Standardelektrodenpotentiale

Standardelektrodenpotentiale bezeichnen die Neigung eines Redoxpaares, Elektronen aufzunehmen oder abzugeben, relativ zur Standard-Wasserstoffelektrode (SHE). Die Standardbedingung setzt eine Aktivität der reagierenden Arten von 1 (in der Praxis 1 M-Lösungen), Druck von 1 Atmosphäre für Gase und eine Temperatur von 25 °C voraus. Die SHE dient als Referenz und hat unter diesen Bedingungen das Standardpotential E° von 0,00 V.

In galvanischen oder elektrochemischen Zellen ermöglichen die Standardpotentiale die Vorhersage der Richtung spontaner Reaktionen. Die Zellspannung bei Standardbedingungen ergibt sich aus E°cell = E°Kathode − E°Anode. Ein positives E°cell bedeutet eine spontane Reaktion unter Standardbedingungen. Das Standardpotential hängt nur vom Redoxpaar ab und lässt sich direkt aus experimentellen Messungen oder aus tabellierten Werten ableiten. Die Änderung der freien Energie bei Standardbedingungen folgt ΔG° = −n F E°cell, wobei n die Anzahl der übertragenen Elektronen und F die Faraday-Konstante ist.

Häufige Beispiele (reduktion): Cu2+ + 2e− → Cu(s) E° ≈ +0,34 V; Ag+ + e− → Ag(s) E° ≈ +0,80 V; Zn2+ + 2e− → Zn(s) E° ≈ −0,76 V; Fe3+ + e− → Fe2+ E° ≈ +0,77 V. Wasserstoff wird definiert als Referenz: H+ + e− → ½ H2(g) E° = 0,00 V.

Anmerkungen: E°-Werte gelten nur bei 25 °C und reinem Wasser als Lösungsmittel, bleiben bei Temperaturänderungen nicht konstant und können durch komplexbildung, pH und Konzentrationen beeinflusst werden.