elektrochemie. Sie besteht aus mehreren Komponenten, die zusammen ein präzises Messinstrument für elektrochemische Potentiale bilden.

Definition: Die Standardwasserstoffelektrode ist eine Referenzelektrode, die den Nullpunkt der elektrochemischen Spannungsreihe festlegt.

Der Aufbau der Standardwasserstoffelektrode umfasst folgende Elemente:

  1. Eine platinierte Platinelektrode
  2. Ein Wasserstoffeinstrom
  3. Eine Säurelösung mit einer H+-Konzentration von 1 mol/L
  4. Ein Abschluss zur Vermeidung von Störungen durch Sauerstoff
  5. Ein Reservoir für die Säurelösung

Highlight: Die Funktionsweise der Standardwasserstoffelektrode basiert auf der Reaktion: 2H+ + 2e- ⇒ H2

Die technische Herausforderung bei der Konstruktion einer Wasserstoffelektrode liegt darin, dass Wasserstoff als Gas weder eine Elektrodenform annehmen noch elektrisch leiten kann. Um dieses Problem zu lösen, wird eine Hilfselektrode aus Platin verwendet. Diese wird mit Wasserstoffgas umspült, welches an der Platinoberfläche absorbiert wird und eine dünne Schicht von Wasserstoffatomen bildet.

Vocabulary: Platinierung bezeichnet den Prozess, bei dem die Platinelektrode elektrolytisch mit Platinmohr überzogen wird, um ihre Oberfläche zu vergrößern.

Die ablaufenden Reaktionen in der Standardwasserstoffelektrode sind komplex:

  1. Die Platinelektrode wird von Wasserstoffgas bei einem Druck von 1013 Pa und einer Temperatur von 298,15 K 25°C25°C umspült.
  2. Das Wasserstoffgas absorbiert teilweise am Platin und bildet ein Gleichgewicht mit den Wasserstoffionen der Säure.
  3. Dieses Gleichgewicht legt das elektrochemische Potential fest.

Example: In einer galvanischen Zelle dient die Standardwasserstoffelektrode als Referenzpunkt. Die Zellspannung ergibt sich aus der Differenz der Standardelektrodenpotentiale der beteiligten Halbzellen.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

iOS user

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

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Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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