Formelsammlung Physikalische Chemie/ Elektrochemie

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Inhaltsverzeichnis

[Bearbeiten] Leitfähigkeit

G = 1 / R
  • R ist der Widerstand
  • Einheit 1/Ohm oder S (Siemens)

[Bearbeiten] Spezifische Leitfähigkeit

\varkappa = 1/\sigma = C G = C/R
  • σ: spezifischer Widerstand
  • G: gemessene Leitfähigkeit
  • R: Widerstand
  • C: Zellkonstante (C hängt von der bei der Messung verwendeten Elektrode ab)

[Bearbeiten] Molare Leitfähigkeit

\Lambda_{\rm m}(c):= \varkappa/c.
  • \varkappa : spezifische Leitfähigkeit
  • c: Konzentration

[Bearbeiten] Kohlrauschsches Quadratwurzelgesetz

für starke Elektrolyten

\Lambda_{\rm m}(c)=\Lambda_{\rm m}^0 - k \sqrt{c}
  • Λm: molare Leitfähigkeit
  • \Lambda_{\rm m}^0: molare Leitfähigkeit bei unendlicher Verdünnung
  • k: Kohlrausch-Konstante (materialabhängig)
  • c: Konzentration

[Bearbeiten] Ostwaldsches Verdünnungsgesetz

für schwache Elektrolyten

[Bearbeiten] leitfähigkeitsabhängig

\frac{1}{\Lambda_m} = \frac{1}{\Lambda^\circ_m} + \frac{\Lambda_m \cdot c}{K_s \cdot (\Lambda^\circ_m)^2 }
  • Λm: molare Leitfähigkeit
  • \Lambda^\circ_m: molare Leitfähigkeit bei unendlicher Verdünnung
  • Ks: Säurekonstante
  • c: Konzentration

[Bearbeiten] konzentrationsabhängig

\mathsf{K_C = \frac{c(K^+) \cdot c(A^-)}{c(KA)} = \frac{\alpha^2}{1-\alpha} \cdot c_0}
KC: Dissoziationskonstante
α: Dissoziationsgrad
c(A−): Konzentration der Anionen
c(K+): Konzentration der Kationen
c0: Gesamtkonzentration
c(KA): Konzentration des nicht dissoziierten Elektrolytanteils

[Bearbeiten] Nernstsche Gleichung

[Bearbeiten] allgemein

E = E^\circ + \frac{RT}{z_e F}\ln Q
E: Elektrodenpotential
E°: Standardelektrodenpotential
R: universelle oder molare Gaskonstante, R = 8,31447 J mol−1 K−1
T: absolute Temperatur (= Temperatur in Kelvin)
ze: Anzahl der übertragenen Elektronen (auch Äquivalentzahl)
F: Faraday-Konstante, F = 96485,34 C mol−1
Q: mit Q = \frac{a_\mathrm{Ox}}{a_\mathrm{Red}} mit a als Aktivität des betreffenden Redox-Partners

[Bearbeiten] konzentrationsabhängig

E = E^\circ + \frac{RT}{z_e F}\ln\frac{(c_\mathrm{ox})^a}{(c_\mathrm{red})^b}
  • a = Vorfaktor der Oxidationsseite (Beispiel: 4 H + )
  • b = Vorfaktor der Reduktionsseite (Beispiel: 2 H2O)

[Bearbeiten] unter Normalbedingungen

Zimmertemperatur (T = 298,15 K ≙ 25 °C)

E = E^{o}+\frac{0{,}059 V}{z_e}\lg\frac{(c_\mathrm{ox})^a}{(c_\mathrm{red})^b}.
  • Faktor 0,059 enthält die Umrechnung von ln → lg und alle Konstanten

[Bearbeiten] Spannungsreihe

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