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Der Redoxvorgang - Nernstgleichung und Reaktionsvorhersage

Allgemeines:
Ein Redoxvorgang ist eine chemische Reaktion, bei der ein Teilchen Elektronen auf den anderes Teilchen überträgt. Bei einer solchen Elektronenübertragungs-Reaktion finden also eine Elektronenabgabe (Oxidation) durch ein Teilchen sowie eine Elektronenaufnahme (Reduktion) statt (Redox = Reduktion-Oxidation). Durch Kenntnis des Oxidationsmittels und des Reduktionsmittels der Reaktion sowie der Normalpotentiale der Reaktionsteilnehmer, lässt sich ein Redoxvorgang vorhersagen.

Normalpotential:
Das Normalpotential E0 eines Elements bzw. einer Verbindung (genauer gesagt dessen Redoxpaar, z.B Na / Na+) charakterisiert das Reduktions- (der reduzierten Form) bzw. Oxidationsvermögen (oxidierte Form) unter Standardbedingungen in wässriger Lösung.
Aus der Kenntnis der Normalpotentiale bzw. Redoxpotentiale kann man voraussagen, ob ein bestimmter Redoxvorgang möglich ist. Eine Redoxreaktion findet -wie bereits erwähnt- zwischen einem Oxidationsmittel (oxidierte Form eines Elementes bzw. einer Verbindung) und einem Reduktionsmittel (reduzierte Form eines Elementes bzw. einer Verbindung).

Beispiel: 

reduzierte Form
oxidierte Form
Normalpotential
Na
Na+
-2,7 V
Cl-
Cl2
+1,4 V

Berechnung des Potential bei Nicht-Standardbedingungen:
Normalbedingungen sind dann gegeben, wenn alle Reaktionsteilnehmer bei 25°C die Konzentration von 1 mol por Liter hat. Da dies aber nicht immer der Fall ist, muss man die Normalpotentiale bei den gegebenen Bedingungen umrechnen. Dies ist mithilfe der Nernstschen Gleichung möglich. 

                                                           

Dabei sind E0 das Normalpotential, R die Gaskonstante (8,31447 J·mol-1·K-1), T die absolute Temperatur in Kelvin, F die Faraday-Konstante (96485,34 J·V-1·mol-1) und z die Zahl der übertargenen Elektronen (z.B. Cu zu Cu2+: 2 Elektronen)

Vorhersage von Reaktionen:
Aus der Kenntnis des. Redoxpotentiales E (aus Nernstgleichung) kann man voraussagen, ob ein bestimmter Redoxvorgang möglich ist. Eine Redoxreaktion findet -wie bereits erwähnt- zwischen einem Oxidationsmittel (oxidierte Form eines Elementes bzw. einer Verbindung) und einem Reduktionsmittel (reduzierte Form eines Elementes bzw. einer Verbindung) und erfolgt wie im vorherigen Kapitel ("Redoxvorgang - Normalpotential und Reaktionsvorhersage") dargestellt. 
 

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