Elektronenäquivalenten

Elektronenäquivalente (Abkürzung e‑eq) beschreiben die Menge an Elektronen, die in einer Redoxreaktion übertragen wird, und dienen zur Quantifizierung von Stoffmengen in elektrochemischen Prozessen. Ein Elektronenäquivalent entspricht genau einem Mol freier Elektronen, also 6,022 × 10²³ Einzel­elektronen, und ist damit gleich dem Faraday‑Konstanten von etwa 96 485 C mol⁻¹. Die Größe wird häufig verwendet, um die theoretische Strommenge zu bestimmen, die bei der Elektrolyse oder galvanischen Zelle nötig ist, um einen gegebenen Stoff umzusetzen.

Die Berechnung des Elektronenäquivalents erfolgt über die Stoffmenge n des reagierenden Teilchens und die Anzahl z der ausgetauschten Elektronen pro Molekül oder Ion: e‑eq = n·z. Für die Umwandlung einer Masse m eines Stoffes in Elektronenäquivalente ist zudem die molare Masse M erforderlich, sodass e‑eq = (m/M)·z gilt. In der Praxis wird das Konzept genutzt, um die Zusammensetzung von Elektrolytlösungen zu bestimmen, die Elektrodenkapazität zu planen und die Effizienz von Brennstoffzellen zu beurteilen.

In der analytischen Chemie finden Elektronenäquivalente Anwendung bei der Titration von Redoxsystemen, wo das Äquivalenz­volumen das Volumen eines Titranten darstellt, das exakt die gleiche Anzahl an Elektronen liefert, die für die vollständige Reaktion des Analyten erforderlich ist. Das Konzept ist damit ein zentrales Bindeglied zwischen chemischer Stöchiometrie, Elektrostatik und praktischen Verfahren der Industrie und Forschung.